光伏支架的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种光伏支架，包括主梁和立柱，所述立柱上端通过连接件连接在主梁上形成人字形结构，主梁上端至连接件与连接件至主梁下端之间的距离比为1:2.5～1:3.0，主梁与地面的夹角为30°～40°；所述立柱的底端以及主梁的下端分别与地基固定连接。人字形光伏支架具有结构形式合理、耗材省、造价低、安装简单方便等突出优点，随着国内光伏电站的逐渐普及，与传统的支架设计理念相比具有明显的优势。
【专利说明】光伏支架
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能领域，尤其是指一种用于支撑光伏组件的光伏支架。
【背景技术】
[0002]无论从世界还是从中国来看，常规能源都是有限的，充分利用可再生能源是实现可持续发展的重要方式。太阳能是人类取之不尽的可再生资源，伴随着太阳能光伏发电技术的快速发展，光伏发电站项目正在迅速扩张。光伏发电装置通常设置在光伏支架上，支撑有光伏发电装置的光伏支架排列成预定的阵列，光伏发电系统即为该阵列通过电连接而成。因此光伏支架是光伏发电站的重要组成部分。光伏支架的性能和造价直接影响光伏发电站的安全运行和建设投资，在保证光伏支架安全性的基础上降低光伏支架造价对于减少整个光伏发电站的投资来说意义重大。
[0003]现有的光伏支架一般由主梁、立柱、和斜拉支撑杆组成，主梁斜向架设在立柱和斜拉支撑杆上，用以承载光伏发电装置，立柱垂直固定于地面上，其上端与主梁连接；斜拉支撑杆上端与主梁连接，下端与立柱下端连接，立柱和斜拉支撑杆共同承载主梁的受力。这种光伏支架虽然结构比较稳固，承重也较好，但造价较高。
实用新型内容
[0004]本实用新型需要解决的技术问题是提供一种结构简单、安全、造价较低的光伏支架。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案如下:
[0006]光伏支架，包括主梁和立柱，所述立柱上端通过连接件连接在主梁上形成人字形结构，主梁上端至连接件与连接件至主梁下端之间的距离比为1:2.5?1:3.0，主梁与地面的夹角为30°?40° ;所述立柱的底端以及主梁的下端分别与地基固定连接。
[0007]本实用新型的进一步改进在于:所述连接件具有本体部和开口部，其中本体部呈空心柱形，用于套设并安装于所述主梁上；开口部由所述本体部位于主梁外的相对两侧斜向下延伸形成，用于安装于所述立柱上；所述主梁和连接件本体部上设置有相配装的安装孔，立柱和开口部上也设置有相配装的安装孔。
[0008]本实用新型的进一步改进在于:所述立柱的底端和主梁的下端分别通过柱脚板与地基螺栓连接，柱脚板外径大于主梁和立柱外径，柱脚板焊接在主梁和立柱的下端，柱脚板上焊接点的两侧对称设置有两个螺栓孔。
[0009]由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步如下:
[0010]本实用新型舍弃了传统光伏支架中的斜拉支撑杆结构，利用立柱和主梁构造人字形光伏支架，具有结构合理、耗材省、造价低、安装方便等突出优点。
[0011]立柱和主梁通过连接件固定连接，立柱和主梁下端与地基固定连接，三点固定，人字形支架和地面之间形成稳定的三角形结构，使得整个光伏支架结构稳固。
[0012]本实用新型中主梁上端至连接点、连接点至主梁下端之间的距离之比为1:2.5?1:3.0，主梁与地面之间的夹角为30°?40°，保证了在荷载最不利组合作用下，各构件的应力均小于1，支架的受力系统合理，并且主梁的最大挠度<跨度L/250，符合《光伏发电场设计规范》；立柱与主梁通过连接件螺栓连接，主梁下端和立柱下端均焊接柱脚板，柱脚板与地基之间通过螺栓固定连接，整个支架结构稳固，安装简单方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1:本实用新型的结构示意图；
[0014]图2:图1中B的局部放大图；
[0015]图3:连接件的俯视图；
[0016]图4:图1中A的局部放大图；
[0017]其中:1、主梁，2、立柱，3、连接件，31、安装孔，4、柱脚板，5、地基，6、太阳能电池板；41、螺栓孔。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明:
[0019]一种光伏支架，其结构如图1所示，包括主梁I和立柱2，立柱2上端通过连接件3螺栓连接在主梁I上，形成人字形结构。主梁I上端至连接点、连接点至主梁I下端之间的距离之比为1:2.5?1:3.0，主梁I与地面的夹角为30°?40°。
[0020]连接件3的结构如图4所示，具有本体部和开口部，其中本体部呈空心柱形，用于套设并安装于所述主梁I上；开口部由本体部位于主梁外的相对两侧斜向下延伸形成，用于安装立柱2;所述主梁和连接件本体部上设置有相配装的安装孔31，立柱和开口部上也设置有相配装的安装孔31。
