CN221081198U - 一种自平衡式空间索结构光伏支架及光伏支架组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于太阳能应用技术领域，公开了一种自平衡式空间索结构光伏支架及光伏支架组，解决了现有光伏支架对基础要求高、钢结构使用效率低的问题。其包括设置在地表上多边形角点的M个立柱、M条径向索和N条环向索；M条径向索的一端在多边形中心的轴线上汇集连接，另一端分别与每个立柱的顶端对应连接；每条环向索以多边形中心的轴线为中心，与M条径向索逐一固定连接，形成封闭的多边形空间曲线；N条环向索以多边形中心的轴线为中心依次向外设置，且N条环向索构成的第一索网曲面与M条径向索构成的第二索网曲面不在同一平面。本实用新型结构简单，支架结构内索拉力与撑杆内力平衡，索拉力不传给地基，对地基条件要求低，适用于软弱地基。

Description

一种自平衡式空间索结构光伏支架及光伏支架组

技术领域

本实用新型公开了一种自平衡式空间索结构光伏支架及光伏支架组，属于太阳能应用技术领域。

背景技术

太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的资源，具有清洁、安全和可再生的特点，在能源格局中发挥越来越重要的作用。而随着光伏系统的安装，适合安装光伏的土地资源日趋紧张，

传统的排架式光伏支架结构简单、安装方便，但其用钢量大，并且下部空间较小；排架式光伏结构在力学上为连续梁超静定结构，在软弱地基、煤矿沉陷区等不良地质环境中，基础的不均匀沉降会引起光伏支架沉降，破坏超静定状态，造成光伏支架弯折破坏。

现有的索结构光伏支架采用在立柱或平面框架上支撑的条带型索结构，光伏支架固定在承重索上，承重索的两端通过支撑结构将索拉力传给地基，因此，现有的索结构光伏支架不适用于软质地基、煤矿沉陷区等不良地质环境中。

实用新型内容

本申请的目的在于，提供一种自平衡式空间索结构光伏支架及光伏支架组，以解决目前光伏支架结构用钢量大、对地基要求高，无法满足软质地基、煤矿沉陷区等不良地质环境的技术问题。为实现上述目的，本实用新型提出了一种自平衡式空间索结构光伏支架及光伏支架组，具体方案如下：

