專利名稱：太陽能發電單元及其圓弧支撐仰角調整支架的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽能利用技術領域，尤其涉及一種用于對太陽能電池板仰角進行調整的圓弧支撐仰角調整支架及具有該圓弧支撐仰角調整支架的太陽能發電單元。
背景技術：
太陽能是ー種重要的清潔能源，利用太陽能的太陽能電站，既可以是大型電站，也可以是家用小型電站。大型電站通常具有大量的太陽能發電單元，而家用小型電站只要有ー兩個發電單元即可。每ー個太陽能發電單元的采集太陽能的設備主要是若干太陽能電池板(或稱陣列組件)，這些太陽能電池板需要由支撐裝置支撐在地面上。并且，由于地區差異、四季變化和每一天內不同時間的太陽照射角度變化的原因，太陽能電池板的角度需要調整，才能增加發電的效率。太陽能電池板角度的調整既包括適應四季變化的仰角調整，也包括適用一天內早晚變化的角度調整。 然而，在我國現有的太陽能電池板的支撐與角度調整裝置(又稱太陽能支架)中，沒有一個完整及正規的標準技術規范，能用的支架分為I、固定式支架，是根據項目所在地的日照強度計算出平均毎年的最大發電量，計算出相應的支架傾角，該結構形式具有結構簡單，免維護，但是因一年四季太陽高度角不一致，導致太陽光線和組件表面不能始終垂直，即全年發電量為接近平均值，沒有充分利用太陽能，發電量偏低。2、單軸跟蹤支架，單軸跟蹤支架根據太陽東升西落的原理，調節好參數，使太陽能電池板表面每天對著太陽，盡量地使太陽光線垂直于太陽能電池板表面，増大發電量，但該類型支架一般會配上電機傳動裝置，増加成本，而且時間過長，電機亦容易損壞或出現故障。3、雙軸跟蹤支架，雙軸跟蹤支架結構形式在單軸跟蹤的基礎上根據太陽高度角相關參數自動調整支架傾角，即使太陽能電池板每天每時每刻垂直太陽光線，最大限度地增大發電量，但該類型支架較單軸跟蹤系統更為復雜。且現有技術的支架一般比較笨重，鋼材用量較多，故障率最高，總結來說就是性價比較低。綜上，需要設計ー種能夠綜合考慮發電效率及設備成本，在保證支架安全的情況下仰角調節方便、高性價比的太陽能電池板仰角調整支架。
發明內容
本發明的目的在于提供ー種圓弧支撐仰角調整支架，以解決現有技術中的太陽能支架不能兼顧發電效率及設備成本，性價比不高的技術問題。本發明的另一目的在于提供具有本發明圓弧支撐仰角調整支架的ー種太陽能發電單元。為實現上述目的，本發明的技術方案如下
ー種圓弧支撐仰角調整支架，用于太陽能發電單元中太陽能電池板的支撐與仰角調整，所述圓弧支撐仰角調整支架包括底座支撐件，用干與基礎地面連接，所述底座支撐件上設置有定位件；鉸接部，設置于所述底座支撐件的頂端；連接組件，下側通過鉸接部鉸接于所述底座支撐件頂端，上側連接與支撐所述太陽能電池板；圓弧支撐，半圓形狀，所述半圓以所述鉸接部的鉸接軸為圓心，所述圓弧支撐的圓弧兩端連接于所述連接組件，所述圓弧支撐的圓弧上具有多個定位孔，旋轉所述圓弧支撐，通過將不同位置的所述定位孔定位于所述定位件以調整所述太陽能電池板的仰角。本發明的太陽能發電單元，具有本發明的圓弧支撐仰角調整支架。本發明的有益效果在于，本發明的圓弧支撐仰角調整支架，既提供了穩定的支撐結構，也能夠方便快捷的進行太陽能電池板的仰角調整，并且整個圓弧支撐仰角調整支架造價低廉，維護成本低，外觀優美，性價比高。本發明的圓弧支撐仰角調整支架的圓弧支撐繞鉸接軸旋轉，其軌跡是ー個圓，圓弧支撐既是一個支撐件，也是ー個用于仰角調整的調整件，將支撐件設計成圓弧狀，則支撐件始終在其運動軌跡上，這樣在相應的角度位置，固定 好支撐件，即可非常方便地進行太陽能電池板仰角調整并固定支架，達到相當好的效果。同時該仰角可調支架，因為此圓弧支撐的設計，完全滿足不同季節的仰角角度的需求，可不受項目地的限制，具有非常好的通用性，而且外觀簡潔大方，具有觀賞價值。該支架的鋼材用量和固定式支架差不多，但是發電量較固定式提高5%左右，以30麗光伏發電項目為例，每年提高21萬度電左右，以電池組件壽命25年計算，可多發電525萬度。
