CN107342731A - 一种可调角度光伏支架 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可调角度光伏支架，包括用于安装光伏组件的安装支架、支撑杆、固定底座以及设有滑动组件的滑动底座，所述支撑杆包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的上端部分别转动连接于所述安装支架上，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的其中一个的下端部连接在所述固定底座上，另一个的下端部与所述滑动组件连接。本发明的可调角度光伏支架，其综合成本低，实现了光伏发电***的载荷承载与角度调整有效的分离，不仅支撑强度高，安全性能好，而且使用方便，能够满足人工单独操作，适用范围广，具有较好的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及光伏组件安装技术领域，具体涉及一种可调角度光伏支架。
背景技术
随着能源的不断消耗和能源价格的上涨，新能源的开发利用成为当今能源领域研究的主要课题。由于太阳能具有无污染、无地域性限制、取之不竭等优点，研究太阳能发电成为开发新能源的热门方向之一。现阶段中，利用太阳能电池发电是人们使用太阳能的一种主要方式。
光的辐照角度对光伏组件发电效率有很大的影响，在相同的辐照强度下，不同的辐照角度照在光伏组件上，光伏组件的发电效率有很大的差异。光伏组件实际收到的辐照面积与光伏组件和太阳光的辐照角A成sin比例关系，即光伏组件实际收到的辐照面积=光伏组件的面积乘以Sin A，在0~90°区间，A越大，则太阳光辐照面积就越大。而目前的光伏组件不管是大型电站还是屋顶电站，绝大部分均采用固定角度安装方式，光伏组件的发电效率会随着太阳光的辐照角度的变化而变化，光伏组件发出的电量无法达到最大化。光伏组件固定的角度是根据电站当地年平均太阳直射角计算得出，不同的地区纬度的差异，不同的时间段，太阳的最大高度角差异较大。常规在夏至日时正午的太阳高度角度最大，光伏组件真正能够能够得到太阳光接近直射的月份也就在2个月，随着一年的季节波动，高度角在变化，到冬至日，达到最小的角度。整体各个月份正午太阳最大的高度角度有46°52’的角度范围变化波动，因此常规固定的安装角度，是无法实现最优化的吸收阳光的，只能是选择综合最佳的安装角度。
设计可调角度光伏支架为解决此问题的方法之一，增加太阳光与光伏组件的夹角，操作人员可以根据月份或者季度对应的不同的太阳直射角调整光伏组件安装支架角度，使光伏组件与太阳直射光垂直，达到增加光伏组件发电效率目的。
可调角度光伏支架的设计必须解决静态不动时能满足整体非常强的风压和雪载等自然气候的挑战，不能有坍塌变形，需要有足够的强度支撑，在动态调节时又要方便省力，同时又需要结合整体结构不能过高的矛盾要求。而目前市面上的光伏可调角度支架虽然种类繁多，如有自动追踪功能或手动调节设计，但是很多自动调节的支架都需要支付高额的安装成本和维护费用，无法推广应用，而结构简单的手动调节支架支撑性较差，无法承受压力，结构复杂的手动调节支架调节较为繁琐，在调节过程中有很大的安全隐患，使用性差。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种可调角度光伏支架，其综合成本低，实现了光伏发电***的载荷承载与角度调整有效的分离，不仅支撑强度高，安全性能好，而且使用方便，能够满足人工单独操作。
为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种可调角度光伏支架，包括用于安装光伏组件的安装支架、支撑杆、固定底座以及设有滑动组件的滑动底座，所述支撑杆包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的上端部分别转动连接于所述安装支架上，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的其中一个的下端部连接在所述固定底座上，另一个的下端部与所述滑动组件连接。通过调整光伏支架的第一支撑杆和第二支撑杆下端部的距离来实现光伏组件与水平面之间角度的调节。
优选地，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆其中一个的长度长于另一个的长度，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆中长度较短的支撑杆的下端部转动连接于所述固定底座或滑动底座上。
