一种光伏支架的制作方法

本实用新型涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种高强度、快速安装的光伏支架。

背景技术：

目前，现有的光伏支架一般是由Q235普通低碳钢制成的C型钢、U型钢或者角钢、方钢等通过多种连接件组合形成的支架结构体系。但是，发明人发现这种支架结构存在以下缺点：

1)整体稳定性不高：现有光伏支架主要构件都是采用整体式结构的子单元体，结点属于弱连接，结构整体稳定性差；

2)主材生产制造成本高：现有光伏支架主要构件的材料壁厚较大，一般大于2.0mm，宽度一般为40mm～100mm，材料用量仍较大；

3)人工成本高，安装周期长：现有光伏支架由人工下料生产出定尺杆件，组装、焊接时也需多人配合才能完成，使得加工周期和组装周期延长；

4)精密度不高：人工下料生产的杆件由于误差较大，在焊接组装时杆件易产生热变形，组装完成后多出现表面平整度差、竖杆垂直度差的问题，影响了光伏组件的安装效率；

5)寿命不稳定：因组装时焊口较多，焊口部分原有热镀锌层遭到高温破坏会产生快速锈蚀，缩短了光伏支架使用寿命。

鉴于现有光伏支架存在的上述问题，本领域亟待设计出一种在满足抵抗风、雪等荷载的基础上，具有稳定性高、生产及安装成本低、安装速度快的特点，且能保证支架系统精密度和使用寿命的光伏支架。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种具有稳定性高、生产及安装成本低、安装速度快，且能保证支架系统精密度和使用寿命的光伏支架。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型提供一种光伏支架，其包括平板支架和支座支架，光伏组件呈阵列式排布在平板支架上并与其可拆卸式连接，所述平板支架与支座支架通过铆钉进行连接，所述支座支架固定在基础上，所述支座支架能够调节并固定自身倾角进而调节光伏组件的倾角。

可选地，所述平板支架包括多根横向檩条和多根纵向檩条，且所述多根横向檩条与所述多根纵向檩条交叉连接形成平面网格状结构。

可选地，所述平板支架沿横向的两端均伸出至光伏组件之外，以使得位于两端的两根纵向檩条分别从光伏组件的两端露出。

可选地，所述纵向檩条和横向檩条的材料均为屈服强度大于235MPa的低合金高强度冷弯薄壁的钢材料，且二者均采用带内卷边的C型钢制成、壁厚为0.8～1.2mm。

可选地，所述纵向檩条的腹板上与横向檩条交叉处均预设有孔位，且横向檩条穿过纵向檩条的腹板上的预设孔位后，利用抽芯铆钉分别穿过纵向檩条的上侧翼缘板、横向檩条的上侧翼缘板、横向檩条的下侧翼缘板和纵向檩条的下侧翼缘板后完成纵向檩条与横向檩条的抽芯铆钉连接。

可选地，所述支座支架包括多个沿横向排列的子支座，每个子支座包括斜梁、立柱和调节机构，所述子支座的数量比所述纵向檩条的数量少2个，且所述多个子支座分别与除了位于两端的两根纵向檩条之外的其他纵向檩条一一对应，每个子支座的斜梁与对应的纵向檩条延伸方向相同且位于其底部，二者通过铆钉进行连接，所述斜梁能够相对于立柱转动，所述调节机构能够调节并固定斜梁的倾角，进而调节光伏组件的倾角。

可选地，所述斜梁的材料为屈服强度大于235MPa的低合金高强度冷弯薄壁的钢材料，其采用带内卷边的C型钢制成、壁厚为0.8～1.2mm。

可选地，利用抽芯铆钉分别穿过纵向檩条的上下两侧翼缘板、对应子支座的斜梁的上侧翼缘板后完成纵向檩条与斜梁的抽芯铆钉连接。

可选地，所述立柱采用圆钢管制成；所述立柱的上部沿竖直方向预设有多个孔位，所述斜梁的腹板与对应立柱上某一预设孔位通过螺栓进行连接，以调节斜梁的高度，进而调节光伏组件的高度。