圖I-圖3為本發明實施例的太陽能發電單元及圓弧支撐仰角調整支架位于不同仰角的左視不意圖。圖4為本發明實施例的太陽能發電單元及圓弧支撐仰角調整支架的后視示意圖。圖5為本發明實施例的圓弧支撐仰角調整支架中鉸接部的示意圖。圖6為圖5中的L-L剖視圖。
具體實施例方式體現本發明特征與優點的典型實施例將在以下的說明中詳細敘述。應理解的是本發明能夠在不同的實施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發明的范圍，且其中的說明及附圖在本質上是當作說明之用，而非用以限制本發明。如圖I-圖4所示，本發明實施例的太陽能發電單元，包括太陽能電池板7及本發明實施例的圓弧支撐仰角調整支架。這里所說的前后，是以太陽能電池板7面向陽光的一側為前，反之ー側為后。前后方向確定之后，左右也就隨之確定。下面具體介紹本發明優選實施例的圓弧支撐仰角調整支架。如圖I所示，本發明實施例的圓弧支撐仰角調整支架，包括立柱I、鉸接部2、連接組件3和圓弧支撐4，以下逐一對各個部件進行詳細介紹。立柱I垂直于基礎地面設置，立柱I底部具有基礎預埋件(或者地樁)10，通過基礎預埋件10固定連接于基礎地面。基礎預埋件10的作用是增大與基礎地面的接觸面積，增加穩定性，不同立柱的基礎預埋件10可以連成一體，進ー步增加穩定性。立柱I底部與基礎預埋件10焊接。如圖I、圖5和圖6所示，立柱I與連接組件3之間的鉸接部2設置于立柱I的頂端，用于與連接及支撐太陽能電池板7的連接組件3相鉸接。也就是說，連接組件3下側連接于鉸接部2，上側用以連接及支撐太陽能電池板7。如圖I-圖4所示，本發明實施例的太陽能發電單元及圓弧支撐仰角調整支架，連接組件3為框架結構，連接組件3包括主梁31和次梁32，主梁31垂直于次梁32。主梁31與立柱I在同一平面內，即使主梁31沿鉸接部2的鉸鏈軸旋轉時，主梁31也始終與立柱I在同一平面內，這ー平面與地面相垂直。主梁31為ー根或多根，而次梁32平行于地面設置，次梁32可為兩根或兩根以上，通常為偶數。如圖3所示，太陽能電池板7固定連接在ー對
次梁32上。鉸接部2是與主梁31相鉸接，且鉸接部2的位置是在主梁31縱向中心點處。如圖I、圖5和圖6所示，鉸接部2包括焊接鋼板21和螺栓20，焊接鋼板21焊接于立柱I頂部的左右兩個側面，其間距大于主梁31的寬度，在焊接鋼板21的上部開設有螺栓孔，在螺栓孔內穿設螺栓20以作為主梁31與立柱I鉸接的鉸接軸。因為鉸接部2上方的連接組件3與太陽能電池板7的荷載不重，因此螺栓20起到鉸接軸即轉動軸的作用，而且主梁31重心位于立柱I的位置，因此不需要較大外力的情況下就很容易的能使連接組件3及太陽能電池板7旋轉，以實現仰角調整。如圖I-圖4所示，圓弧支撐4為半圓形狀，所述半圓以螺栓20為圓心，圓弧支撐4的圓弧40兩端分別通過螺栓43、44連接于連接組件3，圓弧支撐4可以采用矩形管卷彎而成。本實施例中，圓弧支撐4的圓弧40上具有三個定位孔411、412、413，以螺栓43所在的位置為圓弧40的0度，以螺栓44所在位置為圓弧40的180度處，則定位孔可分別設置在41度、61度和81度的位置，但本發明并不限定定位孔的數量及其設置的位置。