[0021]立柱2的底端以及主梁I的下端与地基5之间分别通过柱脚板4与地基5螺栓连接，如图2所示。柱脚板外径大于主梁和立柱外径，其上对称设置有两个螺栓孔41，如图3所示，柱脚板焊接在主梁I和立柱2下端。主梁和立柱的长度以现场放样为准。
[0022]上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其做出种种变化。例如，立柱与主梁的连接方式并不仅限于上述的连接方式，也可通过焊接的方式连接，使其更稳固；或者通过可调节的连接件连接，通过连接件改变立柱和主梁之间的夹角，从而改变主梁与地面的倾斜角，使其具有更广泛的应用性。
[0023]光伏支架设计所依据的规程规范如下:
[0024]建筑结构荷载规范GB50009-2012 ;钢结构设计规范GB50017-2003 ;铝合金结构设计规范GB50429-2007 ;冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002 ;建筑抗震设计规范GB50011-2010 ;光伏发电站设计规范GB50797-2012
[0025]在本实施例中，光伏支架承载的光伏电池组件规格为1636mX3.2m，光伏支架荷载组合、计算原理、分析方法如下:
[0026]恒载标准值:0.19/(1.636*0.994) =0.117KN/m2 ；
[0027]活载标准值:0.062 KN/m2 ；
[0028]风荷载标准值:0.585 KN/m2。[0029]计算斜梁时，斜梁上按集中荷载:
[0030]恒载:0.117*1.636*0.994/2=0.094 KN (垂直向下)；
[0031]活载:0.062*1.636*0.994/2=0.05 KN (垂直向下)；
[0032]风载:0.585*1.636*0.994/2=0.476KN (垂直 36 度方向)。
[0033]计算单榀整体模型时，取一块电池组件，最大跨度为3.2米计算:
[0034]单跨斜梁自重:2.72*3.2 = 8.704Kg=0.087 KN ；
[0035]恒载:0.117*1.636*3.2/2=0.306K ；
[0036]活载:0.062*1.636*3.2/2=0.162KN ；
[0037]风载:0.585*1.636*3.2/2=1.53KN。
[0038]本实施例中的光伏支架其连接件设置在主梁的中上部，主梁上端至连接件与连接件至主梁下端之间的距离比为1: 3.0，主梁与地面的夹角为35°。
[0039]经计算，在荷载最不利组合作用下，各构件的应力均小于1，满足要求。
[0040]根据《建筑结构荷载规范GB 50009 一 2012》，计算挠度应用最不利荷载组合的标准值进行验算。经验算，钢构件的最大挠度<跨度L/250，符合《光伏发电场设计规范》。
[0041]如采用传统光伏支架，其主材的用钢量为44.52t/MW，造价40.07万元；如采用本实用新型的人字形光伏支架，其主材的用钢量为35.91t/MW，造价32.32万元，其中，钢材用量节省19.34%，造价降低19.34%ο
[0042]人字形光伏支架具有结构形式合理、耗材省、造价低、安装方便等突出优点，随着国内光伏电站的逐渐普及，与传统的支架设计理念相比具有明显的优势。
【权利要求】
1.光伏支架，包括主梁(I)和立柱(2)，其特征在于:所述立柱(2)上端通过连接件(3)连接在主梁(I)上形成人字形结构，主梁(I)上端至连接件与连接件至主梁(I)下端之间的距离比为1:2.5?1:3.0，主梁(I)与地面的夹角为30°?40° ;所述立柱(2)的底端以及主梁(I)的下端分别与地基(5)固定连接。
2.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于:所述连接件(3)具有本体部和开口部，其中本体部呈空心柱形，用于套设并安装于所述主梁(I)上；开口部由所述本体部位于主梁外的相对两侧斜向下延伸形成，用于安装于所述立柱(2)上；所述主梁和连接件本体部上设置有相配装的安装孔(31 )，立柱和开口部上也设置有相配装的安装孔(31)。
3.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于:所述立柱(2)的底端和主梁(I)的下端分别通过柱脚板(4)与地基(5)螺栓连接，柱脚板外径大于主梁和立柱外径，柱脚板焊接在主梁(I)和立柱(2)的下端，柱脚板上焊接点的两侧对称设置有两个螺栓孔(41)。
【文档编号】H02S20/10GK203691327SQ201420034834
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年1月21日 优先权日:2014年1月21日
【发明者】石俊敏, 李娜, 巴德新, 张岩峰, 王健飞, 王冉, 靳红霞, 张 浩, 苏毅, 路伟 申请人:河北省电力勘测设计研究院