可选地，所述调节机构采用屈服强度大于235MPa的低合金高强度的角钢制成，其形状呈弧形，两端分别通过连接件延伸并固定到斜梁的腹板上，所述调节机构沿弧向预设多个孔位，利用螺栓穿过调节机构上某一预设孔位后使调节机构与立柱进行螺栓连接，以调节并固定斜梁的倾角，进而调节光伏组件的倾角。

可选地，所述连接件的材料为屈服强度大于235MPa的低合金高强度冷弯薄壁的钢材料，其采用带内卷边的C型钢制成、壁厚为0.8～1.2mm，所述调节机构的两端中的每一端均通过两个连接件延伸并固定到斜梁的腹板上，且每个连接件的一端的腹板与斜梁的腹板通过螺栓进行连接、另一端的腹板与调节机构的对应端部通过螺栓进行连接。

有益效果：

相比于现有光伏支架在安装时存在的位移误差，本实用新型所述光伏支架的平板支架和支座支架之间是相互独立的。其中，平板支架在组装完成后，只需在合适的位置利用抽芯铆钉连接即可完成安装，不仅实现了平板支架的快速安装，还缩短安装施工工期；而且，平板支架可在地面安装完成后，再整体平移到已安装好的支座支架上进行连接；另外，相比于现有光伏支架在强度和用钢量方面，本实用新型所述光伏支架的材料采用强度高、壁薄、质轻的高强钢材料，整体光伏支架系统在稳定性、工期、强度等方面存在极大的优势。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的光伏支架的俯视图；

图2为图1所示光伏支架上安装光伏组件后的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的光伏支架的立体示意图。

图中：1－横向檩条；2－纵向檩条；3－斜梁；4－调节机构；5－立柱；6－光伏组件。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

现有光伏支架中，一般采用低碳结构钢，截面厚度可达到3mm，用钢量比较大；在安装的过程中，采用现场焊接或螺栓连接方式，安装施工工序较多，施工工期也较长；平板支架不能作为一个整体，整体的稳定性方面较差；在角度调节方面，采用转轴、千斤顶、桁架等进行调节，不能实现支架角度方便、快捷地调整。

鉴于现有光伏支架存在的问题，本实用新型所述光伏支架在设计时，使用更高强度的材料，采用更合理的结构形式，在满足抵抗风、雪等荷载的基础上，进一步降低支架生产、安装成本，保证支架系统使用寿命，提高支架安装速度。具体地，本实用新型所述光伏支架采用屈服强度大于235MPa的低合金、高强度、冷弯薄壁型钢材料制成，并将支架设计为能够在现场快速安装的形式，以解决光伏支架在钢材用量、造价成本、安装施工工期、整体稳定性、现场焊接和钢材防腐蚀等方面的问题。

下面结合附图，通过具体实施例进行详细描述。需要说明的是，在图1和图2中，A向代表横向，B向代表纵向。

本实施例所述光伏支架包括平板支架和支座支架，光伏组件呈阵列式排布在平板支架上并与其可拆卸式连接，所述平板支架与支座支架通过铆钉进行连接，所述支座支架固定在基础上，所述支座支架能够调节并固定自身倾角，从而调节平板支架的倾角，进而调节光伏组件的倾角。

其中，支座支架和平板支架既相互联系又相互独立，二者可以同时安装，平板支架可在地面安装完成后，再整体平移到已安装好的支座支架上进行连接，从而节约了大量的时间。由于平板支架与支座支架之间是通过铆钉进行连接的，则光伏支架的寿命在很大程度上与铆钉的使用寿命密不可分。

如图1至图3所示，所述平板支架包括多根横向檩条1和多根纵向檩条2，且所述多根横向檩条1与所述多根纵向檩条2交叉连接形成平面网格状结构。

进一步地，所述平板支架沿横向(即沿图中的A向)的两端均伸出至光伏组件6之外，以使得位于两端的两根纵向檩条2分别从光伏组件6的两端露出，从而使得横向檩条1可以更好的承载和传递光伏组件6的荷载。

