一种水平旋转斜单轴光伏跟踪支架联动阵列的制作方法

本发明涉及光伏支架技术领域，更具体地说涉及一种水平旋转斜单轴光伏跟踪支架联动阵列。

背景技术：

光伏支架是为了使整个光伏发电系统得到最大功率输出，结合建设地点的地理、气候及太阳能资源条件，将太阳能光伏组件以一定倾角的朝向，排列方式及间距固定住的支撑结构。

在光伏发电系统中，斜单轴跟踪支架是最常用的光伏阵列支架之一，由于该支架白天能跟踪太阳方位角变化运行，使得采用该支架的光伏组件全年发电总量要比采用最佳固定倾角支架的光伏组件全年发电总量高出15％-20％。但是传统斜单轴跟踪支架的转轴设置在光伏板的轴线位置，且转轴的前后分别设有转轴支撑架(如图7所示)，该结构的斜单轴跟踪支架不仅占地面积大，架设时的灵活性不高，且只能选择固定的倾角对光伏板进行固定，因此光伏板绕转轴旋转时无法做到始终与太阳光垂直，光伏板的发电效率也因此无法发挥到最大。现在新的设计思路是将光伏板支撑架直接与旋转立柱固定，在光伏板在绕旋转立柱旋转时光伏板始终能够与太阳光垂直，比传统斜单轴跟踪支架的发电效率更高。但是由于各地纬度不同造成日照高度不同，因此各地所需的光伏板支撑架与地面的倾角也不相同，现在一般是进行实地测量后，选择最佳倾角对光伏板支撑架进行倾角固定，固定后无法再进行倾角的调整。但是若根据各地情况不同而生产倾角不同的光伏支架，不仅制造成本高，且各地的日照高度还会随季节而变化，若光伏板支撑架的倾角无法调整，会造成发电量降低。若使光伏板支撑架的倾角能够调节，则光伏板支撑架与旋转立柱间就不能加装斜杆进行稳固，但不加装稳固用的斜杆，则光伏板支撑架的抗风性差，在大风天气时易发生颤动。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种克服现有技术的不足，结构简单、设计合理的，不仅能进行水平旋转及日光跟踪联动，而且能对支架顶架的前后倾斜角度进行调节的水平旋转斜单轴光伏跟踪支架联动阵列。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术手段是：

一种水平旋转斜单轴光伏跟踪支架联动阵列，包括多个南北朝向的阵列单元，每个阵列单元包括相互联动的多个斜单轴光伏支架，每个斜单轴光伏支架包括地面支撑组件、光伏板支撑组件、扭转组件以及与扭转组件连接的驱动电机；

地面支撑组件为单根的支撑立柱，支撑立柱与地面垂直固定，支撑立柱的上端固定有第一连接法兰；

扭转组件包括回转减速器，回转减速器包括蜗杆部与蜗轮部，回转减速器的底端与支撑立柱的顶端固定连接，蜗轮部与地面水平，蜗杆部与支撑立柱垂直；

光伏板支撑组件包括光伏板支撑架与斜杆调节组件，光伏板支撑架包括旋转立柱以及与旋转立柱顶端铰接的光伏板固定架，旋转立柱的底端固定有第二连接法兰，第二连接法兰与回转减速器的蜗轮部固定连接，且旋转立柱与回转减速器形成转动配合，回转减速器的底端固定有法兰底座，法兰底座与第一连接法兰固定连接，旋转立柱下部的侧壁设有前后相对的第一双层连接耳片；斜杆调节组件包括左右对称的前部支撑斜杆以及左右对称的后部支撑斜杆，后部支撑斜杆的长度大于前部支撑斜杆的长度，前部支撑斜杆和后部支撑斜杆支撑光伏板固定架，使光伏板固定架向前倾斜设置，前部支撑斜杆的上端以及后部支撑斜杆的上端分别与U形连接角件的竖向端面铰接形成转动配合，且U形连接角件的开口端向下，U形连接角件的上端面与光伏板固定架的下端面分别通过螺栓组穿接固定，前部支撑斜杆的下端与前侧的可调滑套外壁的两侧铰接形成转动配合，后部支撑斜杆的下端与后侧的可调滑套外壁的两侧铰接形成转动配合，可调滑套与倾角调节螺杆套设连接，且可调滑套的上下两侧的倾角调节螺杆上分别装配有锁紧螺母将可调滑套与倾角调节螺杆固定连接，倾角调节螺杆的下端设有螺杆单层耳片，螺杆单层耳片与第一双层耳片铰接形成转动配合；

