专利名称：一种光伏系统及其安装装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及太阳能设备技术领域，尤其涉及利用太阳电池组件和其它辅助设 备将太阳能转换成电能的光伏系统。本实用新型还涉及所述光伏系统的安装装置。
背景技术：
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技 术。这种技术的关键元件是太阳能电池，太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面 积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电系统。光伏建筑一体化，是应用太阳能发电的一种新概念，简单地讲就是将太阳能光伏 发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。根据光伏方阵与建筑结合的方式不 同，光伏建筑一体化可分为两大类一类是光伏方阵与建筑的结合。这种方式是将光伏方 阵依附于建筑物上，建筑物作为光伏方阵载体，起支承作用。另一类是光伏方阵与建筑的集 成。这种方式是光伏组件以一种建筑材料的形式出现，光伏方阵成为建筑不可分割的一部 分。如光电瓦屋顶、光电幕墙和光电采光顶等。在上述两种方式中，光伏方阵与建筑的结合是一种常用的形式，特别是与建筑屋 面的结合。由于光伏方阵与建筑的结合不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中 广泛应用的最佳安装方式，因而倍受关注。目前，光伏建筑结合的安装结构大多与坡屋面平行，光伏组件平铺在具有坡度的 屋顶上，由于屋顶角度有限且各有不同，有些屋顶的角度较小，平行铺设光伏组件不能最大 限度的接受阳光，造成光伏发电效率存在5% -15%的损失，降低了光伏系统的发电效率， 从而延长了光伏系统成本的回收期。为解决这一技术问题，业内通常采用具有角度的支架来安装光伏组件。该支架具 有直接固定在屋顶上的四根支撑臂，前面的两根支撑臂较短，后面的两根支撑臂较长，其前 支撑臂与后支撑臂的顶部之间设有安装臂，光伏组件即固定在安装臂上。这种前低后高的 支架能够形成仰角，补偿屋顶坡度的不足，使光伏组件最大限度的接受阳光，避免光伏发电 效率的损失，提高了光伏系统的发电效率，从而缩短了光伏系统成本的回收期。但上述技术方案并未考虑到屋顶的平整度问题，在屋顶平面度较差的情况下，由 于屋顶不够平整，其四个支撑臂安装点存在高度差，不容易保持在同一平面上，安装时会高 低不平，固定光伏组件时会产生扭曲现象，进而损坏光伏组件。此外，由于各光伏组件的安装支架相互独立，未形成一个统一的整体，因此抗风能 力较弱，遇有大风天气时，在风力的作用下，支架的支撑臂容易松动甚至脱离屋顶，其安全 性有待进一步提高。因此，如何避免光伏组件在安装时发生扭曲，是本领域技术人员目前需要解决的 技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种安装装置。该装置的主梁能够为光伏组件提供平整 的安装基础，使安装臂能够保持在同一平面上，进而避免光伏组件在安装时发生扭曲，可有 效降低光伏组件在安装时的损坏率。本实用新型的另一目的是提供一种设有上述安装装置的光伏系统。为了实现上述目的，本实用新型提供了一种安装装置，用于光伏系统，包括相互平 行的主梁，所述主梁上设有至少一组左右对称的支撑臂和安装臂，各所述主梁与其上的支 撑臂和安装臂形成的支撑结构呈三角形。优选地，所述安装臂的前端与所述主梁连接，所述支撑臂的上端与所述安装臂的 后端连接、下端与所述主梁连接。优选地，所述安装臂的前端通过连接件与所述主梁连接，所述连接件包括互成角 度的上套体和下套体，所述安装臂的前端套入所述上套体内并通过螺钉固定，所述下套体 套于所述主梁上并通过螺钉固定。优选地，所述上套体和下套体的横截面均呈“U”形，其中所述上套体的开口两侧具 有向内弯曲的边沿。优选地，所述上套体和下套体上的螺钉孔均为长圆孔。优选地，所述支撑臂的下端通过连接件与所述主梁连接，所述连接件包括互成角 度的上套体和下套体，所述支撑臂的下端套入所述上套体内并通过螺钉固定，所述下套体 套于所述主梁上并通过螺钉固定。优选地，所述上套体和下套体的横截面均呈“U”形，其中所述上套体的开口两侧具 有向内弯曲的边沿。优选地，所述上套体和下套体上的螺钉孔均为长圆孔。