CN104081136B - 太阳能***安装组件 - Google Patents

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Abstract

用于结构接地安装的接地安装组件、***和方法，包括多个支柱，其中每一个连接至少一个稳定板。该支柱可至少部分地安置在地下，且连接的稳定板的埋设深度约1英尺。在所述安装组件前部的支柱可由横向构件连接到组件后部中的相邻一个支柱上。

Description

太阳能***安装组件
技术领域
本发明主要涉及用于结构接地安装的接地安装组件、***和方法。本发明在接地安装光伏太阳能面板组件方面具有特殊效用，并将描述该效用，尽管其它效用也是可预期的。
背景技术
许多室外结构，如太阳能电池板组件、广告牌、标志等使用支柱或杆安装到地面中。通常，这些组件要经受强风，这可松动安装支柱，从而使组件不稳定。例如，太阳能电池板组件通常具有大的表面积，用于捕获太阳能；然而，这样的组件也可能经受风力，其可被转化到安装支柱中，从而松动安装结构周围的土壤。在这样的组件安装在疏松或砂质土壤的地方时，这个问题会特别放大。
在太阳能电池板组件的情况下，许多这种组件安装有支柱，所述支柱没有足够的地下表面积来提供足够的阻力来抵抗作用在地上的太阳能电池板组件的风力。例如，在这样的组件中常用的支柱可以是约2.5英寸宽。为解决不稳定的问题，一种已知的技术包括在所述安装结构的整个表面上浇注水泥盖。然而，这是很昂贵的措施，并且进一步具有使安装成为永久或半永久性固定的缺点。因此，因为所述盖的存在，重置、修改或改造所述安装变成了重大的任务。
发明内容
本发明的实施方式提供了用于安装结构的接地安装组件、安装到接地安装组件的光伏***、用于稳定预安装的接地安装组件和用于结构接地安装的方法。简要地描述，本发明可看作是提供利用具有连接稳定板的支柱用于结构接地安装的安装组件、***和方法。
在一个方面中，本发明提供了用于安装结构的接地安装组件，其包括多个支柱，每个支柱连接到至少一个稳定元件，该元件可采取可固定或切换(togel)安装到所述支柱的平板形式，或固定到所述支柱的半棱锥体形结构。多个支柱的第一部分可限定所述安装组件的前面，并且所述多个支柱的第二部分可限定所述安装组件的背面，并且每个前面支柱可通过横向构件连接到相邻的一个背面支柱上。
在另一个方面中，本发明提供了光伏***，其包括具有多个支柱的接地安装组件，每个支柱连接至少一个稳定元件。所述多个支柱中的至少两个可由横向构件连接，并且所述接地安装组件可以安装有太阳能电池板阵列。
在进一步的方面中，本发明提供了稳定预安装的接地安装组件的方法，该预安装的接地安装组件具有多个至少部分埋在地下的支柱。该方法包括以下步骤：挖掘包围所述多个支柱中的每一个的地面区域；在通过挖掘暴露的区域中将至少一个稳定元件连接到所述多个支柱中的每一个；以及回填所述被挖掘的区域。该方法可进一步包括：挖掘在限定安装组件前面的支柱和限定安装组件背面的支柱之间的地面；以及在各前面支柱和相邻的一个背面支柱之间连接横向构件。
在又一个方面中，本发明提供了结构接地安装的方法，包括以下步骤：通过将多个支柱打入到地面中形成安装组件，每个支柱连接至少一个稳定元件；以及将所述结构连接至所述安装组件的地上部分。该方法可进一步包括以下步骤：挖掘在限定安装组件前面的支柱和限定安装组件背面的支柱之间的地面区域；以及在各前面支柱和相邻的一个背面支柱之间连接横向构件；以及回填所述被挖掘的区域。
已经讨论的特征、功能和优点可独立地在本发明的各种实施方式中实现，或以与其它实施方式相结合来实现，所述其它实施方式进一步的细节可参照下面的描述和附图看出。
根据对下面附图和详细描述的审查，本发明的其它***、方法、特征和优点对于本领域技术人员将会或变得显而易见。目的是所有此类的附加***、方法、特征和优点都包括在本说明书内，都在本发明的范围内，并且由所附的权利要求保护。
附图说明
参照下面的附图可更好地理解本发明的许多方面。附图中的组件不一定按比例，而是将重点放在清楚地说明本发明的原理上。此外，在附图中，相同的附图标记表示多个视图中的对应部件。
图1是根据本发明的示例性实施方式的光伏(PV)***的主视图。
图2是根据本发明的示例性实施方式的沿图1中的线14截取的支柱的平面截图。