一种自平衡式空间索结构光伏支架，包括：设置在地表上多边形角点的M个立柱、M条径向索和N条环向索；

M条所述径向索的一端在所述多边形中心的轴线上汇集连接，另一端分别与每个所述立柱的顶端对应连接；

每条所述环向索以所述多边形中心的轴线为中心，与M条所述径向索逐一固定连接，形成封闭的多边形空间曲线；

N条所述环向索以所述多边形中心的轴线为中心依次向外设置，且N条所述环向索构成的第一索网曲面与M条所述径向索构成的第二索网曲面不在同一平面。

优选的，还包括多个边缘系杆；

每个所述边缘系杆的两端分别固定在两个相邻所述立柱的顶端，多个所述边缘系杆首尾相连形成封闭多边形。

优选的，所述第一索网曲面的曲率小于所述第二索网曲面的曲率。

优选的，还包括多组固定杆组；

每组所述固定杆组设置在每条所述环向索与每条所述径向索的连接处。

优选的，每组所述固定杆组包括一根竖杆和两根环向斜杆；

所述竖杆的一端与所述环向索固定连接，另一端与所述径向索固定连接，且所述竖杆与所述立柱平行；

两根所述环向斜杆的一端与所述竖杆的底端固定连接，另一端分别与所述环向索的角点两侧固定连接。

优选的，还包括径向斜杆；

所述径向斜杆的两端分别固定连接在径向相邻的两个所述竖杆的底端和顶端。

优选的，所述环向索和径向索采用柔性拉索；

所述柔性拉索包括钢丝束、钢绞线、钢丝绳、钢拉杆、吊装带中的一种或多种。

优选的，所述固定杆组和所述边缘系杆采用刚性杆；

所述刚性杆包括钢管、角钢、型钢中的一种或多种。

优选的，所述多边形为正六边形。

一种自平衡式空间索结构光伏支架组，包括多个所述的自平衡式空间索结构光伏支架；

多个所述自平衡式空间索结构光伏支架共边共角向外扩展。

有益效果：本实用新型的支架结构，结构简单，每个支架结构内索拉力与撑杆内力平衡，索拉力不传给地基，对地基条件要求低，能较好的适用软弱地基。本实用新型采用径向索和环向索的双层索网结构，在保证刚度的同时，大大降低了空间索网的用钢量，结构效率高。同时，本实用新型的支架组连续扩展，能很好的适应地形起伏和不规则的用地边界，节约利用土地，同时适应农光互补、牧光互补和鱼光互补等光伏复合项目应用场景对光伏组下越来越大的可利用空间要求。

附图说明

图1为本实用新型实施例中光伏支架结构示意图；

图2为本实用新型实施例光伏支架主视图示意图。

图中：1、立柱；2、径向索；3、环向索；4、边缘系杆；5、竖杆；6、径向斜杆；7、环向斜杆；I、第一索网曲面；II、第二索网曲面；F1、索拉力；F2、第一杆压力；F3、第二杆压力；F4、桩基水平力。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围。

如图1和图2所示，在一个实施例中，一种自平衡式空间索结构光伏支架，包括：设置在地表上多边形角点的M个立柱1、M条径向索2和N条环向索3；M条所述径向索2的一端在所述多边形中心的轴线上汇集连接，另一端分别与每个所述立柱1的顶端对应连接；每条所述环向索3以所述多边形中心的轴线为中心，与M条所述径向索2逐一固定连接，形成封闭的正多边形空间曲线；N条所述环向索3以所述多边形中心的轴线为中心依次向外设置，且N条所述环向索3构成的第一索网曲面I与M条所述径向索2构成的第二索网曲面II不在同一平面。

本实用新型光伏支架在水平投影为多边形，包括正多边形和非正多边形，例如相对两边较其他边更长的六边形、两条线对边平行的五边形等。从多边形在平面内的连续共边扩展性考虑，可采用正边形和正六边形，便于光伏支架在平面内共边扩展，节约材料，便于施工。本实施例中的光伏支架的水平面投影为正六边形。

还包括多个边缘系杆4；每个所述边缘系杆4的两端分别固定在两个相邻所述立柱1的顶端，多个所述边缘系杆4首尾相连形成封闭多边形。所述第一索网曲面I的曲率小于所述第二索网曲面II的曲率。

还包括多组固定杆组；每组所述固定杆组设置在每条所述环向索3与每条所述径向索2的连接处。每组所述固定杆组包括一根竖杆5和两根环向斜杆7；所述竖杆5的一端与所述环向索3固定连接，另一端与所述径向索2固定连接，且所述竖杆5与所述立柱1平行；两根所述环向斜杆7的一端与所述竖杆5的底端固定连接，另一端分别与所述环向索3的角点两侧固定连接。还包括径向斜杆6；所述径向斜杆6的两端分别固定连接在径向相邻的两个所述竖杆5的底端和顶端。

另一个实施例中，每组所述固定杆组设置在每条所述环向索3与每相隔一条的所述径向索2的连接处，以实现降低用钢量、提高工程经济性的目的。另一个实施例中，径向斜杆6间隔设置在两个相邻竖杆5之间，进一步降低用钢量、提高工程经济性的目的。

所述环向索3和径向索2采用柔性拉索；所述柔性拉索包括钢丝束、钢绞线、钢丝绳、钢拉杆、吊装带中的一种或多种。所述固定杆组和所述边缘系杆4采用刚性杆；所述刚性杆包括钢管、角钢、型钢中的一种或多种。本实用新型光伏支架也可以采用格构式桁架结构的杆架。