在立柱I的后側面的圓弧支撐4的圓弧40經過的位置，設置有定位板11，定位板11上也設置有定位孔(圖中未示出)，通過螺栓連接圓弧支撐4上的定位孔411、412、413其中之一及定位板11上的定位孔，以將太陽能電池板7的仰角進行固定。如圖I-圖3所示，定位孔411、412、413分別定位于定位板11時，分別對應太陽能電池板7的仰角為56度、36度和16度，這時螺栓20與定位板11上的定位孔的連線與立柱I豎直方向中心線的夾角為7度，這里的度數，均可由1-2度的上下浮動。當然，也可以不設置定位板11，而在立柱11上直接開設螺栓孔作為定位件以對圓弧支撐4進行定位，這時就不再有7度的角度差。定位板11上的定位孔可為上下方向的長孔，可便于螺栓的穿設，且不影響定位效果。拆下連接定位板11與定位孔411中的螺栓，旋轉圓弧支撐4到定位孔412正對定位板11上定位孔的位置，在定位孔412中穿設螺栓以將圓弧支撐4進行定位，即可將太陽能電池板7的仰角由56度調整至36度，其他讀數之間的調整原理與此相同，不再贅述。如圖I-圖4所示，立柱I可為三套，相配套地，主梁31為三根，中間的立柱I的后側面和中間的主梁31的下側面上分別設置有用于安裝推桿的兩安裝座82、81。而圓弧支撐4的圓弧40和主梁31之間還可設置有中支撐45，中支撐45與主梁31與圓弧支撐4之間可以通過螺栓固定連接。主梁31和圓弧支撐4、中支撐45連接，成為ー個整體，通過旋轉圓弧支撐4，來調節主梁31的角度。本發明的圓弧支撐仰角調整支架，沒有采用機加工件，全部為標準型材通過焊接和螺栓連接而成，有效地降低了加工難度，同時安裝及調節時非常方便，調節傾角時，將圓弧支撐4和定位板11連接的螺栓松開，在每個太陽能發電單元中間立柱I上的安裝座82上固定好手動推桿(手動推桿的原理可為蝸輪蝸桿結構或齒輪調速機構)，手動推桿頂部可通過螺栓鉸接于主梁31的安裝座81，轉動推桿的手輪(蝸輪或齒輪的驅動機構)調節好相應角度位置后固定圓弧支撐4，取下手動推桿，手動推桿還可用于其他太陽能電池發電單元的相同操作，提高了手動推桿的使用效率，降低了整個太陽能電站的運行成本。或者在兩端的立柱1，直接人工手動旋轉主梁31，調節好位置后固定圓弧支撐4，達到仰角可調效果。本發明實施例的圓弧支撐仰角調整支架安裝步驟如下將制作好的立柱I焊接于基礎預埋件10上，因基礎施工誤差較大，在焊接前要調整好立柱I高度，使主梁31在同一個平面上，盡可能地保證同心度，其次將主梁31和立柱I用螺栓20連接，將圓弧支撐4固定于主梁31及立柱I上，然后將次梁32連接于主梁31上，安裝太陽能電池板7，完成整套圓弧支撐仰角調整支架的安裝。本發明的圓弧支撐仰角調整支架，對于仰角的調整頻率例如可為一年四次，例如 春季、夏季、秋季和冬季各一次。也可每ー個月、兩個月進行一次調整。本發明的圓弧支撐仰角調整支架，其底座支撐件也可以不為立柱，例如還可為包括前支腿、后支腿和底橫梁的三角形結構的底座支撐件。本發明實施例的圓弧支撐仰角調整支架，既提供了穩定的支撐結構，也能夠方便快捷的進行太陽能電池板的仰角調整，并且整個圓弧支撐仰角調整支架造價低廉，維護成本低，外觀優美，性價比高。本發明的圓弧支撐仰角調整支架的圓弧支撐4繞鉸接軸旋轉，其軌跡是一個圓，圓弧支撐4既是ー個支撐件，也是ー個用于仰角調整的調整件，將支撐件設計成圓弧狀，則支撐件始終在其運動軌跡上，這樣在相應的角度位置，固定好支撐件，即可非常方便地進行太陽能電池板仰角調整并固定支架，達到相當好的效果。同時該仰角可調支架，因為此圓弧支撐的設計，完全滿足不同季節的仰角角度的需求，可不受項目地的限制，具有非常好的通用性，而且外觀簡潔大方，具有觀賞價值。該支架的鋼材用量和固定式支架差不多，但是發電量較固定式提高5%左右，以3(MW光伏發電項目為例，每年提高21萬度電左右，以電池組件壽命25年計算，可多發電525萬度。本領域技術人員應當意識到在不脫離本發明所附的權利要求所掲示的本發明的范圍和精神的情況下所作的更動與潤飾，均屬本發明的權利要求的保護范圍之內。
