一种光伏支架及光伏系统的制作方法

1.本实用新型涉及光伏技术领域，尤其涉及光伏系统的光伏支架。本实用新型还涉及设有所述光伏支架的光伏系统。

背景技术：

2.目前，随着“30、60”双碳目标、光伏整村推进政策的提出，户用光伏电站呈现井喷式发展，但户用屋面结构复杂，在实际的方案设计及安装过程中会存在各种各样的问题。
3.如图1所示的常规户用光伏支架结构示意图，其单榀支架主要由若干立柱1'、斜梁2'、斜撑3'、檩条4'及通过连接件及紧固件组装而成，光伏组件5'铺设在单榀支架的安装面上。
4.这种单榀支架的安装角度为固定值且不可调，为保证光伏发电量，组件铺设的安装角度较大，受安装角度及安装区域风、雪荷载限制，支架的受力较大，为保证系统的稳定性，单榀支架需要的物料较多；而且，现场安装定位困难、安装工作量大。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种角度可调节的光伏支架，以解决上述技术问题。
6.本实用新型的另一目的在于提供一种设有所述光伏支架的光伏系统。
7.为实现上述目的，本实用新型提供一种光伏支架，包括光伏组件固定支架和多个单榀支架，所述光伏组件固定架的中部设有横向的转轴，多个所述单榀支架在所述光伏组件固定支架的下方沿所述转轴的轴向方向间隔分布，各所述单榀支架分别与所述转轴转动连接，所述光伏组件固定支架的前边缘设有多个前伸缩支撑件，所述光伏组件固定支架的后边缘设有多个后伸缩支撑件。
8.可选地，所述光伏组件固定支架与转轴的固定节点邻近所述固定节点对应的所述单榀支架。
9.可选地，所述单榀支架包括支架底座和设于所述支架底座中部的立柱，所述立柱的上端设有轴承，所述单榀支架通过轴承与所述转轴转动连接。
10.可选地，所述前伸缩支撑件、后伸缩支撑件以及单榀支架的底部分别设有底座，所述前伸缩支撑件和后伸缩支撑件的上端与所述光伏组件固定支架相连接，所述前伸缩支撑件和后伸缩支撑件的下端与所述底座相连接。
11.可选地，所述前伸缩支撑件、后伸缩支撑件以及单榀支架的底部分别设有配重块，所述前伸缩支撑件和后伸缩支撑件的上端与所述光伏组件固定支架相连接，所述前伸缩支撑件和后伸缩支撑件的下端与所述配重块相连接。
12.可选地，所述光伏组件固定支架的周边设有位于光伏组件下部的压力传感器。
13.可选地，所述转轴为沿轴向方向通体延伸的转轴；或者，所述转轴包括多个分体转轴，所述分体转轴位于同一轴线且彼此间隔设置。
14.可选地，所述后伸缩支撑件的最大支撑高度大于所述前伸缩支撑件的最大支撑高
度。
15.可选地，所述前伸缩支撑件和后伸缩支撑件为气弹簧。
16.为实现上述另一目的，本实用新型还提供一种光伏系统，包括光伏支架和设于所述光伏支架的光伏组件，所述光伏支架为上述任一项所述的光伏支架。
17.本实用新型所提供的光伏支架，其光伏组件固定架通过转轴与单榀支架转动连接，并在前边缘和后边缘的下方分别设有前伸缩支撑件和后伸缩支撑件。这样，当前伸缩支撑件伸长且后伸缩支撑件缩短时，便可以使光伏组件固定架的铺设角度变小，当前伸缩支撑件缩短且后伸缩支撑件伸长时，便可以使光伏组件固定架的铺设角度变大，从而达到调节光伏组件铺设角度的目的，以使光伏组件处于最佳的采光角度，增大系统的发电量，还可以有效应对风雪等天气条件对光伏系统造成的不良影响，而且，还能大幅降低支架系统在实际工作过程中支架的整体受力，从而大幅降低支架的用料、成本，同时也简化了支架结构及现场施工工序，大幅降低施工成本。
附图说明
18.图1为常规户用光伏支架结构示意图；
19.图2为本实用新型第一实施例所提供的光伏支架的结构示意图；
20.图3为图2中所示单榀支架的结构示意图；
21.图4为光伏组件固定架上设有压力传感器的结构示意图；
22.图5为图2所示光伏支架的安装示意图；
23.图6为本实用新型第二实施例所提供的光伏支架的结构示意图。
24.图1中：
25.立柱1'斜梁2'斜撑3'檩条4'光伏组件5'
26.图2至图6中：