具体的，如图1所示，本实施例中，每个光伏支架采用空间受力的双层索网式六边形支撑结构。每个光伏支架包括6根立柱1、边缘系杆4、径向索2、径向索2、竖杆5、径向斜杆6和环向斜杆7。在地表上正六边形的角点处分别设置一根立柱1，将边缘系杆4的两端分别固定在环向相邻的两根立柱1的顶端，六根边缘系杆4首尾相连，在立柱1顶端形成封闭的正六边形。多根径向索2的一端在多边形中心的轴线上汇集连接，另一端分别连接在立柱1的顶端。具体的，本实施例中，多边形为正六边形，径向索2选用六根，六根径向索2的一端分别连接在对角角点的立柱1顶端，六根径向索2的另一端在正六边形的中心轴线上汇集，六根径向索2交叉形成下凹的近似球面的第二索网曲面II，多根环向索3以所述多边形的中心轴线为中心依次向外设置，形成与第二索网曲面II下凹面相对的上凸面或平面或下凹面；具体的，本实施例中，包括四根环向索3，每根环向索3长度不等，每根环向索3首尾相连形成封闭的空间曲线，环向索3以正六边形的中心轴线为中心向外依次设置，并与径向索2通过竖杆5固定，如图2所示，形成下凹的第一索网曲面I，第一索网曲面I设置在第二索网曲面II上部，且曲率小于第二索网曲率；多根环向索3首尾相连形成的封闭空间曲线的水平投影为多个同心且相似的正六边形，每根环向索3的角点水平投影与径向索2的水平投影重叠。

本实施例中采用径向下索和环向上索的双层索网结构，在保证刚度的同时，大大降低了空间索网的钢量、结构效率高。本支架结构简单，索拉力与撑杆内力平衡，索拉力不传给地基，对地基条件要求低，能够很好的适用软弱地基。双层光伏支架中，六根径向索2提供的索拉力F1与六根边缘系杆4受到的杆压力实现自平衡，桩基水平力F4将大大降低，因此桩基础对地基条件的要求也将大幅降低。具体的，如图1所示，本实施例双层光伏支架中的一个角点处，一根径向索2提供的索拉力F1与两根边缘系杆4分别受到的第一杆压力F2和第二杆压力F3实现自平衡，使桩基水平力F4将大大降低，因此桩基础对地基条件的要求也将大幅降低。

具体的，本实施例中，环向索3与径向索2之间设置竖杆5、径向斜杆6和环向斜杆7，所述竖杆5的一端设置在径向索2上，另一端设置在环向索3上，形成环向索3的角点，竖杆5用于支撑环向索3。径向斜杆6设置在径向相邻的两个竖杆5之间，其中一端与一根竖杆5的顶端连接，另一端与另一根竖杆5的底端连接，所述径向斜杆6用于防止环向索3在径向索2上径向移动。每根竖杆5与径向索2的连接还连接有两根环向斜杆7的一端，两根环向斜杆7的另一端分别连接在该竖杆5另一端环向索3的角点两侧，环向斜杆7用于保证环向索3的环向稳定，防止其环向移动。

