[发明专利]一种活动的太阳能光伏支架

说明书

技术领域

本发明涉及新能源领域，具体为一种活动的太阳能光伏支架。

背景技术

在 2015 年底的巴黎气候高峰会上，中国表示要在 2020 年前，使单位 GDP 二氧化碳排放量自 2005 年减少 40% 至 45%。为了要达到减碳排目标，我国正快速减少对燃煤发电的依赖，逐渐减少燃煤发电，加大可再生能源的使用将是国家未来能源政策的发展方向，据国家能源局统计，截至2016年底，我国光伏发电新增装机容量3454万千瓦，累计装机容量7742万千瓦，新增和累计装机容量均为全球第一，全年发电量662亿千瓦时，占我国全年总发电量的1％，成为世界第一的光伏发电大国。所以作为节能减排的一个重要手段，光伏发电越来越受到重视，光伏发电站在国内外市场上像雨后春笋似的不断涌现，但目前市面上的光伏发电99%以上都是采用固定安装模式的支架，这种安装模式由于光伏组件的倾角固定不变，不能随着太阳辐射强度的变化而发生改变，所以发电量低，但要把它们全部推倒重新建设成活动安装模式的做法也不现实，也无法做到。所以在光电转化率短期内难于有效提高的状态下，如何去提高太阳能发电量，这是目前太阳能发电所遇到的亟待解决的技术难题。

发明内容

针对上述缺陷，本发明通过提供一种活动的光伏组件支架，使目前市场发电效率低、性价比低的光伏发电站，转变为发电效率高、性价比高的光伏发电站，以满足可再生能源市场不断发展的需求。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种活动的太阳能光伏支架，包含有导轨、梁、卡件、铰连接装置、U型支架、其他固定组件和紧固配件、立柱，根据立柱的排列方式不同，支架包含的上述构件则有所差异，所述支架的立柱分别安装在东、西两个方向，其排列有两种方式，一种是四方形排列，另一种是三角形排列，其上都安装有活动的装置，即一面都是具有伸缩功能的立柱，另一面是都安装有铰连接装置的立柱，所述四方形方式排列的立柱均为承重立柱而且两边数目相同（参阅图1）；所述三角形方式排列的立柱一边为承重的、另一边为非承重的立柱，而且两边立柱的数目不同，非承重的带有伸缩功能的立柱数目是承重的安装有铰连接装置的立柱数目的1/2或1/3（参阅图6），其特征在于：根据立柱的排列方式不同，通过采用安装有活动的装置的立柱替代固定安装的立柱，则可以把固定安装模式的支架改变成为活动安装模式的支架，伸缩的立柱随着时间的变化产生伸长或收缩的运动，由此带动支架桁架上的太阳能电池板发生转动，从而使得太阳能电池板的倾角也随着时间的变化而发生了改变，所述安装有活动的装置的立柱，其中一种是安装有伸缩功能的立柱，其是由机座内的智能控制系统控制其中的电机，使得立柱可以进行自由的伸缩运动，驱动电机的电力来自自发的光伏发电，立柱材质为铝合金钢，分为三段，第一段是基础段长度为L1，不能伸缩；第二段是中间段长度为L2，可伸缩，第三段是顶端段长度为L3，可伸缩，立柱的总长=L1+L2+L3，立柱第三段的顶端部分与支架桁架的导轨或纵梁（Y轴方向）焊接或采用U型夹螺栓固定连接，纵梁为材质是不锈钢或铝合金钢的管或导轨，所述安装有活动的装置的立柱，另一种是安装有铰连接装置的立柱，其分为二段，当铰连接装置安装在立柱的上端时，第一段是立柱本身的高度，其材质为钢筋混凝土或铝合金钢或不锈钢，立柱是铰连接装置的基础部分与基座固定连接成一体，第二段是铰连接装置的高度,若是采用三角形排列方式的则第二段是铰连接装置的高度+U型支架的高度；当铰连接装置安装在立柱的下端时，第一段是铰连接装置的高度，其是立柱的基础部分与基座固定连接成一体，第二段是立柱本身的高度，若是采用三角形排列方式的则第二段是立柱本身的高度+U型支架的高度，立柱顶部与U型支架螺栓固定连接，其材质为铝合金钢或不锈钢，安装有铰连接装置的立柱的总高度为L1+L2（参阅图5或7），所述的U型支架由N条横梁（X轴方向）和两条纵梁（Y轴方向）所构成，梁均为材质是不锈钢或铝合金钢的管或导轨，N是单数或偶数的倍数值，横梁安装在承重的立柱上，若承重立柱顶部有铰连接装置，则横梁与铰连接装置的顶板螺栓固定连接；若铰连接装置安装在承重立柱的下端，则横梁与承重立柱顶部焊接或螺栓固定连接，纵梁架在横梁上采用螺栓固定连接，所述的铰连接装置是指被连接的构件在连接处不能发生相对移动，但可以发生相对转动，材质为铝合金钢或不锈钢，其包括了固定铰支座、活动铰链以及由轴承加上销钉改造而成的铰连接装置，立柱若采用安装活动铰链，则活动铰链顶板与桁架的导轨焊接或螺栓连接固定，底板与立柱焊接或螺栓连接固定；若采用固定铰支座安装，则安装方式分为两种，一种是安装在立柱的上端，则固定铰支座顶板与桁架的导轨或横梁焊接或螺栓连接固定，底板与立柱焊接或螺栓连接固定，安装在立柱东西两侧的L型固定板与立柱及固定铰支座的底板采用螺栓连接加固；另一种是安装在立柱的下端，则固定铰支座的顶板与立柱固定，底板与基座固定，所述安装有伸缩功能的立柱，其体内由直径不等的螺纹丝柱通过螺母及座套与柱体精确套装在一起并转动自如，形成螺纹运动副，工作时，由机座中的交流电机或者直流电机驱动减速齿轮副，带动所有螺纹丝柱同步螺旋旋转，通过螺母及座套将该传动副的螺旋旋转运动转变为柱体的直线运动，其各段长度是根据各个时间段内，伸缩立柱伸长或收缩时，使得光伏组件形成最佳倾角时所需要的长度就是各段的长度值，各个时间段内的最佳倾角，是指在各个时间段内光伏发电量最大时所形成的倾角，原则上是以使得太阳能电池板的倾斜面上能接受到最大的日照辐射量，使得太阳光近似直射地辐射在太阳能电池板的平面上的倾角为最佳倾角，在确定最佳倾角时候，除了上述因素外还需要考虑其他的影响因素，比如比较各种不同的倾角所需配置的太阳能电池板方阵和蓄电池容量的大小关系等，经过反复计算综合得出一个最佳倾角值，再根据这个最佳倾角的角度值换算成控制伸缩的立柱所需要伸长或收缩的一个具体数值，在确定伸缩的立柱长度的时候，以夏季的日照辐射为准，以此来换算L1、L2、L3的数值，首先确认太阳能电池板在上午某个时间段内的最佳倾斜角度β或θ，再通过计算，算出能确保支架桁架保持β或θ角度倾斜时东面立柱所需要的长度L1，L1的长度值包括了第二、第三段完全收缩时凸出部分以及机座的高度值，（参阅图5或7），以及计算出与西面立柱的最优轴间距值L，则立柱排列方式为四方形时 L2= L×tanβ，为三角形时L2= L×tanθ（参阅图5或7）；然后再确认光伏组件在下午某个时间段内的最佳倾斜角度α或δ，则立柱排列方式为四方形时L3= L×tanα，为三角形时L3= L×tanδ+ U型支架的高度值（参阅图4或9）。