27.10.光伏组件固定支架11.转轴20.单榀支架21.支架底座22.立柱23.轴承座24.滚动轴承211.支脚30.前伸缩支撑件40.后伸缩支撑件50.底座60.光伏组件70.压力传感器80.配重块
具体实施方式
28.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。
29.在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
30.请参考图2，图2为本实用新型第一实施例所提供的光伏支架的结构示意图。
31.在一种具体实施例中，本实用新型所提供的光伏支架主要由光伏组件固定支架10和多个单榀支架20组成，其中，光伏组件固定支架10为矩形框架结构，其中部设有横向的转轴11，此转轴11为沿轴向方向通体延伸的一体式转轴，多个单榀支架20在光伏组件固定支
架10的下方沿转轴的轴向方向间隔分布，各单榀支架20分别与转轴11转动连接。
32.光伏组件固定支架10与转轴11的固定节点邻近固定节点对应的单榀支架20。此结构可大幅减小转轴11所承受的弯矩从而改善转轴11的受力情况，进而可以减小转轴11的物料规格、降低物料成本。
33.当然，转轴11并不局限于上述形式，在其他实施例中，转轴11还可以由多个分体转轴组成，多个分体转轴位于同一轴线，且彼此间隔设置并相互连接，同样能够实现转动连接的目的。
34.光伏组件固定支架10的前边缘设有多个前伸缩支撑件30，光伏组件固定支架10的后边缘设有多个后伸缩支撑件40。前伸缩支撑件30和后伸缩支撑件40的底部均设有底座50，前伸缩支撑件30和后伸缩支撑件40的上端与光伏组件固定支架10相铰接，前伸缩支撑件30和后伸缩支撑件40的下端与对应的底座50相铰接。这样，通过改变前伸缩支撑件30和后伸缩支撑件40的高度，便可以对光伏组件固定支架10与水平面之间的夹角进行调节。
35.本实施例中的前伸缩支撑件30和后伸缩支撑件40均为气弹簧，气弹簧可自带压力显示装置且内部压力可调节。由于光伏组件固定支架10在大多数情况下处于前低后高的状态，因此，前伸缩支撑件30与后伸缩支撑件40可采用不同的规格，也就是说，后伸缩支撑件40的最大支撑高度大于前伸缩支撑件30的最大支撑高度，这样在能够满足使用要求的前提下，可以使气弹簧的选型更加合理。
36.此外，前伸缩支撑件30和后伸缩支撑件40既可以均匀分布，也可根据现场情况布置。
37.请一并参考图3，图3为图2中所示单榀支架的结构示意图。
38.各单榀支架20可焊接成一个整体，便于施工时的安装定位工作，其主要由支架底座21和设于支架底座中部的立柱22构成，立柱22的上端设有轴承座23，轴承座23内安装有两个滚动轴承24，每一个单榀支架20分别通过其立柱22上端的滚动轴承24与光伏组件固定支架10上的转轴11转动连接。
39.考虑到各种工况下屋面的反作用力，支架底座21的底部设有多个支脚211，每一个支脚211的底部均设有底座50，底座50上开设有螺栓孔，以便通过膨胀螺栓将单榀支架20安装于房屋顶面。
40.支架底座21与屋面接触部位的面积较大，从而降低了单个支脚处的支座反力，使各安装点处的楼板受力更合理。
41.请参考图4、图5，图4为光伏组件固定架上设有压力传感器的结构示意图；图5为图2所示光伏支架的安装示意图。
42.实际组装时，光伏组件60固定在光伏组件固定支架10上，考虑到光伏阵面四周位置处所受的风荷载值较大，还可以在光伏组件固定支架10的四周布置压力传感器70，由压力传感器实时检测光伏组件60与光伏组件固定支架10之间的额压力值，从而获得光伏阵面所承受的风力或积雪压力等数据。
43.请参考图6，图6为本实用新型第二实施例所提供的光伏支架的结构示意图。
44.本实施例与第一种光伏支架的不同之处在于，前伸缩支撑件30、后伸缩支撑件40以及单榀支架20的底部分别设有配重块80，前伸缩支撑件30和后伸缩支撑件40的上端与光伏组件固定支架10相铰接，前伸缩支撑件30和后伸缩支撑件40的下端与配重块80相铰接。
