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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung gehört zum technischen Bereich flexibler Systeme für neue Energieprojekte und bezieht sich insbesondere auf einen flexiblen selbstausgleichenden Photovoltaik-Stützverbinder.
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STAND DER TECHNIK
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In einer flexiblen Photovoltaik-Unterstützung wird eine flexible Kabelstruktur verwendet, um ein Photovoltaikmodul zu installieren. Das heißt, dass das Photovoltaikmodul über einen Verbinder in einem flexiblen Kabel eingebettet und installiert wird. Die Installation erweitert einen praktischen Anwendungsbereich einer Photovoltaikanlage erheblich. Da jedoch die vorhandenen flexiblen Kabel und Verbinder des Photovoltaikmoduls jeweils starre Bauteile sind und das Photovoltaikmodul direkt an dem Verbinder befestigt wird, führt eine gemeinsame Vibration des starren Verbinders und des Photovoltaikmoduls während der Windvibrationen anfällig zur Biegung und Torsionsverformung des Photovoltaikmoduls, so dass eine Gefahr von Rissen an Photovoltaikmodulen besteht. Darüber hinaus ist der Vibrationseffekt der flexiblen Photovoltaik-Unterstützung unter der Wirkung von Windvibrationen offensichtlich, was die technischen Kosten der flexiblen Photovoltaik erheblich erhöht.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Um eine gemeinsame Verformung eines flexiblen Kabels und eines Photovoltaikmoduls unter Windvibrationen wirksam zu vermeiden, eine potentielle Gefahr von Biegen und Torsion des Photovoltaikmoduls zu verringern, um die Lebensdauer des Photovoltaikmoduls erheblich zu verbessern und gleichzeitig Kontraktionen und Ausdehnungen (Kollisionen und Extrusionen) zwischen benachbarten Photovoltaik-Unterstützungen unter Einwirkung von Windvibrationen zu vermeiden und zur Einschränkung des Vibrationseffekts beizutragen, wird mit der vorliegenden Erfindung ein flexibler selbstausgleichender Photovoltaik-Stützverbinder bereitgestellt.
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Um den oben genannten Zweck zu erreichen, wird bei der Erfindung eine technische Lösung gemäß Schutzanspruch 1 verwendet. Einzelne Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der flexible selbstausgleichende Photovoltaik-Stützverbinder umfasst ein flexibles Kabel, mindestens zwei Ausgleichsstücke, zwei Klemmelemente für Photovoltaikplatten, zwei obere Stahlplatten, eine untere Stahlplatte und eine Kabeleinbettungsplatte, wobei zwei obere Stahlplatten jeweils durch Ausgleichsstücke symmetrisch an der unteren Stahlplatte verbunden sind, wobei zwei Klemmelemente für Photovoltaikplatten einander abgewandt angeordnet und jeweils symmetrisch an einer Oberseite der beiden oberen Stahlplatten befestigt sind, wobei die Kabeleinbettungsplatte an der Mittelachse der unteren Stahlplatte befestigt ist, und wobei das flexible Kabel zwischen der unteren Stahlplatte und der Kabeleinbettungsplatte geklemmt ist.
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Das Ausgleichsstück kann als eine Feder ausgebildet sein.
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Die Steifigkeit k der Feder ist z.B. definiert als
mit
d als Federverformung;
D als Gewicht der Photovoltaikplatte;
wk als der Standardwinddruck;
A als die Fläche der Photovoltaikplatte und
L als die Spannweite des Photovoltaikmoduls entlang einer Kabelrichtung.
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Das Klemmelement für Photovoltaikplatten umfasst vorteilhafterweise ein erstes Photovoltaikplatten-Befestigungselement und ein zweites Photovoltaikplatten-Befestigungselement, wobei das erste Photovoltaikplatten-Befestigungselement und das zweite Photovoltaikplatten-Befestigungselement einen horizontalen Schlitz zum Festklemmen eines Rahmens der Photovoltaikplatte bilden, wobei die horizontalen Schlitze von zwei Klemmelementen für Photovoltaikplatten einander abgewandt angeordnet sind.
