柔性支架光伏发电装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及一种光伏发电装置，尤其涉及一种具有柔性支架的光伏发电装置。


背景技术：

[0002]
光伏发电装置是一种将太阳光辐照能量转化为电能的绿色环保型发电装置，进行能量转化的光伏组件安装在光伏支架上，光伏支架通常安装在地面上，而对于滩涂、渔塘、复杂山地等场所，常规的光伏支架则难以安装，而采用钢索来安装光伏组件所构成的柔性光伏支架架设于空中，可以有效地充分利用各类空间，减少占用土地资源，具有良好的发展前景。
[0003]
在采用钢索安装光伏组件的柔性光伏支架中，钢索两端固连在钢架立柱上，利用钢索张紧装置张拉绷紧于两钢架立柱之间，在此状态下，钢架立柱顶部会承受较大的弯矩，为此，须在钢架支柱外侧设置斜向张拉结构或在钢架支柱内侧设置刚性的斜支撑以保证柔性支架的整体刚性，这样结构的钢架支柱本身需要在钢索连接点与斜支撑（张拉）连接点之间具有足够的刚性，否则很难保证对钢索的支撑；另一方面，钢索在绷紧张拉状态下会产生应力松弛，还会由于钢索材料的热胀冷缩而改变绷紧状态，使其上的光伏组件位置产生变化，当钢索松驰后光伏组件还会在风力的作用下产生较大的位移晃动，这对光伏组件的高效能发电必然会产生较大的影响。
[0004]
在柔性光伏支架中，光伏组件与两根钢索之间通常需要四个点位固定连接，而每个点位通常都需要一个以上的连接螺栓来使光伏组件与钢索固连。这对于位于空中的光伏组件与钢索之间的连接是很不方便的，既费时又费工，安装建设效率很低。


技术实现要素：

[0005]
针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种柔性支架光伏发电装置，它不仅能保持钢索绷紧状态的稳定，支架结构简单、刚性好，还能保证光伏组件与钢索之间安装方便，提高光伏组件安装效率。
[0006]
为了解决上述技术问题，本实用新型的一种柔性支架光伏发电装置，包括光伏组件和用以支承光伏组件的钢索，所述钢索两端固连在地基上，在地基上还对应于每一钢索固连有两钢索支柱，该钢索支柱包括与地基固连的支柱固定部及与支柱固定部活动连接的支柱活动部，在支柱活动部与支柱固定部之间设有张力弹簧，在支柱活动部的顶部转动支承有钢索支撑轮，所述钢索嵌绕于钢索支撑轮的轮槽内，所述钢索支柱倾斜设置，钢索支柱的轴线位于两钢索支柱之间的钢索水平段与钢索支柱外侧的钢索倾斜段之间夹角的角平分线上，在钢索倾斜段上设有钢索张紧器；所述光伏组件通过组件支架安装在前后两钢索的钢索水平段上，该组件支架包括支架本体，在支架本体上设有两凹槽，两凹槽的间距与两钢索的间距相对应，凹槽的宽度与钢索的直径相对应，凹槽的深度小于钢索的直径，在支架本体的两端分别设有一固定卡块和一活动卡块，所述活动卡块与支架本体沿组件支架长度
方向活动连接，活动卡块与支架本体之间设有卡接弹簧，固定卡块和活动卡块分别与光伏组件两相对边的组件边框卡接。
[0007]
在上述结构中，由于所述钢索两端固连在地基上，在地基上还对应于每一钢索固连有两钢索支柱，该钢索支柱包括与地基固连的支柱固定部及与支柱固定部活动连接的支柱活动部，在支柱活动部与支柱固定部之间设有张力弹簧，在支柱活动部的顶部转动支承有钢索支撑轮，所述钢索嵌绕于钢索支撑轮的轮槽内，则两端固连在地基上的钢索在两钢索支柱的支撑下形成两钢索支柱之间的钢索水平段与钢索支柱外侧的钢索倾斜段，钢索水平段用以安装光伏组件，当绷紧张拉状态下的钢索可能产生应力松驰或当环境温度发生变化而使钢索产生热胀冷缩而改变绷紧状态时，钢索张力将发生变化，此时，设置于支柱固定部与支柱活动部之间的张力弹簧的受力将随之变化，使支柱活动部相对于支柱固定部产生轴向位移，当钢索产生应力松驰或受热伸长时，钢索张力变小，张力弹簧将推动支柱活动部向外伸出而通过钢索支撑轮使钢索重新绷紧，反之，当钢索受冷变短时，钢索张力变大，张力弹簧将通过钢索支撑轮及支柱活动部被压缩，使支柱活动部向内缩进而使得钢索张力减小，这样，钢索的张力将维持在一定的水平，钢索的绷紧程度将基本保持不变，从而保持了钢索绷紧状态的稳定，光伏组件的位置状态亦将保持不变，保证了光伏组件的高效能发电。