图3是根据本发明的示例性实施方式的图1中所示的***的平面图。
图4是根据本发明的示例性实施方式的图1中所示的***的侧视图。
图5是示出根据本发明的示例性实施方式的稳定预安装的接地安装组件的方法的流程图。
图6是示出根据本发明的示例性实施方式的结构接地安装的方法的流程图。
图7A-7C是根据本发明的支柱的可替代实施方式的透视图。
图8A-8B以及图8C分别是根据本发明的支柱的又一可替代实施方式的侧视图和透视图。
图9A-9D是本发明支柱的又一可替代实施方式的侧视图。
图10A-10B是本发明支柱的又一实施方式的侧视图。
具体实施方式
在下面的描述中，对附图的参考形成本文中的一部分，并且在其中以图解的方式示出了本发明的各种实施方式。应当理解的是，可利用其它实施方式并作出改变而不脱离本发明的精神和范围。
图1是根据本发明的第一示例性实施方式的光伏(PV)***10的主视图。该***10包括太阳能电池板组件10和安装组件20。太阳能电池板组件10可包括一排太阳能电池板12，其可相互物理连接，也可以相互电连接。
安装组件20包括多个支柱22。在一个实施方式中，支柱22可以是任何桩、杆、栅条或任何类似的结构，可至少部分地位于地下，并且牢固地固定在直立位置。在一个实施方式中，支柱22可以是西格玛(∑)支柱(如图2的平面截图所示)。
一个或多个稳定元件24连接到各支柱22上。稳定元件24可采取平板形式，并且可由，例如，镀锌钢制成。所述元件或板24可以是任何尺寸，这取决于安装在安装组件20上的结构所需的稳定性和/或类型。如图1所示，所述板24可大约为12"x24"x3/16"。优选地，所述稳定板24包括倾斜的下角(lower corner)25，可具有与水平面成约15°至45°的角度，优选约30°，如图1所示。倾斜的角25允许板24，例如，在连接到支柱22上时更容易地***地面中。将板24通过任何已知的连接技术连接在支柱22上，包括焊接、环氧树脂或其它粘合剂、铆钉、螺钉、螺母和螺栓或任何其它结构的紧固件等等。如图2的平面截图所示，沿着线14板24可用螺栓26连接到支柱22上。
取决于待安装的结构的特性，稳定板24和支柱22的连接位置以及板24的地下深度可发生变化。如图1所示，待安装的所述结构可以是太阳能电池板组件10。对于这样的太阳能电池板组件10，稳定板24可优选地连接到支柱22并且板24埋入的深度从板24的顶部起约1'，如图1所示。例如，支柱22可以是约10'高，埋置深度约8'4"，以及地面以上的高度大约为1'8"。稳定板24可位于地下，使得板24的平坦表面朝向与组件10的太阳能电池板12的垂直分量(h)相同的方向，如图4中的箭头所示。即，板24的埋入的平坦表面可面向与地上光伏表面的风承垂直分量相同的方向，从而提供地下抵抗力，防止或最小化由于太阳能电池板12遭受风力造成的支柱的移动。
如图3的平面图所示，安装组件20的支柱22可布置成矩形的形式，第一组支柱22a限定了组件20的前面，而且第二组支柱22b限定了组件20的背面。组件20的长度(l)可由前面支柱22a或背面支柱22b之间的总距离来限定，而组件20的宽度(w)可通过相邻的前面支柱22a和背面支柱22b之间的距离来限定。支柱的定位可产生其它几何图案，这取决于待安装结构的形状和安装位置，相关领域的普通技术人员将很容易理解。
支柱22可利用横向构件28彼此连接，从而为安装组件20和***10提供进一步的结构强度和稳定性。横向构件28可以是任何类型的连接件，用于在两个或更多支柱22之间连接时提供稳定性和/或结构强度。例如，横向构件28可以是刚性结构，例如杆。横向构件28可以是2"x2"x3/16"的镀锌管钢。
如图4的侧视图所示，横向构件28可与支柱22在地下(例如，在板24的位置上方、下方或附近的位置)和/或地上连接。横向构件28可在支柱22安装在地面之前或之后连接到支柱22上。例如，可在地上挖狭槽，横向构件28和支柱22可安置在其中，然后再回填。横向构件28可通过任何已知的连接技术，包括焊接、铆钉、环氧树脂或其它粘合剂、螺钉、螺母和螺栓或任何其它结构的紧固件等连接至支柱22上。如图2所示，横向构件28可利用两个自钻大圆头螺钉29连接到支柱22上。
