专利名称：太阳能光伏系统单柱可调装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能电站支架结构，尤其涉及一种改进的太阳能光伏系统 单柱可调装置，属于太阳能设备技术领域。
技术背景目前太阳能电站系统已经成为全球倡导的低廉环保的能源，在普遍的应用中，日 益得到广大消费者的青睐。以此太阳能支架组件的安装使用，也就成为必不可少的装置， 而目前工程中使用的支架多为固定的同时是焊接在一起的支架结构，这种结构不但浪费材 料，也浪费大量的人力物力及其运输成本而且运输也非常不便，达不到快速安装的要求。同 时固定的安装模式，不利于对太阳能源的充分利用，造成资源浪费。
发明内容本实用新型为了解决现有固定太阳能支架不仅运输、安装不方便，而且不利于太 阳能源的充分利用，造成资源浪费的技术问题，提供一种太阳能光伏系统单柱可调装置， 它主要由主立柱和太阳能电池板支架主体构成，所述太阳能电池板支架主体主要是由主横 梁、副横梁及纵梁通过螺栓连接而成的太阳能电池板支撑面，并通过旋转机构将太阳能电 池板支撑面上的主横梁连接在主立柱上。本实用新型的特点及有益效果该装置采用将主、副横梁与纵梁通过螺栓紧固连 接而成的太阳能电池板支撑面结构，并通过旋转机构将其安装在主立柱上。改变了现有太 阳能支架固定安装焊接组合的整体结构模式，通过调整角度使得天然环保的太阳能资源得 以充分的利用，并且具有拆装方便快捷的特点。通过在副横梁上钻孔可在主、副横梁与纵梁 构成的支撑面上安装电池板，通过对太阳能支架的有限元分析，纵梁与主横梁连接采用不 对称方式，上半部分比例大于下半部分，解决了单立柱在旋转过程中重心偏移问题，提高了 整体支架的稳定性。横梁和纵梁均采用方形钢管，以保证其在使用过程中的稳定性和强度 要求。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是图1的使用状态示意图。
具体实施方式
太阳能光伏系统单柱可调装置，它主要由主立柱和太阳能电池板支架主体构成， 所述太阳能电池板支架主体主要是由主横梁1、副横梁2及纵梁3通过螺栓连接而成的太阳 能电池板支撑面，并通过旋转机构将太阳能电池板支撑面上的主横梁1连接在主立柱9上。所述副横梁2至少三根，最佳为五根；所述纵梁3至少两根，最佳为四根。所述副 横梁2分别平行分布于主横梁1上下方，主、副横梁的左右端通过螺栓与纵梁3相互垂直定位连接。所述纵梁3与主横梁1连接为不对称方式，上半部分比例大于下半部分。所述太阳能电池板支撑面与主立柱9之间的旋转机构，由与操纵机构连动的四连 杆结构组成。在所述旋转机构上安装有角度指示器19。所述四连杆结构，由上支撑轴7、下 支撑轴11以及两拉杆A20组成，其中所述上支撑轴7通过上支撑板6与太阳能电池板支架 主体的主横梁1旋转连接，两拉杆A20的一端对称铰接在上支撑轴7两端，另一端分别通过 拐臂21与操作结构22上的下支撑轴11的两端铰接构成。在太阳能电池板支架主体与主立柱9之间设有两拉杆B16，其一端对称铰接在最 下面的副横梁2靠近支撑重心两侧的位置上，另一端通过侧壁上的两根与杆体垂直的圆管 14插接在主立柱9两侧的槽钢B15内，并与槽钢B15旋转配合连接。所述两拉杆B16的外 部设有套杆17，在套杆17上设有锁紧件13。实施例1:该装置的上部分的太阳能电池板支架主体由一根主横梁1，五根副横梁2，四根纵 梁3组成，主、副横梁与纵梁均用螺栓紧固连接，其中三根副横梁位于主横梁1的上方，两根 副横梁位于主横梁1的下方，纵梁与主横梁的连接为不对称方式，上半部分比例大于下半 部分，在副横梁2上钻电池板的安装孔。该装置下部分的主立柱9为单柱式。通过旋转机 构将上部分的太阳能电池板支架主体上的主横梁1旋转连接在下部分的主立柱9上。下面参照图1和图2作进一步说明首先将槽钢A5钻安装孔后，把上支撑板6焊装在槽钢5上此零部件加工工作完 成。之后将主横梁1放置槽钢A5内，用螺栓通过压板4将槽钢A5与主横梁1锁紧固定。再 通过上支撑轴7和上支撑板6以及下支撑板8将主横梁1与主立柱9上下两部分连接在一 起。将太阳能电池板23用螺栓把紧在由主横梁1、副横梁2及纵梁3螺栓连接所组成的太 阳能电池板支架主体的副横梁1的安装孔上。