[0008]
又由于所述钢索支柱倾斜设置，钢索支柱的轴线位于两钢索支柱之间的钢索水平段与钢索支柱外侧的钢索倾斜段之间夹角的角平分线上，则钢索水平段与钢索支柱外侧的钢索倾斜段之间夹角的角平分线也就是钢索水平段的水平拉力与钢索倾斜段的斜拉力之间所产生的合力的作用线，钢索支柱的轴线位于该角平分线上可以使钢索支柱所受到的作用力作用于钢索支柱的轴线上，钢索支柱的支柱固定部与支柱活动部理论上将不会受到径向的作用力，从而能保证支柱活动部相对于支柱固定部之间能轻松地活动连接，也保证了钢索支柱的稳定性，整个柔性支架将具有良好的刚性，且钢索支柱也无需与钢索及斜支撑（张拉）等部件产生连接结构，整个柔性支架的结构非常简单。
[0009]
还由于在钢索倾斜段上设有钢索张紧器，则钢索的张紧可以在地面方便地实现，避免了常规的两端固定在钢索支柱上的钢索需要在高空进行张紧操作的不便，便于柔性支架的安装。
[0010]
更由于所述光伏组件通过组件支架安装在前后两钢索的钢索水平段上，该组件支架包括支架本体，在支架本体上设有两凹槽，两凹槽的间距与两钢索的间距相对应，凹槽的宽度与钢索的直径相对应，凹槽的深度小于钢索的直径，则支架本体与两钢索之间通过两凹槽实现连接，钢索嵌装于凹槽内，且因凹槽的深度小于钢索的直径而突出于支架本体之外，当光伏组件与支架本体连接后，支架本体开有凹槽的上表面会与光伏组件组件边框的下表面贴合，钢索就会被压紧于支架本体与光伏组件之间，使光伏组件与钢索相连接。
[0011]
再由于在支架本体的两端分别设有一固定卡块和一活动卡块，所述活动卡块与支架本体沿组件支架长度方向活动连接，活动卡块与支架本体之间设有卡接弹簧，固定卡块和活动卡块分别与光伏组件两相对边的组件边框卡接，则支架本体与光伏组件之间通过固定卡块和活动卡块相连接，活动卡块的设置可以保证安装连接过程的快捷方便，安装过程可以先将固定卡块与光伏组件的一组件边框相卡插连接，再将活动卡块克服卡接弹簧弹力向后推开而能使活动卡块进入到可与组件边框相卡接的位置，松开活动卡块后活动卡块在卡接弹簧的作用下自动向前运动而与组件边框卡插连接，并在弹力的作用下保持卡接状
态，这样使得光伏组件与钢索固定连接，在光伏组件的安装连接过程中无需利用螺栓紧固，快捷方便效率高。
[0012]
本实用新型的一种优选实施方式，所述支柱活动部为一端封闭的管状构件，支柱活动部内孔活动套接于支柱固定部上，所述张力弹簧设置于支柱固定部顶端与支柱活动部内孔底部之间，支柱固定部为圆柱状，所述支柱活动部内孔为与支柱固定部圆柱直径相对应的圆柱孔。采用该实施方式，通过支柱固定部外周和支柱活动部内孔的配合使支柱活动部与支柱固定部活动连接，其结构稳定性好，张力弹簧位于支柱活动部内孔中可使张力弹簧得到支柱活动部的保护；圆柱状的支柱固定部与支柱活动部均可以方便地制造加工。
[0013]
本实用新型的另一种优选实施方式，所述钢索支撑轮的轮槽的宽度与钢索直径相对应，轮槽的底部截面为半圆形。采用该实施方式，可以使钢索很稳定地嵌绕于钢索支撑轮上。
[0014]
本实用新型的又一种优选实施方式，所述钢索张紧器为索具螺旋扣。采用该实施方式，索具螺旋扣为通用配件，采用索具螺旋扣可方便地使钢索得到张紧。
[0015]
本实用新型进一步的优选实施方式，所述固定卡块固连在支架本体上，在固定卡块上设有固定卡槽，该固定卡槽的上侧面至支架本体上平面之间的距离与组件边框边框下折边的厚度相对应，组件边框的边框下折边插接于该固定卡槽内。采用该实施方式，利用固定卡块上的固定卡槽与组件边框的边框下折边的卡插连接来实现固定卡块与光伏组件的卡接，结构简单，使用方便。