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Das erste Photovoltaikplatten-Befestigungselement besteht zweckmäßigerweise aus einer L-förmigen Platte und einer flachen Platte, wobei die L-förmige Platte an der flachen Platte befestigt ist, und wobei die flache Platte auf der Oberseite der oberen Stahlplatte befestigt ist, wobei das zweite Photovoltaikplatten-Befestigungselement eine hohle rechteckige Platte ist und auf einer Innenseite der L-förmigen Platte befestigt ist.
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Das erste Photovoltaikplatten-Befestigungselement, das zweite Photovoltaikplatten-Befestigungselement und die Kabeleinbettungsplatte können aus Stahl bestehen oder diesen aufweisen.
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Die oberen Stahlplatten und die untere Stahlplatte sind zweckmäßigerweise jeweils als eine rechteckige Stahlplatte ausgebildet.
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An der Mittelachse der gegenüberliegenden Seite der Kabeleinbettungsplatte und der unteren Stahlplatte kann eine bogenförmige Vertiefung zur Aufnahme des flexiblen Kabels vorgesehen sein.
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Die untere Stahlplatte und die Kabeleinbettungsplatte sind können lösbar miteinander verbunden sein.
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Vorteilhafte Wirkungen sind im Folgenden beschrieben.
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(1) Nach der vorliegenden Erfindung werden die oberen Stahlplatten und die untere Stahlplatte durch Federn zu einem Ganzen verschweißt, wodurch sichergestellt wird, dass die oberen Stahlplatten und die untere Stahlplatte getrennt verformt werden, sodass das mit der oberen Stahlplatte verbundene Photovoltaikmodul von dem mit der unteren Stahlplatte verbundene Kabel effektiv getrennt wird. Dies vermeidet die gemeinsame Verformung des Kabels und des Photovoltaikmoduls effektiv. Damit wird sichergestellt, dass das Photovoltaikmodul unter der Wirkung der Feder einen selbstausgleichenden Zustand erreicht, so dass eine Gefahr von Biegen und Torsion des Photovoltaikmoduls verringert wird.
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(2) Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die oberen Stahlplatten und die untere Stahlplatte jeweils mit dem Photovoltaikmodul und dem Kabel ablösbar verbunden. Es ist zweckmäßig, die Baugruppe leicht zu installieren und auszutauschen, wodurch das Problem gelöst wird, dass die Feder aufgrund wiederholter Kompression zu Ermüdungsschäden neigt und schwer zu ersetzen ist.
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(3) Bei der vorliegenden Erfindung werden das Kabel und das Photovoltaikmodul miteinander verbunden, wodurch Kollisionen und Extrusionen zwischen den Photovoltaikmodulen unter Einwirkung von Windvibrationen verhindert sind und Lebensdauer des Photovoltaikmoduls erheblich verbessert wird.
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Die vorliegende Erfindung gehört also zum technischen Bereich flexibler Systeme für neue Energieprojekte und bezieht sich insbesondere auf einen flexiblen selbstausgleichenden Photovoltaik-Stützverbinder. Die Erfindung umfasst ein flexibles Kabel, mindestens zwei Ausgleichsstücke, zwei Klemmelemente für Photovoltaikplatten, zwei obere Stahlplatten, eine untere Stahlplatte und eine Kabeleinbettungsplatte. In der vorliegenden Erfindung werden die oberen Stahlplatten und die untere Stahlplatte durch Ausgleichsstücke einteilig verbunden, wodurch sichergestellt wird, dass die obere und die untere Stahlplatte getrennt verformt werden, sodass das mit der oberen Stahlplatte verbundene Photovoltaikmodul von dem mit der unteren Stahlplatte verbundene Kabel voneinander effektiv getrennt werden. Dies vermeidet die gemeinsame Verformung des Kabels und des Photovoltaikmoduls effektiv. Damit wird sichergestellt, dass das Photovoltaikmodul unter der Wirkung des Ausgleichsstücks einen selbstausgeglichenen Zustand erreicht, so dass eine Gefahr von Biegen und Torsion des Photovoltaikmoduls verringert wird. Die oberen und unteren Stahlplatten sind ablösbar mit dem Photovoltaikmodul und der Kabeleinbettungsvorrichtung verbunden, wodurch eine Montage und ein Austausch bequem ist. Durch das Verbinden des Kabels mit dem Photovoltaikmodul werden die Kollisionen und Extrusionen zwischen den Photovoltaikmodulen unter Einwirkung von Windvibrationen vermieden, wodurch Lebensdauer der Photovoltaikmodule erheblich verbessert wird.