本实施例中，所述纵向檩条2和横向檩条1的材料均为屈服强度大于235MPa的低合金高强度冷弯薄壁的钢材料，且二者均采用带内卷边的C型钢制成、壁厚为0.8～1.2mm。较优地，所述纵向檩条2和横向檩条1的材料均为屈服强度为550MPa的低合金高强度冷弯薄壁的钢材料。

其中，所述纵向檩条2的腹板上与横向檩条1交叉处均预设有孔位，且横向檩条1穿过纵向檩条2的腹板上的预设孔位后，利用抽芯铆钉分别穿过纵向檩条2的上侧翼缘板、横向檩条1的上侧翼缘板、横向檩条1的下侧翼缘板和纵向檩条2的下侧翼缘板后完成纵向檩条2与横向檩条1的抽芯铆钉连接，以使得横向檩条与纵向檩条利用抽芯铆钉快速连接为整体，增加了平板支架的整体稳定性，相比于现有光伏支架，在安装至支座支架时减少了檩条之间的连接环节。

从图1中可以看出，光伏支架采用四跨式结构，共计安装16组光伏组件，当然这并不构成对本实用新型的限制。光伏支架沿横向的左右两侧均向外悬挑一部分，而且平板支架的材料选用屈服强度为550MPa的低合金高强度冷弯薄壁的钢材料，壁厚选取0.8～1.2mm，相比于现有光伏支架的对应部分更加轻薄，从而节省了很多材料。

如图1至图3所示，所述支座支架包括多个沿横向排列的子支座，每个子支座包括斜梁3、立柱5和调节机构4，所述子支座的数量比所述纵向檩条2的数量少2个，且所述多个子支座分别与除了位于两端的两根纵向檩条2之外的其他纵向檩条2一一对应，每个子支座的斜梁3与对应的纵向檩条2延伸方向相同且位于其底部，二者通过铆钉进行连接，所述斜梁3能够相对于立柱5转动，所述调节机构4能够调节并固定斜梁3的倾角，从而调节平板支架的倾角，进而达到调节光伏组件6倾角的效果。

支座支架作为平板支架与基础的过渡部分，其强弱决定了整个光伏支架的强度。

本实施例中，所述斜梁3的材料为屈服强度大于235MPa的低合金高强度冷弯薄壁的钢材料，其采用带内卷边的C型钢制成、壁厚为0.8～1.2mm。较优地，所述斜梁3的材料为屈服强度为550MPa的低合金高强度冷弯薄壁的钢材料。

较优地，利用抽芯铆钉分别穿过纵向檩条2的上下两侧翼缘板、对应子支座的斜梁3的上侧翼缘板后完成纵向檩条2与斜梁3的抽芯铆钉连接。

具体地，所述立柱5采用圆钢管制成，有利于增加立柱的强度和稳定性。所述立柱5的上部沿竖直方向预设有多个孔位，所述斜梁3的腹板与对应立柱5上某一预设孔位通过螺栓进行连接，以调节斜梁3的高度，从而调节平板支架的高度，进而调节光伏组件6的高度。

所述调节机构4用于实现斜梁3的倾角可调，是光伏组件角度可调的前提，具体采用屈服强度大于235MPa的低合金高强度的角钢制成，优选屈服强度为550MPa的低合金高强度的角钢制成，其形状呈弧形，两端分别通过连接件延伸并固定到斜梁3的腹板上，所述调节机构4沿弧向预设有多个孔位，应根据计算角度进行预设孔位，利用螺栓穿过调节机构4上某一预设孔位后使调节机构4与立柱5进行螺栓连接，将调节机构4固定在立柱5上，以调节并固定斜梁3的倾角，从而调节平板支架的倾角，进而调节光伏组件6的倾角。换言之，通过调整支座支架来推动相连的平板支架最终实现整个光伏支架角度可调。