45.当户用屋面不能使用膨胀螺栓进行固定时，可使用配重块方案进行设计，与传统配重块方案相比，由于光伏组件固定支架10可绕转轴11进行旋转，因此光伏组件固定支架10和单榀支架20受力更小，从而可以大幅减小配重块的重量，减少屋面承载负荷。
46.本实施例与上述第一种光伏支架相同的部分，给予相同的附图标记，并省略相同的文字说明。
47.上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，将单榀支架20设计成其他形状，或者，采用其他弹性伸缩件来代替气弹簧，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。
48.除了上述光伏支架，本技术还提供一种光伏系统，具体可以是户用光伏系统，其主要由光伏支架和设于光伏支架的光伏组件60等组成，光伏支架为上文所描述的光伏支架，关于光伏系统的其余结构，请参考现有技术，本文不再赘述。
49.这里需要说明的是，光伏系统在工作时，对于光伏组件固定支架10倾斜角度的调节，可以有人工调节和自动调节两种方式。为了便于更好地理解本技术，下面一并对自动调节的过程进行说明，但可以理解的是，本技术并不依赖于程序来实现。
50.如果采用自动调节的方式，则光伏系统中可引入自检测调节系统，可根据实际工况对光伏组件固定支架10的角度进行寻优处理，后处理系统可对相关数据、信息进行分析处理，为后期产品的设计、防护、优化、运维提供基础信息。
51.首先，由安装在光伏组件固定支架10上的压力传感器70接收信号；接着，信号经经逆变器、云平台系统处理后，将信号转化为可直接读取的压力值，并将该压力值与初始设定的阈值进行对比，初始的阈值比支架能承受的压力值小(一般取支架能承受荷载的50％左右，可调)。
52.当支架系统所受压力小于初始阈值时，后处理系统根据太阳方位角指示气弹簧调整自身气压实现光伏组件60倾角的调整，使光伏组件60发电量最大。当支架系统所受压力大于等于初始阈值时，后处理系统首先根据相关信息分析压力引起的原因。当压力为风荷载引起时，后处理系统指导气弹簧调节自身气压，将光伏组件固定支架10调整至水平或小倾角状态；当压力为雪荷载引起时，后处理系统指导气弹簧调节自身气压将光伏组件固定支架10调整至设定的较大角度，同时云平台系统反向指示光伏组件60进行发热，加速积雪融化；当压力为风、雪荷载同时作业引起时，后处理系统根据相关规范支架受力计算公式，对光伏组件固定支架10的安装角度进行寻优处理，得出最优安装倾角，同时云平台系统反向指示光伏组件60进行发热，加速积雪融化。当压力值达到另一设定的危险阈值时，支架系统可能会发生损坏，系统除作出上述反馈外，还可以自动触发自动报警信号，提示运维人员对电站进行加固或进行手动除雪措施。
53.当有风或有雪工况时，光伏支架可通过风力自动调节安装倾角。此时主要分两种情况：一是风荷载、雪荷载值不会影响光伏支架的整体强度(支架强度有一定富余且富余量较大)时，为保证发电量，光伏支架还是会随着太阳方位角进行实时转动，保证发电量最优；二是当风荷载、雪荷载值可能会影响光伏支架的整体强度(支架强度有一定富余，但富余量较小)时，光伏支架会调整至受力最优角度。
54.当整个光伏系统处于风、雪混合工况时，此时降低光伏组件60的倾斜角度可减小
支架系统的所受风力值，但同时雪荷载的积雪分布系数会相应增大，从而支架所受雪荷载值会增大；增大光伏组件60的倾斜角度时，情况则恰恰相反。为保证整个支架的受力情况最优，后处理系统可增加寻优过程，寻优的过程主要是依据现行标准、规范的支架受力计算方式得出支架受力最小情况下的组件最佳倾角。
55.除了矩形屋面之外，本实用新型所提供的光伏支架不受屋面形状的限制，其它异形屋面也可应用此光伏支架，而且，虽然上述实施例中仅考虑了风、雪荷载的作用，对于其它形式的荷载，如施工荷载、地震作用等等，也同样适用。
56.以上对本实用新型所提供的光伏支架及光伏系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