优选地，所述滑动组件包括滑杆和滑动支座，所述支撑杆与所述滑动组件相连接的下端部具有与所述滑动支座相配合的滑块，所述滑块上开设有与所述滑杆相配合的滑动孔，所述滑杆贯穿设置在所述滑动孔中。
更加优选地，所述滑动支座上开设有容纳所述滑块的滑槽，所述滑块沿所述滑槽移动。
更加优选地，所述滑动支座的横截面为工型，所述滑块的下部开设有与所述滑动支座上部相配合的凹槽。
更加优选地，所述滑杆为螺纹杆，所述滑动孔为与所述螺纹杆相配合的螺纹孔，所述螺纹杆上安装有带动所述螺纹杆沿其径向进行转动的驱动装置。螺纹的设置可以防止滑块在移动的过程中坍塌，即放置滑块快速地向一边滑动造成危险。
再优选地，所述驱动装置包括安装在所述螺纹杆端部的摇盘和带动所述摇盘转动的手柄。
更加优选地，所述滑块上安装有防水结构以及与所述滑动支座相配合的滚动件。
更加优选地，所述滑动组件还包括将所述滑块固定在所述滑动支座上的紧固件。
优选地，所述安装支架包括纵向杆，所述纵向杆通过横杆连接有光伏组件，所述支撑杆的上端部可转动地安装于所述纵向杆上。
由于以上技术方案的实施，本发明与现有技术相比具有如下优点：
1. 本发明的可调角度光伏支架结构简单，通过调整光伏支架的第一支撑杆和第二支撑杆下端部之间的距离来控制安装支架与水平面的角度，进而调整安装在安装支架上的光伏组件与水平面的角度，保持光伏组件与太阳光垂直，提高光伏组件的发电效率，提高太阳能的利用率；
2. 本发明的可调角度光伏支架使用方便，利用滑块与滑动组件相配合，调整支撑杆支撑点之间的距离来控制光伏支架和光伏组件倾斜角，安全稳定性好，调节方便省力，可单人操作；
3. 本发明的可调角度光伏支架的适用范围广，可适用于常规单玻组件、双玻组件和双面电池组件；
4. 本发明的可调角度光伏支架实现光伏发电***的载荷承载与角度调整有效的分离，在满足应用抗载荷的需求的同时，也满足了采用低成本的结构设计来满足光伏组件的角度调整：通过设置固定底座和滑动底座分开实现载荷的承载，依托地面进行支撑，通过滑块将载荷传递到滑动支座，进而传递到滑动底座，不仅可以稳固地支撑比较重的光伏发电***，而且可以通过固定底座和滑动底座的自重或者固定底座同地面固定进行抗风压；在调整光伏组件角度的阶段通过滑块和滑动组件相配合，即通过螺杆和滑块中的螺纹孔相配合从而带动滑块运动，实现第一支撑杆和第二支撑杆下端部之间距离的调节，进而实现光伏组件角度的调整；
5. 本发明的可调角度光伏支架的综合成本低，具有较好的推广应用价值。
附图说明
图1为实施例一的可调角度光伏支架的侧视图一；
图2为实施例一的可调角度光伏支架的侧视图二；
图3为实施例一的可调角度光伏支架的侧视图三；
图4为实施例一的可调角度光伏支架中滑动组件的示意图；
图5为实施例二的可调角度光伏支架中滑动组件的示意图；
图6为实施例三的可调角度光伏支架的侧视图一；
图7为实施例三的可调角度光伏支架的侧视图二；
图8为实施例三的可调角度光伏支架的侧视图三；
图9为实施例三的可调角度光伏支架中滑动组件的示意图；
图10为实施例四的可调角度光伏支架中滑动组件的示意图；
附图中：光伏组件-1，纵向杆-21，横杆-22，第一支撑杆-31，第二支撑杆-32，滑块-4，螺纹孔-41，凹槽-42，防水结构-43，滚动件-44，限位孔-45，固定底座-5，螺纹杆-61，滑动支座-62，滑槽-63，紧固件-64，限位杆-65，滑动底座-7，驱动装置-8，摇盘-81，手柄-82，固定铰链结构-9，支座螺栓-10。
具体实施方式
下面结合附图对本发明优选的实施方式进行详细说明。
实施例一
请参阅图1至4，本实施例的一种可调角度光伏支架，包括用于安装光伏组件1的安装支架、支撑杆、固定底座5以及设有滑动组件的滑动底座7，安装支架包括纵向杆21，纵向杆21通过横杆22连接有光伏组件1，支撑杆包括第一支撑杆31和第二支撑杆32，第一支撑杆31和第二支撑杆32的上端部分别通过固定铰链结构9转动连接于纵向杆21上，且第二支撑杆32的长度长于第一支撑杆31的长度，本实施例中第一支撑杆31的下端部固定在固定底座5上，第二支撑杆32的下端部与滑动组件连接。通过调整光伏支架的第一支撑杆31和第二支撑杆32下端部的距离来实现光伏组件1与水平面之间角度的调节。
滑动组件包括滑杆61、滑动支座62，第二支撑杆32与滑动组件相连接的下端部通过固定铰链结构9安装有与滑动支座62相配合的滑块4，滑块4上开设有与滑杆61相配合的滑动孔41，滑杆61贯穿设置在滑动孔41中。滑动支座62上开设有容纳滑块4的滑槽63，滑块4沿滑槽63移动。