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Die obige Beschreibung ist nur eine Übersicht über die technische Lösung der vorliegenden Erfindung. Um die technischen Mittel der vorliegenden Erfindung klarer einführen und gemäß dem Inhalt der Beschreibung implementieren zu können, werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nachstehend ausführlich beschrieben.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Darstellung der Struktur der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine Seitenansicht von 1.
- 3 ist eine schematische Darstellung einer neuen Federselbstausgleichsvorrichtung der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist eine schematische Gesamtdarstellung eines Photovoltaikmoduls und einer Kabelstruktur.
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Darunter:
- 1
- flexibles Kabel,
- 2
- Ausgleichsstück,
- 3
- erstes Photovoltaikplat-obere ten-Befestigungselement,
- 4
- zweites Photovoltaikplatten-Befestigungselement,
- 5
- Stahlplatte,
- 6
- Schraube,
- 7
- untere Stahlplatte;
- 8
- Kabeleinbettungsplatte;
- 9
- flexibler selbstausgleichender Photovoltaik-Stützverbinder.
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Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen detailliert beschrieben.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ANMELDUNG
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Die technische Lösung der vorliegenden Erfindung wird in Verbindung mit den folgenden Ausführungsformen klar und vollständig beschrieben.
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Ausführungsform 1
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In 1 bis 4 ist ein flexibler selbstausgleichender Photovoltaik-Stützverbinder dargestellt, der ein flexibles Kabel 1, mindestens zwei Ausgleichsstücke 2, zwei Klemmelemente für Photovoltaikplatten, zwei obere Stahlplatten 5, eine untere Stahlplatte 7 und eine Kabeleinbettungsplatte 8 umfasst, wobei zwei obere Stahlplatten 5 jeweils durch Ausgleichsstücke 2 symmetrisch an der unteren Stahlplatte 7 verbunden sind, wobei zwei Klemmelemente für Photovoltaikplatten einander abgewandt angeordnet und jeweils symmetrisch an einer Oberseite der beiden oberen Stahlplatten 5 befestigt sind, wobei die Kabeleinbettungsplatte 8 an einer Mittelachse der unteren Stahlplatte 7 befestigt ist, und wobei das flexible Kabel 1 zwischen der unteren Stahlplatte 7 und der Kabeleinbettungsplatte 8 geklemmt ist.
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In der konkreten Anwendung werden die oberen Stahlplatten 5 und die untere Stahlplatte 7 durch die Ausgleichsstücke 2 zu einem Ganzen verschweißt. Dann werden die Klemmelemente für Photovoltaikplatten und die Photovoltaikmodule auf der oberen Stahlplatte 5 durch eine Schrauben 6 verbunden. Die untere Stahlplatte 7 wird mit der Kabeleinbettungsplatte 8 durch die Schraube 6 verbunden. Das gespannte flexible Kabel 1 ist zwischen der unteren Stahlplatte 7 und der Kabeleinbettungsplatte 8 befestigt, wodurch Installation, Demontage und Wartung bequem ist.
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Die oberen Stahlplatten 5 und die untere Stahlplatte 7 sind durch die Ausgleichsstücke 2 zu einem Ganzen verschweißt, wodurch sichergestellt wird, dass die oberen Stahlplatten 5 und die untere Stahlplatte 7 getrennt verformt sind, und sodass das mit der oberen Stahlplatte 5 verbundene Photovoltaikmodul effektiv von dem mit der unteren Stahlplatte 7 verbundenen flexiblen Kabel getrennt ausgebildet ist, wodurch eine gemeinsame Verformung des flexiblen Kabels 1 und des Photovoltaikmoduls wirksam vermieden wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das Photovoltaikmodul unter der Wirkung des Ausgleichsstücks 2 einen selbstausgleichenden Zustand erreicht, so dass eine Gefahr von Biegen und Torsion des Photovoltaikmoduls verringert wird. Nach der vorliegenden Erfindung werden das flexible Kabel 1 und das Photovoltaikmodul miteinander verbunden, wodurch Kollisionen und Extrusionen zwischen den Photovoltaikmodulen unter Windvibrationen verhindert sind, wodurch ein Vibrationseffekt effektiv eingedämmt und Lebensdauer des Photovoltaikmoduls erheblich verbessert wird.