[0016]
本实用新型另一进一步的优选实施方式，所述活动卡块可前后活动地安装于支架本体的侧面上，在支架本体的侧面上设有弹簧座，在弹簧座上设有导槽，在活动卡块后端设有导柱，该导柱活动插接于导槽内，在活动卡块前端设有连接部，该连接部通过限位螺钉与支架本体相连，所述卡接弹簧位于弹簧座与活动卡块之间。采用该实施方式，活动卡块在后端的导柱与导槽的作用下以及前端的连接部与限位螺钉的作用下能保证与支架本体之间沿前后方向可靠地活动连接，并能保证卡接弹簧对活动卡块的作用与活动卡块活动方向的一致。
[0017]
本实用新型又一进一步的优选实施方式，在所述活动卡块上设有活动卡槽，该活动卡槽的上侧面为一斜面，该斜面中部至支架本体的上平面之间的距离与组件边框边框下折边的厚度相对应，组件边框的边框下折边插接于该活动卡槽内。采用该实施方式，利用活动卡块上的活动卡槽与组件边框的边框下折边的卡插连接来实现活动卡块与光伏组件的卡接，结构简单，使用方便，且活动卡槽的上侧面为斜面，可以保证活动卡槽能与组件边框边框下折边始终稳固卡接无松动。
[0018]
本实用新型更进一步的优选实施方式，所述光伏组件通过两组件支架安装在两钢索上。采用该实施方式，可以使光伏组件与钢索之间连接更为可靠。
[0019]
本实用新型另一更进一步的优选实施方式，在前后方向相邻的两所述钢索支柱的支柱固定部之间设有连接撑杆。采用该实施方式，可以将用以安装多排光伏组件的前后多排钢索支柱之间连为一刚性整体，使柔性支架光伏发电装置具有更好的稳定性。
[0020]
本实用新型又一更进一步的优选实施方式，安装同一光伏组件的所述两钢索的钢索水平段所在的平面与水平面之间的夹角为0～45
°
。采用该实施方式，安装同一光伏组件的两钢索具有不同的高度，此不同的高度通过两钢索对应的钢索支柱的高度不同而获得，
安装在其上的光伏组件可据此获得适当的高低倾角，光伏组件的受光面可更好地朝向太阳方向，接受到更多的太阳光辐照，更有利于发电效率的提高。
附图说明
[0021]
下面结合附图和具体实施例对本实用新型柔性支架光伏发电装置作进一步的详细说明。
[0022]
图1是本实用新型柔性支架光伏发电装置一种具体实施方式的结构示意图；
[0023]
图2是图1所示结构中一钢索支柱及相关构件的结构放大示意图；
[0024]
图3是图2所示结构中a向的结构示意图；
[0025]
图4是图1所示结构中光伏组件与钢索连接关系的结构示意图；
[0026]
图5是图4所示结构中b-b部位的剖视局部视图；
[0027]
图6是图4所示结构中支架本体及其与相关构件所构成的组件支架的结构示意图。
[0028]
图中：1-钢索、101-钢索倾斜段、102-钢索水平段、2-光伏组件、21-组件边框、211-边框下折边、3-钢索支柱、31-支柱固定部、32-支柱活动部、4-连接撑杆、5-钢索支撑轮、51-轮槽、6-钢索张紧器、7-张力弹簧、8-固定卡块、9-支架本体、10-凹槽、11-卡接弹簧、12-活动卡块、121-导柱、122-连接部、13-限位螺钉、14-弹簧座、15-固定卡槽、16-导槽、17-活动卡槽。
具体实施方式
[0029]
在图1和图2所示的柔性支架光伏发电装置中，钢索1两端固连在地基上，在地基上还对应于每一钢索1固连有左右两钢索支柱3，在钢索支柱3的顶端通过支座及转轴转动支承有钢索支撑轮5，钢索1嵌绕于钢索支撑轮5外周上的轮槽51内，通过钢索支柱3及其上的钢索支撑轮5将钢索1顶起形成两钢索支柱3之间的钢索水平段102与两钢索支柱3外侧的钢索倾斜段101，并且钢索支柱3倾斜设置，钢索支柱3的轴线位于两钢索支柱3之间的钢索水平段102与钢索支柱3外侧的钢索倾斜段101之间夹角的角平分线上；钢索支柱3包括与地基固连的支柱固定部31及与支柱固定部31活动连接的支柱活动部32，在支柱活动部32与支柱固定部31之间设有张力弹簧7；参见图3，作为优选实施方式，支柱活动部32为一端封闭的管状构件，支柱活动部32内孔活动套接于支柱固定部31上，张力弹簧7设置于支柱固定部31顶端与支柱活动部32内孔底部之间，支柱固定部31为圆柱状，支柱活动部32内孔为与支柱固定部31圆柱直径相对应的圆柱孔，钢索支撑轮5转动支承在支柱活动部32的顶部，设置在钢索支撑轮5外周的轮槽51的宽度与钢索1直径相对应，轮槽51的底部截面为半圆形；在钢索倾斜段101上设有钢索张紧器6，钢索张紧器6可采用通用的索具螺旋扣。