權利要求
1.一種圓弧支撐仰角調整支架，用于太陽能發電單元中太陽能電池板的支撐與仰角調整，其特征在于，所述圓弧支撐仰角調整支架包括 底座支撐件，用于與基礎地面連接，所述底座支撐件上設置有定位件； 鉸接部，設置于所述底座支撐件的頂端； 連接組件，下側通過鉸接部鉸接于所述底座支撐件頂端，上側連接與支撐所述太陽能電池板； 圓弧支撐，半圓形狀，所述半圓以所述鉸接部的鉸接軸為圓心，所述圓弧支撐的圓弧兩端連接于所述連接組件，所述圓弧支撐的圓弧上具有多個定位孔，旋轉所述圓弧支撐，通過將不同位置的所述定位孔定位于所述定位件以調整所述太陽能電池板的仰角。
2.如權利要求I所述的圓弧支撐仰角調整支架，其特征在于，所述底座支撐件為立柱，所述立柱底端焊接有基礎預埋件。
3.如權利要求2所述的圓弧支撐仰角調整支架，其特征在于，所述連接組件為框架結構，所述連接組件包括與基礎地面平行的多根次梁及垂直連接于所述次梁的多根主梁，所述多根主梁之間相互平行。
4.如權利要求3所述的圓弧支撐仰角調整支架，其特征在于，所述鉸接部包括螺栓及在所述立柱頂端焊接的兩塊焊接鋼板，所述焊接鋼板上部開設有螺栓孔，在所述螺栓孔中穿設所述螺栓以將所述主梁縱向中點處與所述焊接鋼板連接。
5.如權利要求4所述的圓弧支撐仰角調整支架，其特征在于，所述圓弧支撐上具有三個定位孔，分別對應所述太陽能電池板與基礎地面的夾角為16度、36度和56度。
6.如權利要求3所述的圓弧支撐仰角調整支架，其特征在于，所述立柱為三套，所述主梁為三根，中間的所述立柱的后側面和中間的所述主梁的下側面上分別設置有用于安裝推桿的兩安裝座。
7.如權利要求6所述的圓弧支撐仰角調整支架，所述圓弧支撐的圓弧和所述主梁之間還設置有中支撐。
8.如權利要求6所述的圓弧支撐仰角調整支架，所述定位件為所述立柱上設置的定位板，所述定位板上也開設有定位孔，通過螺栓連接所述圓弧支撐上的定位孔與所述定位板上的定位孔。
9.如權利要求4所述的圓弧支撐仰角調整支架，所述定位板上的螺栓孔為上下方向的長孔。
10.一種太陽能發電單元，其特征在于，所述太陽能發電單元包括權利要求1-9任一所述的圓弧支撐仰角調整支架。
全文摘要
本發明公開了一種圓弧支撐仰角調整支架及太陽能發電單元，該圓弧支撐仰角調整支架用于太陽能發電單元中太陽能電池板的支撐與仰角調整，其包括底座支撐件，用于與基礎地面連接，所述底座支撐件上設置有定位件；鉸接部，設置于所述底座支撐件的頂端；連接組件，下側通過鉸接部鉸接于所述底座支撐件頂端，上側連接與支撐所述太陽能電池板；圓弧支撐，半圓形狀，所述半圓以所述鉸接部的鉸接軸為圓心，所述圓弧支撐的圓弧兩端連接于所述連接組件，所述圓弧支撐的圓弧上具有多個定位孔，旋轉所述圓弧支撐，通過將不同位置的所述定位孔定位于所述定位件以調整所述太陽能電池板的仰角。本發明操作方便、性價比高、外形美觀且提高了發電效率。
文檔編號H01L31/042GK102760781SQ201210261580
公開日2012年10月31日 申請日期2012年7月26日 優先權日2012年7月26日
發明者李君華, 艾方, 陳小剛, 高殿軍 申請人:內蒙古科盛太陽能科技有限責任公司