技术特征：

1.一种光伏支架，其特征在于，包括光伏组件固定支架(10)和多个单榀支架(20)，所述光伏组件固定支架(10)的中部设有横向的转轴(11)，多个所述单榀支架(20)在所述光伏组件固定支架(10)的下方沿所述转轴(11)的轴向方向间隔分布，各所述单榀支架(20)分别与所述转轴(11)转动连接，所述光伏组件固定支架(10)的前边缘设有多个前伸缩支撑件(30)，所述光伏组件固定支架(10)的后边缘设有多个后伸缩支撑件(40)。2.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，所述光伏组件固定支架(10)与转轴(11)的固定节点邻近所述固定节点对应的所述单榀支架(20)。3.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，所述单榀支架(20)包括支架底座(21)和设于所述支架底座(21)中部的立柱(22)，所述立柱(22)的上端设有轴承，所述单榀支架(20)通过轴承与所述转轴(11)转动连接。4.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，所述前伸缩支撑件(30)、后伸缩支撑件(40)以及单榀支架(20)的底部分别设有底座(50)，所述前伸缩支撑件(30)和后伸缩支撑件(40)的上端与所述光伏组件固定支架(10)相连接，所述前伸缩支撑件(30)和后伸缩支撑件(40)的下端与所述底座(50)相连接。5.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，所述前伸缩支撑件(30)、后伸缩支撑件(40)以及单榀支架(20)的底部分别设有配重块(80)，所述前伸缩支撑件(30)和后伸缩支撑件(40)的上端与所述光伏组件固定支架(10)相连接，所述前伸缩支撑件(30)和后伸缩支撑件(40)的下端与所述配重块(80)相连接。6.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，所述光伏组件固定支架(10)的周边设有位于光伏组件(60)下方的压力传感器(70)。7.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，所述转轴(11)为沿轴向方向通体延伸的转轴；或者，所述转轴(11)包括多个分体转轴，所述分体转轴位于同一轴线且彼此间隔设置。8.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，所述后伸缩支撑件(40) 的最大支撑高度大于所述前伸缩支撑件(30)的最大支撑高度。9.根据权利要求1所述的光伏支架，其特征在于，所述前伸缩支撑件(30)和后伸缩支撑件(40)为气弹簧。10.一种光伏系统，包括光伏支架和设于所述光伏支架的光伏组件(60)，其特征在于，所述光伏支架为上述权利要求1至9中任一项所述的光伏支架。

技术总结

本实用新型公开了一种光伏支架及光伏系统，所述光伏支架包括光伏组件固定支架和多个单榀支架，所述光伏组件固定架的中部设有横向的转轴，多个所述单榀支架在所述光伏组件固定支架的下方沿所述转轴的轴向方向间隔分布，各所述单榀支架分别与所述转轴转动连接，所述光伏组件固定支架的前边缘设有多个前伸缩支撑件，所述光伏组件固定支架的后边缘设有多个后伸缩支撑件。该光伏支架使光伏组件处于最佳的采光角度，增大系统的发电量，还可以有效应对风雪等天气条件对光伏系统造成的不良影响，而且，还能大幅降低支架系统在实际工作过程中支架的整体受力，从而大幅降低支架的用料、成本，同时也简化了支架结构及现场施工工序，大幅降低施工成本。低施工成本。低施工成本。