其中，所述连接件的材料为屈服强度大于235MPa的低合金高强度冷弯薄壁的钢材料，其采用带内卷边的C型钢制成、壁厚为0.8～1.2mm。所述调节机构的两端中的每一端均通过两个连接件延伸并固定到斜梁3的腹板上，且每个连接件的一端的腹板与斜梁3的腹板通过螺栓进行连接、另一端的腹板与调节机构4的对应端部通过螺栓进行连接。较优地，所述连接件的材料为屈服强度为550MPa的低合金高强度冷弯薄壁的钢材料。

本实施例中，需要根据经度、纬度和海拔等地理信息，以及不同时段的日照情况和气候情况等在0～90°范围内选择光伏组件的最佳倾角值，然后根据该选定的最佳倾角值通过调节机构4来调节斜梁的倾角，进而调节光伏组件的倾角。其中，光伏组件的倾角调节可根据现场情况由人工调节斜梁的倾角和高度来实现。

从图3中可以看出，四个立柱5上布置四道斜梁3，每个立柱5与对应斜梁3的腹板之间通过螺栓进行连接固定，同时根据立柱5上的预设孔位可以调节斜梁3的高度。光伏组件和平板支架的荷载传递到支座支架的四道斜梁上面，然后一部分荷载通过斜梁与立柱的节点传递至立柱，另一部分荷载通过连接件传递到调节机构后再传递给立柱，最终两部分荷载汇合后通过立柱传递到光伏支架基础层面，其中平板支架和支座支架可实现同时组装，大大缩短了安装施工工期。

本实用新型提供了一种高强度、快速安装的光伏支架，支架材料选用屈服强度为大于235MPa的低合金高强度冷弯薄壁的钢材料，优选为550MPa的低合金高强度冷弯薄壁的钢材料，采用连续热镀锌加工处理，减少二次镀锌工艺，缩短材料加工周期，且材料本身质轻壁薄，强度高，减少了用钢量。平板支架中的横向檩条与纵向檩条之间，以及支座支架和平板支架之间均采用抽芯铆钉进行连接，避免高强度钢采用焊接或螺栓连接时出现质量和锈蚀问题，光伏支架25年的寿命很大程度上跟铆钉的质量是息息相关的。平板支架的安装可以在地面实施，与支座支架的安装互不影响，两者可以同时安装，然后再将已安装好的平板支架整体平移到已安装好的支座支架上进行连接，缩短了光伏支架的安装工期，因此采用本实用新型在安装施工工期、材料用量、构件连接、整体质量、施工工艺等方面相比于现有的光伏支架安装有着一定的优势。平板支架的角度可通过圆弧形调节机构实现。因此，相比于现有光伏支架的结构，本实用新型所述光伏支架在结构的稳定性、强度、工期及角度调节方面有着更大的优势。

更为具体地，本实用新型所述光伏支架具有如下技术优点：

1)降低钢材用量，节约材料成本。

现有光伏支架是由截面厚度为2.0mm以上的低碳钢制成，而在满足力学性能的情况下，本实用新型使用高强度钢可使钢材壁厚降低到0.8～1.2mm，光伏支架总重量至少下降约10％以上。

2)结构整体稳定性好，平整度高。

在结构上将光伏支架设计成可组装的平板支架和支座支架两部分，在增加结构整体稳定性的基础上，提高了现场安装速度，调节方便，且安装后平整度高。

3)无焊接，防腐性能强。

采用厚度较薄的连续热镀锌钢板进行冷轧，与现有的热浸锌工艺相比，无需焊接，具有技术成熟、工艺稳定、生产成本低、镀层性能优、防腐性好、使用寿命长的优点，这一技术被广泛的应用于建筑业、家用电器、机电产业、汽车制造业等，成为未来发展的趋势和潮流。

4)现场安装方便，缩短施工周期。

将光伏支架在结构上分为两个部分，可分别独立进行安装，安装完成后再使二者通过铆接进行连接固定，大大提高了光伏支架的安装效率。在相同条件下，相较于现有光伏支架，本实用新型所述光伏支架的安装速度可提高10％以上。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。