优选地，所述支撑臂垂直于所述安装臂，两者通过设于直角部位的角连接件相互 连接。本实用新型还提供一种光伏系统，其特征在于，包括光伏组件及安装装置，所述安 装装置具体为上述任一项所述的安装装置，所述光伏组件铺设于所述安装装置的安装臂上 并通过螺栓固定。本实用新型提供的安装装置在现有技术的基础上做了进一步改进，省略了原有的 两根前支撑臂，仅保留两根后支撑臂，并增设了至少两根平行的主梁，多组支撑臂和安装臂 沿主梁的长度方向布置，每一组均包括左右对称布置的支撑臂和安装臂，安装时，首先将主 梁固定在屋顶，然后再将支撑臂和安装臂固定在主梁上，所述主梁具有足够的刚性为支撑 臂、安装臂和光伏组件提供平整的安装基础，在屋顶平整度较差的条件下，能够使安装臂保 持在同一平面上，进而避免光伏组件在安装时发生扭曲，可有效降低光伏组件在安装时的 损坏率。此外，由于各所述主梁与其上的支撑臂和安装臂形成稳定的三角形支撑结构，且 多组支撑臂和安装臂安装在相同的主梁上，从而形成一个统一的整体，极大的提高了光伏 系统的抗风能力，遇有大风天气时，各组成部件不易松动或脱落，具有较高的安全系数。在另一种具体实施方式
中，所述上套体和下套体上的螺钉孔均为长圆孔。如此，在 组装上述安装装置时，可根据需要对支撑臂和安装臂的位置进行微调，将加工误差、配合误差等不利因素对平整度的影响降至最低程度，从而保证左右安装臂处于同一平面内。
图1是光伏系统通过本实用新型所提供安装装置固定在屋顶上的结构示意图；图2是图1的A向视图；图3是图1中I部位的局部放大示意图；图4是图1中II部位的局部放大示意图；图5是屋面连接件的轴测视图；图6是安装臂与主梁连接件的轴测视图；图7是支撑臂与主梁连接件的轴测视图；图8是角连接件的轴测视图。图中数字编号所对应的零部件或部位名称如下10.安装装置10-1.主梁10-2.支撑臂10-3.安装臂20.光伏组件30.屋面连接 件30-1.顶板30-2.侧板30-3.挡板40.第一连接件40-1.上套体40-2.下套体50.第二 连接件50-1.上套体50-2.下套体60.角连接件60-1.三角形空腔
具体实施方式
本实用新型的核心是提供一种安装装置。该装置的主梁能够为光伏组件提供平整 的安装基础，使安装臂能够保持在同一平面上，进而避免光伏组件在安装时发生扭曲，可有 效降低光伏组件在安装时的损坏率。本实用新型的另一核心是提供一种设有上述安装装置的光伏系统。为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，
以下结合附图和具体实施 方式对本实用新型作进一步的详细说明。本文中的“上、下、前、后”等表示方位的用语是基于附图的位置关系，仅是为了便 于描述，不应将其理解为对保护范围的绝对限定。请参考图1、图2，图1是光伏系统通过本实用新型所提供安装装置固定在屋顶上 的结构示意图；图2是图1的A向视图。在一种具体实施方式
中，本实用新型提供的安装装置10主要用于将光伏系统的 光伏组件20固定在建筑物向阳的屋顶上，光伏组件20呈横向的长方形，若干尺寸相同的光 伏组件在同一屋顶上以安装装置10为依托，按照一定间距有序地排列在一起，构成光伏组 件方阵。安装装置10的结构形式应保证各光伏组件所在的平面与屋顶的坡面之间具有一 定夹角，以便光伏组件20能最大限度的接受阳光，从而获得高效率的光伏系统。如图所示，安装装置10主要由两道相互平行的主梁10-1、支撑臂10-2和安装臂 10-3构成。主梁10-1为横截面呈正方形的铝型材，其各个侧面均设有“T”形槽，主梁10-1在 屋顶上沿坡面纵向布置，两道主梁10-1的间距与单块光伏组件20的横向宽度大体相当。支撑臂10-2和安装臂10-3同样为横截面呈正方形的铝型材，其两个相背的侧面 上设有“T”形槽，每一块光伏组件的两根支撑臂10-2和两根安装臂10-3在主梁10-1上左右对称布置，安装臂10-3的前端与主梁10-1连接，支撑臂10-2的上端与安装臂10-3的后 端连接、下端与主梁10-1连接，各主梁10-1与其上的支撑臂10-2和安装臂10-3形成的支