每个阵列单元中相邻两个斜单轴光伏支架的回转减速器间均通过传动轴连接，传动轴与回转减速器的蜗杆部连接，外侧斜单轴光伏支架的回转减速器的蜗杆部与驱动电机连接。

作为本技术方案的进一步优化，所述的光伏板固定架包括前托梁以及与前托梁平行的后托梁，前托梁与后托梁通过多根横梁固定连接，横梁与前托梁垂直，前托梁与后托梁中部横梁的中间下侧固定有双层连接架，旋转立柱的顶端固定有第二双层连接耳片，第二双层连接耳片与双层连接架铰接形成转动配合，后托梁高于前托梁，第二双层连接耳片与双层连接架铰接后的稳固性好，不易发生晃动，且能进行光伏板固定架的倾角调节。

作为本技术方案的进一步优化，所述的第二连接法兰与旋转立柱间固定有三角形或梯形的加强筋片，能够增强旋转立柱在遭遇大风天气时的稳固性。

作为本技术方案的进一步优化，所述的前部支撑斜杆与后部支撑斜杆的上端分别与光伏板固定架的下端面通过万向接头铰接，万向接头铰接后的旋转范围大，能够满足支撑斜杆与光伏板固定架的位置变化。

作为本技术方案的进一步优化，所述的前部支撑斜杆的下端与前侧的可调滑套外壁的两侧通过万向接头铰接，后部支撑斜杆的下端与后侧的可调滑套外壁的两侧通过万向接头铰接，万向接头铰接后的旋转范围大，能够满足支撑斜杆与可调滑套的位置变化。

作为本技术方案的进一步优化，所述的横梁下端面设有倾角显示装置，倾角显示装置包括读数盘与垂线指针，读数盘为半圆形片且该半圆形片与地面垂直设置，半圆形片的直边与横梁下端面固定连接，半圆形的弧边一侧从中间到下端设有0～90度均匀的刻度，0度位于弧边的中间，90度位于弧边的下端，垂线指针包括垂线与配重块，垂线的上端固定在读数盘的直边中间，垂线的下端与配重块固定连接，配重块的重力能够拉紧垂线，垂线所在刻度的读数就是光伏板固定架与地面的倾角。

作为本技术方案的进一步优化，所述的光伏板固定架的上端固定有多根平行的光伏板安装架，能够方便光伏板与光伏板支撑组件的固定安装。

本发明的有益效果为：结构简单，造价低，解决了加装支撑斜杆会影响光伏板固定架倾角调节的问题，增强了光伏板支撑组件的抗风性能，且只通过倾角调节螺杆上锁紧螺母的松紧调节就能进行光伏板固定架倾角的快速调节。

附图说明

下面结合附图和具体实施方法对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明光伏板支撑组件与扭转组件的结构示意图；

图3为本发明旋转立柱、扭转组件及斜杆调节组件的装配结构示意图；

图4为双层连接架与第二双层连接耳片的结构示意图；

图5为图2中的结构在加装光伏板安装架及法兰底座后的结构示意图；

图6为本发明倾角显示装置的结构示意图；

图7为传统斜单轴光伏支架的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方法对本发明作进一步详细的说明。