滑块4上安装有防水结构43以及与滑动支座62相配合的滚动件44。本实施例中的防水结构43为防水板43，防水板43位于滑动支座62的上方，滚动件44为滚轮44，滚轮44可设置多个，本实施例为两个。滑动组件还包括将滑块4固定在滑动支座62上的紧固件64。本实施例的紧固件64为螺栓螺母组件，数量为两个，对称设置在滑动支座62的上方和防水板43下方的位置，如图4所示。
本实施例为了使光伏支架在调整角度时更加方便，设置滑杆61为螺纹杆61，滑动孔41为与螺纹杆61相配合的螺纹孔41，螺纹杆61的端部还安装有带动螺纹杆61沿其径向进行转动的驱动装置。驱动装置包括安装在螺纹杆61端部的摇盘81和带动摇盘81转动的手柄82，且手柄82具有自锁定装置。这样在调节光伏支架的角度时更加方便省力。螺纹的设置可以防止滑块4在移动的过程中坍塌，即放置滑块4快速地向一边滑动造成危险。
在具体的使用时，如果需要调节光伏组件与水平面之间的角度，即需要调整第一支撑杆31和第二支撑杆32下端部之间的距离，由于本实施例中第一支撑杆31下端部固定在固定底座5上，所以只能移动第二支撑杆32的下端部。先摇动手柄82，进而通过摇盘81带动螺纹杆61转动，由于滑块4上开设有与螺纹杆61相配合的螺纹孔41，螺纹杆61转动即可通过螺纹孔41带动滑块4沿滑动支座62中开设的滑槽63进行移动，等光伏组件1调整到合适的位置时，可通过紧固件64将滑块4固定在滑动支座62上，光伏组件1的角度也就随之固定，如图1所示，图中箭头方向即为安装支架、第二支撑杆或滑块的移动方向的示意。
当光伏组件1与水平面的所形成的锐角由图1的位置需要增大时，即需要减小第一支撑杆31和第二支撑杆32下端部之间的距离，由于本实施例中第一支撑杆31下端部固定在固定底座5上，所以只能将第二支撑杆32的下端部向左移动。滑块4需要由图1所示的位置向左移动时，先送开紧固件64，摇动手柄82，进而通过摇盘81带动螺纹杆61转动，螺纹杆61转动即可通过螺纹孔41带动滑块4向左移动，第二支撑杆32的下端由滑块4带动向左移动，第二支撑杆32的上端与滑动底座之间的垂直距离增大，光伏组件1与水平面之间形成的锐角逐渐增大。等滑块4移动到了合适的位置，通过紧固件64将滑块4固定在滑动支座62上，如图2所示。
同样的，当光伏组件1与水平面的所形成的锐角由图1的位置需要减小时，即需要增大第一支撑杆31和第二支撑杆32下端部之间的距离，由于本实施例中第一支撑杆31下端部固定在固定底座5上，所以只能将第二支撑杆32的下端部向右移动。滑块4需要由图1所示的位置向右移动时，先送开紧固件64，摇动手柄82，进而通过摇盘81带动螺纹杆61转动，螺纹杆61转动即可通过螺纹孔41带动滑块4向右移动，第二支撑杆32的下端由滑块4带动向右移动，第二支撑杆32的上端与滑动底座之间的垂直距离减小，光伏组件1与水平面之间形成的锐角逐渐减小。等滑块4移动到了合适的位置，通过紧固件64将滑块4固定在滑动支座62上，如图3所示。
在滑块4移动的过程中，滑块4和滑动支座62承受向下的压力和向上的拉力，螺纹杆61不承受压力和拉力。本实施例中固定底座5与滑动底座7相连接，以增加光伏支架整体的抗风能力。
光伏发电***通过滑块4将载荷传递到滑动支座62，再通过滑动支座62传递到滑动底座7。最终主要依靠滑动底座7或者是滑动底座7同地面的固定进行载荷的承载包括抗压和抗风等。而光伏发电***的角度调整是通过螺杆61和滑块4中的螺纹孔41相配合从而带动滑块4运动，滑块4运动进而带动第二支撑杆32的下端部运动最终实现光伏组件1的角度调整。本实施例的光伏支架实现光伏发电***的载荷承载与角度调整有效的分离，在满足应用抗载荷的需求的同时，也满足了采用低成本的结构设计来满足光伏组件的角度调整。
实施例二
请参阅图1至3和图5，本实施例的一种可调角度光伏支架与实施例一基本相同，区别点在于：本实施例中的紧固件64对称设置在滑动支座62的两侧。
实施例三
请参阅图6至9，本实施例的一种可调角度光伏支架与实施例二基本相同，区别在于：本实施例中第二支撑杆32的下端部通过固定铰链结构9连接在固定底座5上，第一支撑杆31的下端部与滑动组件连接。在调节光伏组件1与水平面之间的角度时，即需要调整第一支撑杆31和第二支撑杆32下端部之间的距离，由于本实施例中第二支撑杆32下端部固定在固定底座5上，所以只能通过移动第一支撑杆31下端部的滑块4来进行调节。当在图6所示的状态下需要增大光伏组件1与水平面之间的所形成锐角的角度时，则需要控制螺纹杆61以将滑块4向右移动，以减小第一支撑杆31和第二支撑杆32下端部之间的距离，如图7所示；当需要减小光伏组件1与水平面之间的所形成锐角的角度时，则需要控制螺纹杆61以将滑块4向左移动，以增大第一支撑杆31和第二支撑杆32下端部之间的距离，如图8所示。