横向构件28可成对连接支柱22，如图3所示。横向构件28可沿垂直于板24的平坦表面的轴线连接柱22(例如，如图3所示，横向构件28沿垂直于板24表面的轴线将前面支柱22a连接至背面支柱22b)。通过连接横向构件28至垂直于板24表面的平面的支柱22，为***100提供了安装组件20的稳定性，以抵抗对吹向所述太阳能电池板组件10的风。待安装结构，如太阳能电池板组件10，可以具有一定尺寸，使得形成两对或更多对支柱22(例如，四对支柱22，如图3所示)的所述安装组件20可能是可取的。然而，安装组件20可包括任何数量的支柱22，并且可包括横向构件28，它可在任何方向上连接支柱22，例如，连接前面支柱22a至相邻的背面支柱22b，连接前面支柱22a至前面支柱22a，连接背面支柱22b至背面支柱22b，以及连接前面支柱22a至非相邻背面支柱22b。
太阳能电池板组件10可安装到安装组件20上，例如通过将太阳能电池板组件10的安装支柱16连接到安装组件20的支柱22的地上部分。尽管安装组件20已经主要相对于安装太阳能电池板组件10描述了，任何其它的组件可安装到本发明的安装组件20上。例如，安装组件20可用于安装其它类型的光伏***，包括光伏聚光器和反射镜组件，以及广告牌、标志或可经受大风的任何其它结构。
为了本发明提供的稳定性利用原则，可修整现有的安装结构。例如，用于光伏***的现有安装结构可包括先前已打入地下的支柱22，太阳能电池板组件10已连接到其上。为了提供增强的稳定性，尤其是在疏松的或沙土中，板24可连接到支柱22上。为了连接板24，围绕支柱22的地面区域可挖出，例如，约3英尺的深度。然后，板24可连接到支柱上，例如用螺栓26。为了进一步的稳定，横向构件28可连接在相邻的前面支柱22a和背面支柱22b之间，例如，通过挖掘支柱22之间的沟槽，连接横向构件28以及回填所述沟槽。
图5是示出根据本发明的实施方式的稳定预安装的具有多个支柱22的接地安装组件的方法的流程图500。由框502所示，挖掘各支柱22周围的地面区域。在框504中，稳定板24在通过挖掘暴露的区域中连接到各支柱22上。在框506中，回填所述被挖掘的区域。该稳定板24在一个位置连接至支柱22，使得所述稳定板24的上边缘埋入到地下大约1英尺的深度。
该方法可进一步包括挖掘在限定所述安装组件前面的支柱22a和限定所述安装组件背面的支柱22b之间的一部分地面，并且在各前面支柱22a和相邻的一个背面支柱22b之间连接横向构件28。
图6是示出地结构接地安装的方法流程图600。由框602所示，安装组件20由将多个支柱22***地面形成，每个支柱22连接稳定板24。在框604中，该结构连接到安装组件20的地上部分。该支柱22***地面的一个位置，使得所述稳定板24埋入到地下大约1英尺的深度。该结构可以是太阳能电池板阵列10。
该方法可进一步包括挖掘在限定所述安装组件20前面的支柱22a和限定所述安装组件20背面的支柱22b之间的地面区域，并且在各前面支柱22a和相邻的一个背面支柱22b之间连接横向构件28，并且回填该被挖掘的区域。
应当强调的是，本发明的上述实施方式，特别是任何“优选”实施方式仅仅是实施的可能示例，仅仅是阐述用于本发明原理的清晰理解。可对本发明的上述实施方式做出许多变化和修改而基本不脱离本发明的精神和原理。例如，如图7A-7C所示，桩或支柱100A、100B、100C可具有不同的横截面，并且可具有多个安装在其上的板102。可选择地，如图8A-8C所示，一个或多个半棱锥体形结构形式的附加稳定元件102可使用，例如，安装板104固定安装到支柱22上，用于稳定所述结构防止***。在这样的实施方式中，半棱锥体形的稳定元件优选固定到支柱22的下半部分上。在又一实施方式中，如图9A-9D所示，稳定元件可采取切换安装锚固板106的形式，所述锚固板106绕枢轴108可枢转地安装到支柱22上。在枢轴安装稳定元件或板106的情况下，所述支柱通常会打入到地面的目标位置以下，例如如图9A和9B所示。随后所述支柱将垂直拉入到最终位置，导致切换安装的板106靠着止动板110展开，在优选的实施方式中，所述止动板110包括半棱锥体形的元件。可选择地，如图10A和10B所示，稳定元件可采取具有减小的阻力弯曲点114的弯曲板112的形式，其通过紧固件116固定到与其下端相邻的支柱22上。板112的上部自由端118优选向外弯曲。此外，本发明有利地可用于太阳热能***。所有这些修改和变化旨在包括在本文中，在本发明的范围之内，并受到所附权利要求的保护。