[0030]
根据发电装置的规模，钢索1在前后方向上排列有若干根，相应地，位于左右方向上的两钢索支柱3同样在前后方向上排列有若干根，在前后方向相邻的两钢索支柱3的支柱固定部31之间设有连接撑杆4，使整个发电装置的稳定性更高；每两根钢索1安装一排光伏组件2，通过两根钢索1所对应的钢索支柱3的高低不同使安装同一光伏组件2的所述两钢索1的钢索水平段102所在的平面与水平面之间的夹角α为0～45
°
，这样保证光伏组件2北高南低，光伏组件2的受光面能朝向太阳方向，该角度值通常根据发电装置安装地的纬度来确定。
[0031]
每一光伏组件2通过组件支架安装在前后两钢索1的钢索水平段102上，如图4和图5所示，组件支架包括支架本体9，支架本体9为长条状的矩形杆件，在支架本体9上平面上设有两凹槽10，两凹槽10的间距与两钢索1的间距相对应，凹槽10的宽度d与钢索1的直径d相对应，凹槽10的深度e小于钢索1的直径d，两钢索1分别嵌装于对应的凹槽10内，在支架本体9的两端分别设有一固定卡块8和一活动卡块12，活动卡块12与支架本体9沿组件支架长度方向活动连接，活动卡块12与支架本体9之间设有卡接弹簧11，卡接弹簧11采用螺旋压缩弹簧，固定卡块8和活动卡块12分别与光伏组件2两相对边的组件边框21卡接，使支架本体9的上平面与光伏组件2的组件边框21底面相贴合，参见图6，作为优选实施方式，光伏组件2通过左右两组件支架安装在两钢索1的钢索水平段102上，每一组件支架上的固定卡块8通过焊接（或通过连接螺栓）固连在支架本体9一端，在固定卡块8上设有固定卡槽15，该固定卡槽15的上侧面至支架本体9上平面之间的距离b与组件边框21边框下折边211的厚度a相对应，组件边框21的边框下折边211插接于该固定卡槽15内；每一组件支架上的活动卡块12可前后活动地安装于支架本体9另一端的侧面上，在支架本体9的侧面上设有弹簧座14，卡接弹簧11位于弹簧座14与活动卡块12之间，在弹簧座14上设有导槽16，在活动卡块12后端设有导柱121，该导柱121活动插接于导槽16内，在活动卡块12前端设有连接部122，该连接部122通过限位螺钉13与支架本体9相连，限位螺钉13可采用标准的轴位螺钉，轴位螺钉具有不同直径的杆身，其尾端的螺纹与支架本体9相固连，其中段的光轴部位与活动卡块12的连接部122前后方向上的长槽相配，使连接部122可以相对于轴位螺钉前后移动而上下得到限位；在活动卡块12上设有活动卡槽17，该活动卡槽17的上侧面为一斜面，该斜面中部至支架本体9的上平面之间的距离c与组件边框21边框下折边211的厚度a相对应，组件边框21的边框下折边211插接于该活动卡槽17内。
[0032]
以上仅列举了本实用新型的一些优选实施方式，但本实用新型并不局限于此，还可以作出许多的改进和变换。如所述固定卡槽15的上侧面至支架本体9上平面之间的距离b也可以不是与组件边框21边框下折边211的厚度a相对应，而可以是固定卡槽15的上侧面为一斜面，该斜面中部至支架本体9的上平面之间的距离与组件边框21边框下折边211的厚度a相对应；所述光伏组件2也可以不是通过两组件支架安装在两钢索1上，而可以是通过一组件支架安装在两钢索1上；所述张力弹簧7也可以不是采用常规的螺旋压缩弹簧，而可以是采用蝶形弹簧等其它形式的弹簧。如此等等，只要是在本实用新型基本原理基础上所作出的改进与变换，均应视为落入本实用新型的保护范围内。