本实施例中滑动支座62的横截面为工型，滑动支座62的下部通过支座螺栓10固定于滑动底座7上，滑块4的下部开设有与滑动支座62上部相配合的凹槽42。滑块4与滑动支座62形成燕尾轨道结构。本实施例中滑块4与滑动支座62接触的地方对称设置有六个滚轮44，滑块4上的螺纹孔41设置在滑块4的侧边，如图9所示。
光伏发电***通过滑块4将载荷传递到滑动支座62，再通过滑动支座62传递到滑动底座7。最终主要依靠滑动底座7或者是滑动底座7同地面的固定进行载荷的承载包括抗压和抗风等。而光伏发电***的角度调整是通过螺杆61和滑块4中的螺纹孔41相配合从而带动滑块4运动，滑块4运动进而带动第一支撑杆31的下端部运动最终实现光伏组件1的角度调整。本实施例的光伏支架实现光伏发电***的载荷承载与角度调整有效的分离，在满足应用抗载荷的需求的同时，也满足了采用低成本的结构设计来满足光伏组件的角度调整。
实施例四
请参阅图6至8和图10，本实施例的一种可调角度光伏支架与实施例三基本相同，区别在于：本实施例在滑动支座62的正上方还安装有限位杆65，滑块4上对应的开设有限位孔45，以更好地对滑块4的移动进行限位，如图10所示。
以上实施列中的固定铰链结构采用柱状结构设计，能满足承载和抗扭曲的需求，使光伏支架的抗载荷能力更强；固定底座和滑动底座可直接为地面或者水泥墩，固定底座和滑动底座可一体设计或单独设计之后再连接在一起，以增加光伏支架的抗风能力和承压能力。
在具体的实施应用中，光伏组件可通过压块或螺丝安装到横杆上，且当组件与地面达到最小角度角时，第二支撑杆与地面也达到最小角度，在调整过程中如果较为吃力，可以增加千斤顶工具辅助调节。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可调角度光伏支架，其特征在于：包括用于安装光伏组件的安装支架、支撑杆、固定底座以及设有滑动组件的滑动底座，所述支撑杆包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的上端部分别转动连接于所述安装支架上，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆的其中一个的下端部连接在所述固定底座上，另一个的下端部与所述滑动组件连接。
2.根据权利要求1所述的一种可调角度光伏支架，其特征在于：所述第一支撑杆和所述第二支撑杆其中一个的长度长于另一个的长度，所述第一支撑杆和所述第二支撑杆中长度较短的支撑杆的下端部转动连接于所述固定底座或滑动底座上。
3.根据权利要求1所述的一种可调角度光伏支架，其特征在于：所述滑动组件包括滑杆和滑动支座，所述支撑杆与所述滑动组件相连接的下端部具有与所述滑动支座相配合的滑块，所述滑块上开设有与所述滑杆相配合的滑动孔，所述滑杆贯穿设置在所述滑动孔中。
4.根据权利要求3所述的一种可调角度光伏支架，其特征在于：所述滑动支座上开设有容纳所述滑块的滑槽，所述滑块沿所述滑槽移动。
5.根据权利要求3所述的一种可调角度光伏支架，其特征在于：所述滑动支座的横截面为工型，所述滑块的下部开设有与所述滑动支座上部相配合的凹槽。
6.根据权利要求3所述的一种可调角度光伏支架，其特征在于：所述滑杆为螺纹杆，所述滑动孔为与所述螺纹杆相配合的螺纹孔，所述螺纹杆上安装有带动所述螺纹杆沿其径向进行转动的驱动装置。
7.根据权利要求6所述的一种可调角度光伏支架，其特征在于：所述驱动装置包括安装在所述螺纹杆端部的摇盘和带动所述摇盘转动的手柄。
8.根据权利要求3所述的一种可调角度光伏支架，其特征在于：所述滑块上安装有防水结构以及与所述滑动支座相配合的滚动件。
9.根据权利要求3所述的一种可调角度光伏支架，其特征在于：所述滑动组件还包括将所述滑块固定在所述滑动支座上的紧固件。
10.根据权利要求1所述的一种可调角度光伏支架，其特征在于：所述安装支架包括纵向杆，所述纵向杆通过横杆连接有光伏组件，所述支撑杆的上端部可转动地安装于所述纵向杆上。
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