支架及光伏系统的制作方法

本发明涉及光伏技术领域，特别是涉及一种支架以及具有这种支架的光伏系统。

背景技术：

目前，太阳是一种具有很好应用前景的清洁能源，在日照丰富地区经常利用太阳能进行发电作为火电或水电的补充。

为了获得理想的日照效果，需要为光伏组件安装固定支架，传统的平屋顶光伏抗风支架，主要采用支架加配重块的形式，配重块采用固定混凝土墩或可移动配重混凝土块为主，通过混凝土墩或混凝土块的自重抵抗风荷载，阻止支架倾覆和滑移。

然而，申请人在实现传统技术的过程中发现：传统支架主要由立柱、斜梁、檩条组成，钢材用量大；每个混凝土墩的重量约为100kg，左右间距为2m～3m，太过笨重，搬运不便，在维护屋面结构二次修复时，施工难度大，若现场浇筑，施工周期较长；再加上钢支架和组件的重量，合计增加屋顶荷载为每平方米40kg～60kg，对于强度储备不大的建筑，无法通过承载力复核，导致很多项目无法推进。

技术实现要素：

基于此，有必要针对传统光伏支架钢材用量大、配重块笨重、对建筑荷载高的问题，提供一种改进的支架和具有这种支架的光伏系统。

一种支架，包括呈矩阵排列的支架单体，其中，

各所述支架单体均具有倾斜部以及用于固定光伏组件的第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部位于所述支架单体中部，所述第二支撑部位于所述支架单体端部，所述倾斜部位于所述第一支撑部和所述第二支撑部之间；以及，

配重板，固定在所述倾斜部上。

上述支架，能够让组件通过分立的支架单体连接成整体，提高支架整体的稳定性和抗滑移能力；配重板固定于支架单体的倾斜部，使得在提供相同的抗倾覆力矩时，能够选取较轻的配重板。

在其中一个实施例中，各所述支架单体的所述第一支撑部上连接有用于固定所述支架单体的支撑腿。

在其中一个实施例中，各所述支架单体由弯曲钢管一体成型。

在其中一个实施例中，所述倾斜部上设有用于支撑所述配重板的角钢，所述配重板靠紧在所述倾斜部上。

在其中一个实施例中，还包括软绳，所述软绳的两端绕设于所述倾斜部，并将所述配重板压紧在所述倾斜部上。

在其中一个实施例中，所述倾斜部上安装有压型钢板，所述配重板置于所述压型钢板内。

在其中一个实施例中，所述支架单体的底部设有若干防滑垫片。

一种光伏系统，包括如前所述的支架，以及固定在所述支架上的若干个矩阵排列的光伏组件，其中，各所述光伏组件的一端固定在前一所述支架单体的所述第二支撑部上，另一端固定在后一所述支架单体的所述第一支撑部上。

上述光伏系统，光伏组件通过分立的支架单体连接成整体，提高了支架整体的稳定性和抗滑移能力，同时大大减少了钢材用量；配重板固定于支架单体的倾斜部，使得在提供相同的抗倾覆力矩时，能够选取较轻的配重板，以方便搬运，降低对建筑的荷载。

在其中一个实施例中，还包括位于所述支架单体形成的矩阵的首端的初始支架单体和初始光伏组件，所述初始支架单体的另一端部上设有初始支撑部，所述初始光伏组件的一端固定在所述初始支撑部上，另一端固定在所述第一支撑部上。

在其中一个实施例中，所述初始支架单体的所述第一支撑部和所述初始支撑部之间设有初始配重板，以对所述初始支架单体提供初始压紧力。

附图说明

图1为一实施例的支架的结构示意图；

图2为图1中x部分的局部放大图；

图3为图1中a-a截面处的结构示意图。

图中的相关元件对应编号如下：

1000、第一支架单体，100、初始支撑部，101、第一支撑部，102、第二支撑部，103、倾斜部，104、支撑腿，10、配重板，11、角钢，12、软绳，2000、第二支架单体，20、第一光伏组件，21、第二光伏组件，200～201、第一光伏组件螺纹连接件,211～212、第二光伏组件螺纹连接件，30、初始配重板，40、防滑垫片，50、屋面。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的优选实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反的，提供这些实施方式的目的是为了对本发明的公开内容理解得更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1至图3，本申请实施例提供了一种支架以及具有这种支架的光伏系统。支架可以设置在平地、屋面上，包括多个分立的矩阵排列的支架单体，相邻两个支架单体间连接有光伏组件。每个支架单体均具有倾斜部103和用于固定光伏组件的第一支撑部101和第二支撑部102，第一支撑部101位于支架单体中部且连接有用于固定支架单体的支撑腿104，第二支撑部102位于支架单体端部，倾斜部103上固定有配重板10且位于第一支撑部101和第二支撑部102之间。

本实施例以相邻两个支架单体为示例，对支架以及整个光伏系统的结构关系进行说明。如图1所示，第一支架单体1000和第二支架单体2000固定在屋面50上，第一支架单体1000包括初始支撑部100、第一支撑部101、第二支撑部102、倾斜部103以及支撑腿104，第二支架单体2000间隔放置在第一支架单体1000第二支撑部102的一侧。