具体实施例，如图1至图6所示，一种水平旋转斜单轴光伏跟踪支架联动阵列，包括多个南北朝向的阵列单元，每个阵列单元包括相互联动的多个斜单轴光伏支架，每个斜单轴光伏支架包括地面支撑组件、光伏板支撑组件、扭转组件以及与扭转组件连接的驱动电机10；

地面支撑组件为单根的支撑立柱20，支撑立柱20与地面垂直固定，支撑立柱20的上端固定有第一连接法兰21；

扭转组件包括回转减速器30，回转减速器30包括蜗杆部31与蜗轮部32，回转减速器30的底端与支撑立柱20的顶端固定连接，蜗轮部32与地面水平，蜗杆部31与支撑立柱20垂直；

光伏板支撑组件包括光伏板支撑架与斜杆调节组件，光伏板支撑架包括旋转立柱40以及与旋转立柱40顶端铰接的光伏板固定架50，光伏板固定架50包括前托梁51、与前托梁51平行的后托梁52、前托梁51与后托梁52通过多根横梁53固定连接，横梁53与前托梁51垂直，前托梁51与后托梁52中部横梁53的中间下侧固定有双层连接架54，旋转立柱40的顶端固定有第二双层连接耳片41，第二双层连接耳片41与双层连接架54铰接形成转动配合，后托梁52高于前托梁51，第二双层连接耳片41与双层连接架54铰接后的稳固性好，不易发生晃动，且能进行光伏板固定架50的倾角调节。

旋转立柱40的底端固定有第二连接法兰42，第二连接法兰42与旋转立柱40间固定有三角形或梯形的加强筋片43，能够增强旋转立柱40在遭遇大风天气时的稳固性。第二连接法兰42与回转减速器30的蜗轮部32固定连接，且旋转立柱40与回转减速器30形成转动配合，回转减速器30的底端固定有法兰底座33，法兰底座33与第一连接法兰21固定连接，旋转立柱40下部的侧壁设有前后相对的第一双层连接耳片44。

斜杆调节组件包括左右对称的前部支撑斜杆60以及左右对称的后部支撑斜杆70，后部支撑斜杆70的长度大于前部支撑斜杆60的长度，前部支撑斜杆60和后部支撑斜杆70支撑光伏板固定架50，使光伏板固定架50向前倾斜设置，前部支撑斜杆60的上端以及后部支撑斜杆70的上端分别与U形连接角件80的竖向端面铰接形成转动配合，且U形连接角件80的开口端向下，U形连接角件80的上端面与光伏板固定架50的下端面分别通过螺栓组穿接固定，前部支撑斜杆60的下端与前侧的可调滑套100外壁的两侧铰接形成转动配合，后部支撑斜杆70的下端与后侧的可调滑套100外壁的两侧铰接形成转动配合，可调滑套100与倾角调节螺杆90套设连接，且可调滑套100的上下两侧的倾角调节螺杆90上分别装配有锁紧螺母92将可调滑套100与倾角调节螺杆90固定连接，倾角调节螺杆90的下端设有螺杆单层耳片91，螺杆单层耳片91与第一双层耳片44铰接形成转动配合。

每个阵列单元中相邻两个斜单轴光伏支架的回转减速器30间均通过传动轴连接，传动轴与回转减速器30的蜗杆部31连接，外侧斜单轴光伏支架的回转减速器30的蜗杆部31与驱动电机10连接。

为了增大支撑斜杆与光伏板固定架50的位置变化范围，将前部支撑斜杆60与后部支撑斜杆70的上端分别与光伏板固定架50的下端面通过万向接头铰接。

为了增大支撑斜杆与可调滑套100的位置变化范围，将前部支撑斜杆60的下端与前侧的可调滑套100外壁的两侧通过万向接头铰接，后部支撑斜杆70的下端与后侧的可调滑套100外壁的两侧通过万向接头铰接。