本实施例中，径向索2和环向索3均选用钢丝束，竖杆5选用H型钢，径向斜杆6及环向斜杆7选用钢管，边缘系杆4选用方形钢管。

本实用新型中边缘系杆4、径向索2、环向索3为主要受力构件，单个光伏支架在张紧径向索2后整个支架具有一定的刚度并形成自平衡体系。

本实用新型还包括一种自平衡式双层光伏支架组，包括多个自平衡式双层光伏支架；多个所述自平衡式双层光伏支架共边共角向外扩展。

具体的，本实施例中，选用的支架为正六边形，正六边形是一种能够密铺平面的正多边形，因此，本实施例选用正六边形光伏支架，共边共角扩展，满足大面积光伏项目。正六边形光伏支架通过连续组合扩展，能够有效减少光伏支架用钢量，提高光伏支架经济性，同时，相比条带状的支架，能够很好的适应地形起伏和不规则的用地边界，解决了现有条带型索网结构光伏支架在台风区、大厚度淤泥区和潮汐区稳定性不足、抗倒塌能力弱、对两端的地基基础要求高等问题，同时其平面上联方扩展的特点，能够节约土地，适应农光互补、牧光互补和渔光互补等光伏复合项目应用场景对光伏组件下越来越大的可利用空间要求。

本实用新型的支架结构，结构简单，每个支架结构内索拉力与撑杆内力平衡，索拉力不传给地基，对地基条件要求低，能较好的适用软弱地基。本实用新型采用径向索和环向索的双层索网结构，在保证刚度的同时，大大降低了空间索网的用钢量，结构效率高。同时，本实用新型的支架组连续扩展，能很好的适应地形起伏和不规则的用地边界，节约利用土地，同时适应农光互补、牧光互补和鱼光互补等光伏复合项目应用场景对光伏组下越来越大的可利用空间要求。

以上实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本实用新型专利的范围约束。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应该以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自平衡式空间索结构光伏支架，其特征在于，包括：设置在地表上多边形角点的M个立柱、M条径向索和N条环向索；

M条所述径向索的一端在所述多边形中心的轴线上汇集连接，另一端分别与每个所述立柱的顶端对应连接；

每条所述环向索以所述多边形中心的轴线为中心，与M条所述径向索逐一固定连接，形成封闭的多边形空间曲线；

N条所述环向索以所述多边形中心的轴线为中心依次向外设置，且N条所述环向索构成的第一索网曲面与M条所述径向索构成的第二索网曲面不在同一平面。

2.根据权利要求1所述的自平衡式空间索结构光伏支架，其特征在于，还包括多个边缘系杆；

每个所述边缘系杆的两端分别固定在两个相邻所述立柱的顶端，多个所述边缘系杆首尾相连形成封闭多边形。

3.根据权利要求1所述的自平衡式空间索结构光伏支架，其特征在于，所述第一索网曲面的曲率小于所述第二索网曲面的曲率。

4.根据权利要求2所述的自平衡式空间索结构光伏支架，其特征在于，还包括多组固定杆组；

每组所述固定杆组设置在每条所述环向索与每条所述径向索的连接处。

5.根据权利要求4所述的自平衡式空间索结构光伏支架，其特征在于，每组所述固定杆组包括一根竖杆和两根环向斜杆；

所述竖杆的一端与所述环向索固定连接，另一端与所述径向索固定连接，且所述竖杆与所述立柱平行；

两根所述环向斜杆的一端与所述竖杆的底端固定连接，另一端分别与所述环向索的角点两侧固定连接。

6.根据权利要求5所述的自平衡式空间索结构光伏支架，其特征在于，还包括径向斜杆；

所述径向斜杆的两端分别固定连接在径向相邻的两个所述竖杆的底端和顶端。

7.根据权利要求1所述的自平衡式空间索结构光伏支架，其特征在于，所述环向索和径向索采用柔性拉索；

所述柔性拉索包括钢丝束、钢绞线、钢丝绳、钢拉杆、吊装带中的一种或多种。

8.根据权利要求4所述的自平衡式空间索结构光伏支架，其特征在于，所述固定杆组和所述边缘系杆采用刚性杆；

所述刚性杆包括钢管、角钢、型钢中的一种或多种。

9.根据权利要求1-8任一项所述的自平衡式空间索结构光伏支架，其特征在于，所述多边形为正六边形。

10.一种自平衡式空间索结构光伏支架组，其特征在于，包括多个权利要求1-9任一项所述的自平衡式空间索结构光伏支架；

多个所述自平衡式空间索结构光伏支架共边共角向外扩展。