第一光伏组件20固定在第一支架单体1000上，一端通过螺纹连接件200固定在第一支架单体1000的初始支撑部100上，另一端通过螺纹连接件201固定在第一支架单体1000的第一支撑部101上；第二光伏组件21固定在第一支架单体1000和第二支架单体2000之间，一端通过螺纹连接件211固定在第一支架单体1000的第二支撑部102上，另一端通过螺纹连接件212固定在第二支架单体2000的第一支撑部101上，之后的光伏组件依次以一端固定在前一个支架单体的第二支撑部102上，另一端固定在后一个支架单体的第一支撑部101上的方式，通过多个分立的支架单体连接成为整体,即形成光伏安装结构。

根据实际需求，可依据不同纬度地区的太阳直射角对螺纹连接件的尺寸进行修正，以调整光伏组件的倾角，实现最优的光伏转换效率，同时也可将螺纹连接件替换成连接销或是卡扣来对光伏组件进行固定，本实施例中对光伏组件的固定方式不作限定。

本实施例中，第一支架单体1000形成在支架单体形成的矩阵的首端,即支架单体的矩阵中,第一排的支架单体均为第一支架单体1000。支架单体的矩阵中，其他的支架单体则均为第二支架单体2000。这样，如图1所示，第一支架单体1000除了与相邻的和第二支架单体2000共同支撑第二光伏组件21外，第一支架单体1000自身还单独支撑一个第一光伏组件20，此时第一支架单体1000的支撑腿104朝初始支撑部100延伸并与初始支撑部100连接。可以理解地，支架单体形成的矩阵中所有的支架单体可以均为第二支架单体2000，这样前后两个第二支架单体2000共同支撑一个光伏组件，此时支架单体形成的矩阵的首端的支架单体不再单独支撑一个光伏组件。

传统的配重块往往固定在支架底部且与平地或屋面接触，单个配重块的重量大，搬运不便。本实施例中将配重块做成板状以配重板10的形式固定在支架单体的倾斜部103上，可以避免与平地或屋面接触，不用进行现场浇筑，直接将成品的混凝土块、砖块、石块作为配重板进行固定，优选地，配重板10设置在光伏组件的后部，以增大支架的抗倾覆力矩的力臂。

进一步地，配重板10的固定方式有多种，如在倾斜部103上设置角钢11，以支撑配重板10，配重板10可凭借自身重力靠紧在倾斜部103上，进一步地，可将软绳12的两端绑紧在倾斜部103上，并将配重板10置于软绳12和倾斜部103之间，借助软绳12将配重板10压紧在倾斜部103上，如图2所示；除此之外，还可以在倾斜部103上固定压型钢板，再将配重板放置在压型钢板中。

该结构的光伏支架在承受风荷载时，受风大的部位可以将部分风荷载引起的内力传递至受风小的部位，以充分发挥支架材料的整体强度，减少支架钢材用量，提高支架整体的稳定性和抗滑移能力；另外，光伏组件的长度通常大于支架单体上第一支撑部101距第二支撑部102的距离，因此将配重板10放置在光伏组件后部，可使其离光伏组件前部边缘的距离变大，加长了抗倾覆力矩的力臂，从而在提供相同大小的抗倾覆力矩时，所需的配重板10的重量变小，方便了配重板的搬运与安装；进一步地，配重板10还可作为挡风板，将光伏组件后部的大部分敞口面积封闭，有效阻止风吹入光伏组件的下部空间，进而大大减小风荷载所引起的对光伏组件向上的推力，增强其抗倾覆能力。

根据本发明的一些实施例，支架单体优选为为几字型支架，该类型支架结构精简，且满足组件的安装要求。优选地，第一支撑部101设置在几字型支架的最高处，此时配重板10离光伏组件前部边缘的距离最远，具有最大的力臂，从而在提供相同的抗倾覆力矩时，所需的配重板10的自重最小。

进一步地，根据设计要求，该几字型支架可以通过弯曲钢管一体成型，做成成品支架，方便工人搬运与组装，优选地，采用镀锌钢管，镀锌钢管强度高且制备成本低，但本实施例对钢管的截面形式以及材料不作限定。该结构的几字型支架省略了普通几字型支架的斜梁和檩条，大大降低了钢材用量，同时，由于钢构件的减少，连接节点也相应减少，提高了光伏支架的安装效率。

进一步地，由于单个一体成型的几字型支架与光伏组件的接触面积较小，不能支撑平稳，因此采用两个或两个以上的弯曲钢管几字型支架对光伏组件进行支撑，以保证光伏支架结构稳定，不易倾覆，如图3所示。

根据本发明的一些实施例，第一支架单体1000的第一支撑部101和初始支撑部100之间还设置有初始配重板30，优选地，初始配重板30设置在靠近初始支撑部100的位置，以对第一支架单体1000提供初始压紧力，固定光伏系统的支架前端，防止支架前端被吹起，如图3所示。

根据本发明的一些实施例，各支架单体的底部均设有若干防滑垫片40，以增大光伏支架对屋面50的摩擦系数，提高其抗滑移能力。

使用该结构的支架对光伏组件进行组装，改变了现有屋面支架的受力模式，经济合理，较传统的支架可节省约50％的用钢量，同时对屋面的荷载可减小约40％，合计屋顶荷载为每平方米25千克～35千克，且由于支架的连接节点减少，整体可减少安装费30％，且无需再额外引入挡风板，进一步降低了制备成本，适合工业化、市场化的生产与使用。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。