撑结构呈三角形。相对于现有技术而言，上述安装装置不仅省略了两根前支撑臂，只保留两根后支 撑臂，而且增设有平行的主梁10-1，沿主梁10-1的长度方向可布置多组支撑臂10-2和安装 臂10-3，安装时，首先将主梁10-1固定在屋顶，然后再将支撑臂10-2和安装臂10-3固定在 主梁上，所述主梁10-1具有足够的刚性为支撑臂10-2、安装臂10-3和光伏组件20提供平 整的安装基础，在屋顶平整度较差的条件下，能够使安装臂10-3保持在同一平面上，进而 避免光伏组件20在安装时发生扭曲，可有效降低光伏组件20在安装时的损坏率。由于各主梁10-1与其上的支撑臂10-2和安装臂10-3形成稳定的三角形支撑结 构，且多组支撑臂10-2和安装臂10-3安装在相同的主梁10-1上，从而形成一个统一的整 体，极大的提高了光伏系统的抗风能力，遇有大风天气时，各组成部件不易松动或脱落，具 有较高的安全系数。需要说明的是，上述主梁10-1在屋顶上既可以纵向布置也可以横向布置，视屋顶 的具体结构、材质等因素而定，这里仅以纵向布置的形式为例对本实用新型进行说明，横向 布置的形式与此类似，就不再重复描述。请参考图3、图4、图5，图3是图1中I部位的局部放大示意图；图4是图1中II 部位的局部放大示意图；图5是屋面连接件的轴测视图。如图所示，主梁10-1通过若干屋面连接件30固定在屋顶上，屋面连接件30由一 块板材折弯成直角形状，其顶板30-1上开设有四个通孔，其中靠近外侧边沿的两个通孔用 于与屋顶固定，靠近内侧的两个通孔用于与主梁10-1固定，侧板30-2的中部具有一块向上 反向折弯的挡板30-3，其上开设有另一个用于与主梁10-1固定的通孔，侧板30-2的下边沿 向内弯曲形成支脚。该屋面连接件30适用于彩钢瓦屋顶，如图所示，各瓦楞的横截面呈梯形，在安装 主梁10-1时，首先在主梁10-1上按一定间距布置若干屋面连接件30，将各屋面连接件30 用穿过其顶板30-1的两根螺钉和穿过挡板30-3的一根螺钉与主梁10-1固定在一起，然后 用另外两根螺钉将顶板30-1与瓦楞的顶面固定在一起，固定后侧板30-2的支脚刚好支撑 在瓦楞的斜面上，如此，便实现了主梁10-1与屋顶的连接。请参考图3、图6，图3是图1中I部位的局部放大示意图；图6是安装臂与主梁连 接件的轴测视图。如图所示，安装臂10-3的前端通过第一连接件40固定在主梁10-1上，第一连接 件40由互成角度的上套体40-1和下套体40-2构成，上套体40-1和下套体40_2的横截面 均呈“U”形，其中上套体40-1的开口朝向上方且开口两侧具有向内弯曲的边沿，而下套体 40-2的开口朝向下方，上套体40-1的斜端面焊接在下套体40-2的顶部，安装臂10_3的前 端套入上套体40-1内并通过两侧的螺钉固定，下套体40-2套于主梁10-1上并通过两侧的 螺钉固定。请参考图4、图7，图4是图1中II部位的局部放大示意图；图7是支撑臂与主梁 连接件的轴测视图。如图所示，支撑臂10-2的下端通过第二连接件50固定在主梁10-1，第二连接件50由互成角度的上套体50-1和下套体50-2构成，上套体50-1和下套体50_2的横截面均呈 “U”形，其中上套体50-1的开口朝向上方且开口两侧具有向内弯曲的边沿，而下套体50-2 的开口朝向下方，上套体50-1的斜端面焊接在下套体50-2的顶部，支撑臂10-2的前端套 入上套体50-1内并通过两侧的螺钉固定，下套体50-2套于主梁10-1上并通过两侧的螺钉固定。第二连接件50与第一连接件40的结构大体相同，不同之处就在于，第一连接件40 的上套体40-1与下套体40-2之间的角度较小，而第二连接件50的上套体50-1与下套体 50-2之间的角度较大。第一连接件40和第二连接件50的结构较为简单，可根据实际需要设计安装角度， 焊接成形后其角度基本上固定不变，可保证所有光伏组件具有相一致的角度，而且能够进 行快速组装，在现场只需要少量简单的安装工具就可以进行操作。上述上套体和下套体上的螺钉孔均为长圆孔，在组装上述安装装置时，可根据需 要对支撑臂和安装臂的位置进行调整，将加工误差、配合误差等不利因素对平整度的影响 降至最低程度，从而保证左右安装臂处于同一平面内。请参考图2、图8，图2是图1的A向视图；图8是角连接件的轴测视图。支撑臂10-2与安装臂10-3相垂直，两者间通过设于直角部位的两个角连接件60 固定在一起，从侧面上看，角连接件60呈直角三角形，其内部具有与外形轮廓相一致的三 角形空腔60-1，在三角形空腔60-1的两个直角平面上分别开设有通孔，安装时，将角连接 件60放置在支撑臂10-2与安装臂10-3的夹角处，然后将两根螺丝穿过角连接件60，分别 旋入支撑臂10-2和安装臂10-3即可。当然，上述主梁10-1与支撑臂10-2、安装臂10-3的连接方式以及支撑臂10_2与 安装臂10-3的连接方式仅是一种优选方案，其具体结构并不局限于此，在此基础上可根据 实际情况作出具有针对性的调整，从而得到其它同样能够实现本实用新型目的的连接件。 