为了能够快速显示光伏板固定架50的倾角，在横梁53下端面增设了倾角显示装置110，倾角显示装置110包括读数盘与垂线指针，读数盘为半圆形片且该半圆形片与地面垂直设置，半圆形片的直边与横梁53下端面固定连接，半圆形的弧边一侧从中间到下端设有0～90度均匀的刻度，0度位于弧边的中间，90度位于弧边的下端，垂线指针包括垂线与配重块，垂线的上端固定在读数盘的直边中间，垂线的下端与配重块固定连接，配重块的重力能够拉紧垂线，垂线所在刻度的读数就是光伏板固定架50与地面的倾角。

为了能够方便光伏板与光伏板支撑组件的固定安装，光伏板固定架50的上端固定有多根平行的光伏板安装架55。

本发明在使用时，每个阵列单元中的驱动电机10驱动回转减速器30的蜗杆部31旋转，从而带动蜗轮部32旋转，旋转的蜗轮部32带动旋转立柱40旋转，光伏板固定架50随着旋转立柱40的旋转跟踪太阳的位置，如此能保证最大的光照面积；由于每个阵列单元中相邻两个斜单轴光伏支架的回转减速器30间均通过传动轴连接，传动轴与回转减速器30的蜗杆部31连接，因此每个阵列单元中的斜单轴光伏支架的旋转是同步的，对太阳位置的跟踪不会出现偏差。驱动电机10为步进电机，出厂前已设定好旋转规律，驱动电机10白天驱动回转减速器30慢慢旋转，以使光伏板固定架50跟踪太阳旋转，日落后驱动电机10反转，带动回转减速器30反向旋转，光伏板固定架50在夜间恢复至初始位置，以便第二天继续跟踪太阳旋转。根据维度不同或季节不同进行光伏板固定架50的倾角调节时，松开前后两侧的倾角调节螺杆90上的锁紧螺母92，进行前托梁51与后托梁52的上下位置调整，调整过程中，若使光伏板固定架50的倾角变大，即前托梁51的位置降低，后托梁52的位置升高，前托梁51降低时，带动前部支撑斜杆60下端与前侧的可调滑套100的夹角变大，前侧的可调滑套100带动倾角调节螺杆90与旋转立柱40的夹角变大，同时前侧的可调滑套100在倾角调节螺杆90上的位置下降，后托梁52升高时，带动后部支撑斜杆60的下端与后侧的可调滑套100的夹角变小，后侧的可调滑套100带动倾角调节螺杆90与旋转立柱40的夹角变小，同时后侧的可调滑套100在倾角调节螺杆90上的位置上升，根据倾角显示装置110读取光伏板固定架50调整后的倾角，确定光伏板固定架50的倾角后，重新上紧倾角调节螺杆90上的锁紧螺母92，则光伏板支撑组件恢复固定状态，光伏板固定架50的倾角调节过程结束；若使光伏板固定架50的倾角变小，即前托梁51的位置升高，后托梁52的位置降低，则前托梁51升高时，带动前部支撑斜杆60下端与前侧的可调滑套100的夹角变小，前侧的可调滑套100带动倾角调节螺杆90与旋转立柱40的夹角变小，同时前侧的可调滑套100在倾角调节螺杆90上的位置上升，后托梁52降低时，带动后部支撑斜杆60的下端与后侧的可调滑套100的夹角变大，后侧的可调滑套100带动倾角调节螺杆90与旋转立柱40的夹角变大，同时后侧的可调滑套100在倾角调节螺杆90上的位置下降，根据倾角显示装置110读取光伏板固定架50调整后的倾角，确定光伏板固定架50的倾角后，重新上紧倾角调节螺杆90上的锁紧螺母92，则光伏板支撑组件恢复固定状态。

本发明的结构简单，造价低，且解决了加装支撑斜杆会影响光伏板固定架倾角调节的问题，增强了光伏板支撑组件的抗风性能，且只通过倾角调节螺杆上锁紧螺母的松紧调节就能进行光伏板固定架倾角的快速调节。

当然上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。