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In einer konkreten Anwendung können, um einen Verbindungseffekt der Photovoltaikmodule sicherzustellen, benachbarte Photovoltaikmodule durch zwei flexible selbstausgleichende Photovoltaik-Stützverbinder 9 verbunden werden.
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Ausführungsform 2
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Bezugnehmend auf den flexiblen selbstausgleichenden Photovoltaik-Stützverbinder, der in 1 bis 3 gezeigt ist, kann in der ersten Ausführungsform das Ausgleichsstück 2 als eine Feder ausgebildet sein.
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Ferner ist die Steifigkeit der Feder k gegeben durch
d die Federverformung ist,
D das Gewicht der Photovoltaikplatte ist,
wk der Standardwinddruck ist,
A die Fläche der Photovoltaikplatte ist und
L die Spannweite des Photovoltaikmoduls entlang einer Kabelrichtung ist.
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In der konkreten Anwendung ist das Ausgleichsstück 2 als eine Feder ausgebildet. Diese technische Lösung ist nicht nur praktisch, um Materialien zu erhalten, sondern auch einfacher, eine Selbstausgleichsfunktion zu realisieren.
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Die Steifigkeit k der Feder des selbstausgleichenden Verbinders sollte unter Druck die folgenden Anforderungen erfüllen, wobei um eine Anforderungen an einen Einsatzzustand von Photovoltaikplatten zu gewährleisten, beträgt die Verformung der Verbindungsposition jeweils d
1, d
2, d
3, d
4 und eine mittlere Durchbiegung
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Sofern die Durchbiegung der Photovoltaik-Komponente mit einem Rahmen nicht größer als 1/120 seiner berechneten Spannweite sein sollte, ist die Beziehung zwischen der Federverformung d und der Wirkung einer positiven Winddruckbelastung wie folgt:
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wobei
k die Steifigkeit der Feder ist;
d die Federverformung ist;
D das Gewicht der Photovoltaikplatte ist;
wk der Standardwinddruck ist und
A die Fläche der Photovoltaikplatte ist.
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Wenn d
2 und d
4 = 0 und d
1 = d
3 sind, ist d die mittlere Durchbiegung der Photovoltaikplatte und damit
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mit L als Spannweite des Photovoltaikmoduls entlang der Kabelrichtung;
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Somit beträgt die minimale Steifigkeit k der Feder
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Wenn die Feder gespannt ist, befindet sie sich in einem Zustand der Gegenwindlast, und ist eine Federverformung viel größer als eine ursprüngliche Länge der Feder. Eine Beziehung zwischen der Federverformung d und der Wirkung der Gegenwindbelastung ist wie folgt:
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Daher beträgt die maximale Steifigkeit k der Feder
mit d als ursprüngliche Länge der Feder;
Daher ist die Steifigkeit k der Feder
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Ausführungsform 3
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Bezugnehmend auf einen flexiblen selbstausgleichenden Photovoltaik-Stützverbinder, der in 1 bis 3 gezeigt ist, auf der Basis der ersten Ausführungsform, umfasst das Klemmelement für Photovoltaikplatten ein erstes Photovoltaikplatten-Befestigungselement 3 und ein zweites Photovoltaikplatten-Befestigungselement 4, wobei das erste Photovoltaikplatten-Befestigungselement 3 und das zweite Photovoltaikplatten-Befestigungselement 4 einen horizontalen Schlitz zum Festklemmen eines Rahmens der Photovoltaikplatte bilden, wobei die horizontalen Schlitze von zwei Klemmelementen für Photovoltaikplatten einander abgewandt angeordnet sind.
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Ferner besteht das erste Photovoltaikplatten-Befestigungselement 3 aus einer L-förmigen Platte und einer flachen Platte, wobei die L-förmige Platte an der flachen Platte befestigt ist, und wobei die flache Platte auf der Oberseite der oberen Stahlplatte 5 befestigt ist, wobei das zweite Photovoltaikplatten-Befestigungselement 4 eine hohle rechteckige Platte ist und auf einer Innenseite der L-förmigen Platte befestigt ist.