这样太阳能电池板23的平面可以围绕上支 撑轴7进行旋转，满足不同的角度要求。在主立柱9上焊装有固定操作机构22，其安装底板 10上焊装有用于支撑定位支撑轴11的支撑板12，用螺栓将操作机构22把紧在安装底板10 上，两个拐臂21分别通过键装在操作机构22的支撑轴11的两侧，便于在操作时两侧受力 的平衡。将两根拉杆A20的一端分别通过轴销沈连接在拐臂21上，另一端通过轴销沈和 支座M连接到上部的太阳能电池板支撑面下的操作机构支撑梁25上，这样通过操作机构 支撑轴11与支撑太阳能电池板支架主体的上支撑轴7，还有连杆A20两端的轴销沈连接在 一起，就构成了四连杆结构，由此在机构操作时可通过上述所述构成的四连杆结构来推动 太阳能板的平面进行旋转，由此实现了其角度调整的功能。而在角度调整完成后，虽然操作 机构22具有蜗轮蜗杆本身的锁死功能，但是单纯的靠其本身的方式锁死将会出现误操作， 角度发生变化，安全可靠性差的隐患，为此在主立柱9下方两侧焊接有槽钢B15，套接在两 拉杆B16上的套杆17，在靠近下端两侧内焊有与杆体垂直的圆管14，形成丁字形。在套杆 17上端焊有锁紧件13。圆管14插入槽钢B15内，拉杆B16下端插入套杆17中，拉杆B16 上端通过轴销沈与固定在太阳能电池板支架主体上的支撑座27连接在一起，这样就实现 了在机构22推动四连杆结构运动过程中，拉杆B16可在套杆17中运动，而套杆17也会围 绕圆管14转动，当达到指定角度后可将锁紧件13用螺栓将上下拉杆B16和套杆17把紧在 一起。避免出现误操作，不但起到定位保护作用，而且对于支撑和支架的稳定性的加强起到 了一个相当重要的作用。为了在调整角度操作时能够准确的调整到指定角度值，在上支撑轴7(主轴)中心装有读取角度的角度指示装置19，以及在主横梁1上装有指针18，这样在 调整到不同角度时可清楚准确的读取角度值，充分利用有效的太阳能源。下面是太阳能电池板支架主体有限元分析报告材料Q2I35 碳素钢材料属性弹性模量206000kg X mm/s2泊松比0· 3 密度 7. 8 X 10-6kg/mm3有机玻璃弹性模量20000kg X mm/s 2密度 0. 24487e-6kg/mm3主立柱厚度(mm) :6材料尺寸mm (截面长X截面宽X截面厚):主横梁120X80X5横梁50 X 30 X 3纵梁80X40X4重力加速度9. 8N/kg载荷1 重力载荷 G = mg (N)2风荷载采用土木用桁架点式幕墙立柱风荷载计算公式WK = Rw X Bz X μ ζ X μ s X WO (N/mm2)其中Rw 风荷载作用效应的分项系数，取1. 4Bz 瞬时风压的阵风系数0.85 X (1+350. 108 X (0. 1 XZ)-0.22)其中Z的单位是米其中Z为高度μ ζ 风压高度变化系数0. 616 X (0. 1ΧΖ)0. 44其中Z的单位是米μ s 风荷载体型系数1. 5WO 基本风压，根据沈阳地区离地面高度为10米处50年一遇10分钟内的平均风 速最大值作为计算风速得到基本风压为0. 5KN/m2估算公式WO = v02/1600 (KN/m2)其中vO 是基本风速，单位(m/s)，八级风风速为17. 2-20. 7 (m/s)WK = 1. 4X0. 85X (1+350. 108X (0. 1ΧΖ)-0. 22) XO. 616X (0. 1XZ)0. 44X1. 5 XO. 5 (KN/m2)= 1· 4X0. 85 X (1+350. 108 X (0· IX Ζ) -0. 22) XO. 616 X (0· 1 X Ζ) 0· 44 X 1· 5 X 0· 5X10-3 (N/mm2)危险工况太阳能电池板与水平成65度角时为最危险工况利用ANSYS软件所建模型进行分析施加风荷载，结构本身重力后应力分布显示范 围为O到210GPa，从小到大分析可知主横梁、主立柱、四杆机构都满足应力要求，最大应力为179.587Mpa，发生在主立柱根部。通过以上分析可验证此支架在恶劣的条件下均满足强 度要求。主横梁与主立柱通过连板连接，连板上钻孔镶有CSB-Il铜基无给油轴承，旋转轴 围绕铜基无给油轴承进行旋转。