例如当主梁10-1横向布置时，第一连接件40和第二连接件50的下套体也应该随之旋转 90度，以便与主梁10-1相吻合。由于可能实现的方式较多，为节约篇幅，本文不再一一举例 说明。下面对本实用新型所提供安装装置的具体组装过程进行说明。SlOl 首先用屋面连接件30将主梁10-1纵向固定到屋顶坡面上，形成两道连接主 梁以便安装光伏组件支撑结构。S102 将安装臂10-3和起支撑作用的支撑臂10_2分别用第一连接件40和第二连 接件50通过螺钉固定在主梁10-1上。S103 用角连接件60通过螺钉将安装臂10_3和支撑臂10_2固定到一起形成支 架，两组支架并排一起形成三角形支架。S104 将光伏组件20铺于三角形支架的安装臂10_3上，用螺栓将其固定，使之牢固。S105 最后将光伏组件20的线路串并联形成光伏方阵，将线路接入交直流配电设 备中，形成光伏系统(或称光伏建筑一体化电站)。除了上述安装装置，本实用新型还提供一种光伏系统，包括光伏组件及安装装置， 安装装置具体为上述安装装置，所述光伏组件铺设于安装装置的安装臂上并通过螺栓固 定，其余结构请参考现有技术，本文不再赘述。[0068] 以上对本实用新型所提供的光伏系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对 本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新 型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理 的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型 权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种安装装置，用于光伏系统，其特征在于，包括相互平行的主梁，所述主梁上设有 至少一组左右对称的支撑臂和安装臂，各所述主梁与其上的支撑臂和安装臂形成的支撑结 构呈三角形。
2.根据权利要求1所述的安装装置，其特征在于，所述安装臂的前端与所述主梁连接， 所述支撑臂的上端与所述安装臂的后端连接、下端与所述主梁连接。
3.根据权利要求2所述的安装装置，其特征在于，所述安装臂的前端通过连接件与所 述主梁连接，所述连接件包括互成角度的上套体和下套体，所述安装臂的前端套入所述上 套体内并通过螺钉固定，所述下套体套于所述主梁上并通过螺钉固定。
4.根据权利要求3所述的安装装置，其特征在于，所述上套体和下套体的横截面均呈 “U”形，其中所述上套体的开口两侧具有向内弯曲的边沿。
5.根据权利要求4所述的安装装置，其特征在于，所述上套体和下套体上的螺钉孔均 为长圆孔。
6.根据权利要求2所述的安装装置，其特征在于，所述支撑臂的下端通过连接件与所 述主梁连接，所述连接件包括互成角度的上套体和下套体，所述支撑臂的下端套入所述上 套体内并通过螺钉固定，所述下套体套于所述主梁上并通过螺钉固定。
7.根据权利要求6所述的安装装置，其特征在于，所述上套体和下套体的横截面均呈 “U”形，其中所述上套体的开口两侧具有向内弯曲的边沿。
8.根据权利要求7所述的安装装置，其特征在于，所述上套体和下套体上的螺钉孔均 为长圆孔。
9.根据权利要求1至8任一项所述的安装装置，其特征在于，所述支撑臂垂直于所述安 装臂，两者通过设于直角部位的角连接件相互连接。
10.一种光伏系统，其特征在于，包括光伏组件及安装装置，所述安装装置具体为上述 权利要求1至9任一项所述的安装装置，所述光伏组件铺设于所述安装装置的安装臂上并 通过螺栓固定。
专利摘要本实用新型公开了一种安装装置，用于光伏系统，包括相互平行的主梁，所述主梁上设有至少一组左右对称的支撑臂和安装臂，所述安装臂的前端与所述主梁连接，所述支撑臂的上端与所述安装臂的后端连接、下端与所述主梁连接，各所述主梁与其上的支撑臂和安装臂形成的支撑结构呈三角形。该装置的主梁能够为光伏组件提供平整的安装基础，使安装臂能够保持在同一平面上，进而避免光伏组件在安装时发生扭曲，可有效降低光伏组件在安装时的损坏率。本实用新型还公开了设有上述安装装置的光伏系统。
文档编号H01L25/00GK201918398SQ20102069208
公开日2011年8月3日 申请日期2010年12月30日 优先权日2010年12月30日
发明者凌强, 刘俊祥, 曹春峰, 颉会强, 魏敬玉 申请人:北京昌日新能源科技有限公司