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Darüber hinaus bestehen das erste Photovoltaikplatten-Befestigungselement 3, das zweite Photovoltaikplatten-Befestigungselement 4 und die Kabeleinbettungsplatte 8 aus Stahl.
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In der konkreten Anwendung bilden das erste Photovoltaikplatten-Befestigungselement 3 und das zweite Photovoltaikplatten-Befestigungselement 4 einen horizontalen Schlitz zum Festklemmen eines Rahmens der Photovoltaikplatte, damit der Rahmens der Photovoltaikplatte einfach festgeklemmt werden kann. Ferner kann durch Einstellen der Größe des ersten Photovoltaikplatten-Befestigungselementes 3 und des zweiten Photovoltaikplatten-Befestigungselementes 4 die Größe des Schlitzes geändert werden, um an die Anforderungen zum Festklemmen unterschiedlicher Rahmendicke der Photovoltaikplatten anzupassen.
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Ausführungsform 4
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Bezugnehmend auf einen flexiblen selbstausgleichenden Photovoltaik-Stützverbinder, der in 1 bis 3 gezeigt ist, auf der Basis der ersten Ausführungsform, sind die oberen Stahlplatten 5 und die untere Stahlplatte 7 jeweils als eine rechteckige Stahlplatte ausgebildet.
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In der konkreten Anwendung sind die oberen Stahlplatten 5 und die untere Stahlplatte 7 jeweils als rechteckige Stahlplatten ausgebildet, was eine Nutzungsrate von Stahl effektiv verbessert und Bauarbeiten erleichtert. Durch genaues Positionieren der Schweißposition des Ausgleichsstücks 2, d.h. der Feder, mit der oberen Stahlplatte 5 und der unteren Stahlplatte 7 wird sichergestellt, dass eine Belastung der Photovoltaik-Unterstützung durch das Ausgleichsstück 2, d.h. die Feder, gleichmäßig auf die untere Stahlplatte 7 übertragen wird.
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Ausführungsform 5
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Bezugnehmend auf einen flexiblen selbstausgleichenden Photovoltaik-Stützverbinder, der in 1 bis 3 gezeigt ist, auf der Basis der ersten Ausführungsform, ist an der Mittelachse der gegenüberliegenden Seite der Kabeleinbettungsplatte 8 und der unteren Stahlplatte 7 eine bogenförmige Vertiefung zur Aufnahme des flexiblen Kabels 1 vorgesehen.
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In der konkreten Anwendung übernimmt die Kabeleinbettungsplatte 8 diese technische Lösung, damit das flexible Kabel 1 bequem und fest zwischen der Kabeleinbettungsplatte 8 und der unteren Stahlplatte 7 befestigt werden kann.
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Ausführungsform 6
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Bezugnehmend auf einen flexiblen selbstausgleichenden Photovoltaik-Stützverbinder, der in 1 bis 3 gezeigt ist, auf der Basis der ersten Ausführungsform, sind die untere Stahlplatte 7 und die Kabeleinbettungsplatte 8 auf ablösbare Weise miteinander verbunden.
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In der konkreten Anwendung werden die untere Stahlplatte 7 und die Kabeleinbettungsplatte 8 durch eine Schrauben 6 ablösbar miteinander verbunden. Es ist zweckmäßig, die Baugruppe leicht zu installieren und auszutauschen, wodurch das Problem gelöst wird, dass die Feder aufgrund wiederholter Kompression zu Ermüdungsschäden neigt und schwer zu ersetzen ist.
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Das flexible Kabel 1 und das Photovoltaikmodul sind gemeinsam an einer Position miteinander verbunden, wodurch Kollisionen und Extrusionen zwischen den Photovoltaikmodulen unter Einwirkung von Windvibrationen vermieden werden und Lebensdauer des Photovoltaikmoduls erheblich verbessert wird.
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Die obigen Ausführungsformen sind nur die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und sollen diese nicht einschränken. Alle Änderungen, gleichwertigen Ersetzungen, Verbesserungen usw., die im Sinne und im Prinzip der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, sind in deren Schutzumfang einbezogen.