CSB-Il铜基无给油轴承具有很好的承载能力和耐磨性能且 铜基本身具有其自润滑性，可用于长时间工作，使其旋转灵活。旋转方式采用蜗轮蜗杆操作机构带动四连杆传动方式进行驱动，可使支架在10 度到70度角度范围内任意角度旋转充分利用不同纬度下的太阳能源。同时在转轴中心设 有角度指示的角度盘，在主横梁上镶有指针可以监视测量不同旋转角度的度数。另外在不同角度的工况之下，在纵梁前端有一个附属支撑和锁定装置，可随不同 的旋转角度同步运动，当达到指定角度后，有紧固管卡将其紧固，起到固定支撑锁定作用， 这样可使支架更加稳固，在外界恶劣环境的作用下保证支架稳定性。同时避免人为去随意 操作旋转机构，导致角度产生偏差，影响太阳能源的利用率。除了上述实施例外，本实用新型还可有其他实施方式，凡采用等同替换或变换而 形成的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.太阳能光伏系统单柱可调装置，它主要由主立柱和太阳能电池板支架主体构成，其 特征在于所述太阳能电池板支架主体主要是由主横梁(1)、副横梁( 及纵梁C3)通过 螺栓连接而成的太阳能电池板支撑面，并通过旋转机构将太阳能电池板支撑面上的主横梁 (1)连接在主立柱(9)上。
2.根据权利要求1所述的太阳能光伏系统单柱可调装置，其特征在于所述副横梁(2) 至少三根，最佳为五根；所述纵梁C3)至少两根，最佳为四根。
3.根据权利要求2所述的太阳能光伏系统单柱可调装置，其特征在于所述副横梁(2) 分别平行分布于主横梁(1)上下方，主、副横梁的左右端通过螺栓与纵梁C3)相互垂直定位 连接。
4.根据权利要求2所述的太阳能光伏系统单柱可调装置，其特征在于所述纵梁(3) 与主横梁(1)连接为不对称方式，上半部分比例大于下半部分。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的太阳能光伏系统单柱可调装置，其特征在于 所述太阳能电池板支撑面与主立柱(9)之间的旋转机构，由与操纵机构连动的四连杆结构 组成。
6.根据权利要求5所述的太阳能光伏系统单柱可调装置，其特征在于在所述旋转机 构上安装有角度指示器(19)。
7.根据权利要求5所述的太阳能光伏系统单柱可调装置，其特征在于所述四连杆结 构，由上支撑轴(7)、下支撑轴(11)以及两拉杆AQO)组成，其中所述上支撑轴(7)通过上 支撑板(6)与太阳能电池板支架主体的主横梁(1)旋转连接，两拉杆AQO)的一端对称铰 接在上支撑轴(7)两端，另一端分别通过拐臂与操作结构02)上的下支撑轴(11)的 两端铰接构成。
8.根据权利要求7所述的太阳能光伏系统单柱可调装置，其特征在于在太阳能电池 板支架主体与主立柱(9)之间设有两拉杆B(16)，其一端对称铰接在最下面的副横梁(2)靠 近支撑重心两侧的位置上，另一端通过侧壁上的两根与杆体垂直的圆管(14)插接在主立 柱(9)两侧的槽钢B (15)内，并与槽钢B (15)旋转配合连接。
9.根据权利要求8所述的太阳能光伏系统单柱可调装置，其特征在于所述两拉杆 B (16)的外部设有套杆(17)，在套杆(17)上设有锁紧件(13)。
专利摘要太阳能光伏系统单柱可调装置，是为了解决现有固定太阳能支架运输、安装不方便，不利于太阳能源的充分利用，造成资源浪费的技术问题而设计的，是对太阳能电站支架的改进，属于太阳能设备技术领域。本实用新型包括主立柱及安装在主立柱上的横梁和纵梁构成支撑面，其整个支撑面可围绕安装在主立柱上的主轴旋转，使太阳能电池板可调整到不同的角度，以满足不同地区经纬度的要求，提高太阳能的利用率。同时在主轴中心位置设有角度指示装置在调节角度过程中可准确确定其旋转的角度。另外在主立柱下方装设两根可以随角度变化的从动支承管，调整到位后管箍可锁紧。提高了支架的强度，有效的防止了误操作。本实用新型可实现单柱拆卸安装，方便快捷。适用范围广、安全可靠。
文档编号H02N6/00GK201821296SQ201020541620
公开日2011年5月4日 申请日期2010年9月26日 优先权日2010年9月26日
发明者关焕新, 张相明, 李春雁, 金月新 申请人:沈阳羲诺新能源有限公司