Claims (20)

1.用于结构安装的接地安装组件，包括：
一个或者多个支柱，每个支柱具有一定宽度，和连接其上的至少一个枢转安装的和/或可弯曲的稳定板，其中每个支柱还包括至少一个独自形成的三侧面棱锥体形的稳定元件，所述棱锥体形的稳定元件具有三个三角形的侧面，所述棱锥体形的稳定元件的每个侧面都具有尖端和与尖端相反定位的基端，每个所述棱锥体形的稳定元件非枢转地、固定地安装至支柱，与支柱的两端间隔开，每个侧面的尖端指向下，并在共同点相遇，每个侧面的基端指向上，其中至少一个三侧面棱锥体形的稳定元件的三角形侧面的基端延伸超过支柱的宽度，所述至少一个棱锥体形的稳定元件稳定组件并防止***。
2.根据权利要求1所述的安装组件，包括多个支柱，其中所述多个支柱至少部分地位于地下，所述多个支柱通过埋入地下的横向构件连接在一起。
3.根据权利要求2所述的安装组件，其中每个稳定元件的上边缘埋入到地下1英尺的深度。
4.根据权利要求1所述的安装组件，其中所述支柱包括西格玛支柱。
5.根据权利要求2所述的安装组件，其中所述多个支柱的第一部分限定了所述接地安装组件的前面，以及所述多个支柱的第二部分限定了所述接地安装组件的背面，并且其中每个所述前面支柱由横向构件连接到相邻的一个所述背面支柱上。
6.根据权利要求5所述的安装组件，其中所述接地安装组件形成矩形形状。
7.根据权利要求1所述的安装组件，其中所述支柱具有圆形、方形或椭圆形横截面。
8.太阳能***，包括：
接地安装组件，其具有多个支柱，每个支柱具有一定宽度，和连接其上的至少一个枢转安装的和/或可弯曲的稳定板，其中每个支柱还包括至少一个独自形成的三侧面棱锥体形的稳定元件，所述棱锥体形的稳定元件具有三个三角形的侧面，所述棱锥体形的稳定元件的每个侧面都具有尖端和与尖端相反定位的基端，每个所述棱锥体形的稳定元件非枢转地、固定地安装至支柱，与支柱的两端间隔开，每个侧面的尖端指向下，并在共同点相遇，每个侧面的基端指向上，其中至少一个三侧面棱锥体形的稳定元件的三角形侧面的基端延伸超过支柱的宽度，所述至少一个棱锥体形的稳定元件稳定组件并防止***，其中所述多个支柱的至少两个由横向构件连接；以及
安装到所述接地安装组件的太阳能电池板阵列。
9.根据权利要求8所述的太阳能***，其中所述多个支柱至少部分地位于地下，并且连接的稳定元件被埋设以及所述多个支柱的安装部分暴露在地面上。
10.根据权利要求8所述的太阳能***，其中所述稳定元件的上边缘埋入到地下大约1英尺的深度。
11.根据权利要求8所述的太阳能***，其中所述支柱包括西格玛支柱。
12.根据权利要求8所述的太阳能***，其中所述多个支柱的第一部分限定了所述接地安装组件的前面，以及所述多个支柱的第二部分限定了所述接地安装组件的背面，并且其中每个所述前面支柱由横向构件连接到相邻的一个所述背面支柱上。
13.根据权利要求12所述的太阳能***，其中所述接地安装组件形成矩形形状。
14.根据权利要求8所述的太阳能***，其中所述太阳能电池板包括光伏收集器面板。
15.根据权利要求8所述的太阳能***，其中所述太阳能电池板包括太阳能集热器面板。
16.根据权利要求8所述的太阳能***，其中所述支柱具有圆形、方形或椭圆形横截面。
17.一种用于结构安装的接地安装组件的安装方法，包括：
通过将如权利要求1所述的一个或多个支柱打入到地面中形成接地安装组件，每个支柱连接稳定元件；以及
将所述结构连接至所述接地安装组件的地上部分。
18.根据权利要求17所述的方法，还包括：
挖掘在限定接地安装组件前面的支柱和限定接地安装组件背面的支柱之间的地面区域；
在各前面支柱和相邻的一个背面支柱之间连接横向构件；以及
回填所述被挖掘的区域。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述支柱打入到地面的一个位置，使得所述稳定元件埋入到地下1英尺的深度。
20.根据权利要求17所述的方法，其中所述支柱打入到地面至低于目标位置的第一位置，然后将所述支柱向上拔至所述目标位置。
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