一种绳网连接的光伏阵列及安装与收纳方法与流程

1.本发明涉及一种绳网连接的光伏阵列及安装与收纳方法，属于光伏技术领域。


背景技术：

2.随着我国“碳达峰”和“碳中和”的目标制定，光伏发电是实现目标的重要技术手段。光伏发电是一种无污染的绿色电能，其发电技术越来越成熟，应用场景也越来越广泛和多样，无论是城市、农村还是沙漠、海岛，无论是民用还是军用，固定安装还是移动安装，都在想方设法地利用太阳能发电技术解决电能需求问题，但光伏电站同样也面临着如沙漠的风沙问题，海边的腐蚀问题，山区海岛的地面问题等，还存在着在移动供电时，携带重量问题，拆卸与安装问题等，由于单块的光伏组件的发电量有限，尺寸也受限，因此无论是大型光伏电站还是小型光伏发电装置都是由数块光伏组件组成光伏阵列，光伏阵列安装时，需要将光伏组件安装在一起，针对使用和安装的不同，光伏支架的要求也不同，光伏支架一般分为固定支架和移动支架，目前光伏阵列大多都是刚性支架，但刚性支架重量大，而且对于可移动光伏阵列适应复杂地形差，移动不方便，为了解决刚性支架的问题，中国专利公开号：cn107027335b《便携式光伏组件阵列》给出了一种不需要支架的光伏阵列的技术方案，通过挠性连接器在光伏组件边缘位置进行连接形成光伏组件阵列，挠性连接器使得光伏组件之间可以进行折叠，在闭合状态，光伏组件堆叠在一起，在打开状态，光伏组件相互成一定角度排列，以使光伏组件形成三角结构代替支架，但这种技术方案无法将光伏组件托起高于地面，也无法进行纵向扩展，因此受限于如雪地、草地等特殊复杂地形上的快速安装和使用，也无法满足长期在特殊地区的部队单兵或集群作战模式的需求，随着光伏组件柔性支架的应用，中国专利公开号：cn206948241u《一种新型光伏柔性支架》给出了一种由刚组件、预应力拉索和稳定索组成的柔性光伏支架，但其拉索的安装和拆卸都很繁琐，费时费力费人，如何使得柔性支架进行集成化，实现快速组合与安装，以及方便携带，对于部队作战的快速反应，显得尤其迫切。


技术实现要素：

3.本发明的目的之一是发明一种适应多种复杂地形的可快速安装和使用的柔性支架的光伏阵列，光伏阵列轻便，体积小，拆装、运输快捷，且部件具有多种使用用途。
4.本发明的目的之二是发明的光伏阵列可移动携带使用，满足部队单兵或集群作战模式。
5.为实现以上目的，本发明采用的技术方案是采用绳网作为光伏组件连接的柔性支架，将光伏组件直接挂接固定在网绳上，光伏组件通过集线器进行串并联将电能输出，利用支撑杆和绳网形成收纳箱，其具体技术方案如下：一种绳网连接的光伏阵列，其特征在于：所述的光伏阵列包括光伏组件、绳网、连接件、支撑杆和集线器，光伏组件边缘开有通孔，由支撑杆将绳网撑起，由连接件穿过光伏组件的通孔将光伏组件安装在绳网的网格上，形成软支架光伏阵列，光伏组件通过集线器进行串并联将电能输出。
6.所述的光伏组件可以是平板式或折叠式，组件底板可以是刚性或柔性，前板可以是玻璃或透明高分子材料。
7.所述的绳网可以是各种材料制成的格状网，如金属网、尼龙网、涤纶网、腈纶网、锦纶网等，绳网承载和网孔大小根据需要选择。
8.所述的连接件可以是金属卡扣或软绳等。
9.所述的集线器为多输入端和单输出端，集线器内部线路板将输入端进行串并联连接到输出端。
10.所述的集线器开有挂孔，或套有带有挂孔的套子，金属卡扣或软绳穿过挂孔将集线器挂在绳网上。
11.所述的支撑杆为可调节长度套筒式伸缩杆，使用时调节为长支撑杆或短支撑杆，在杆的顶端有顶板，顶板上开有圆孔以及安装有挂钩，绳网挂在挂钩上，拉索上端穿过圆孔，拉索的下端由地钉或沙包固定在地面。
12.所述的支撑杆下端安装有支撑固定爪，固定爪为套筒上的活动爪或可拆卸固定架。
13.所述的活动爪通过转轴连接在套筒上，不用时，活动爪贴紧在套筒上，使用时，将活动爪撑开到地面。
14.所述的可拆卸固定架包括上圈、下圈、外杆和内杆，上圈和下圈套在支撑杆的套筒上，并可沿着套筒上下滑动，外杆和内杆可随着上圈和下圈的移动收拢或展开，展开时外杆支撑在地面。
15.所述的固定架的外杆通过转动合页和上圈连接，内杆通过转动合页和下圈连接，内杆通过转动合页和外杆连接。
16.所述的内圈和外圈可以是圆环或管箍，圆环上有顶丝，并可由顶丝固定在套筒上。
17.所述的光伏阵列还包括收纳箱，收纳箱由底板、上盖板及光伏阵列的支撑杆组成，底板上有定位套和拉钩，上盖板开有和定位套对应的孔，支撑杆的下端插入底板的定位套，上端穿过上盖板的孔，收纳箱内放置光伏组件，收纳箱的外部由绳网包裹，绳网由拉钩钩紧。
18.所述的光伏阵列还可以取消支撑杆，直接将绳网固定展开在其它物体上。
19.所述的绳网连接的光伏阵列的安装方法，包括以下步骤：第一步：将绳网撑起：调节支撑杆的长度呈一长三短，首先将绳网一端挂在长支撑杆的挂钩上后将长支撑杆支起并由拉索固定，其次将绳网对角端挂在长伸缩杆对角的短支撑杆的挂钩上后将短支撑杆支起并由拉索固定，然后将绳网两端角分别挂在两侧的短支撑杆的挂钩上后将两短支撑杆支起并由拉索固定；或者短支撑杆由沙包代替；或者直接将绳网展开挂在物体上；第二步：安装光伏组件：将光伏组件由连接件穿过组件上的过孔安装在撑起的绳网上；第三步：连接光伏组件：将光伏组件连接到集线器上，将集线器由连接件挂在绳网上，由集线器将电能引出。
20.所述的绳网连接的光伏阵列的收纳方法，包括以下步骤：第一步：拆卸光伏组件：将光伏组件从集线器上拔下，再将光伏组件从绳网上取
下，然后将光伏组件放到收纳箱的底板上；第二步：将短伸缩杆解除固定后，将绳网从伸缩杆上取下，将长伸缩杆解除固定；第三步：拆卸支撑杆：将支撑杆解除固定后，将绳网取下；第四步：组合收纳箱：将支撑杆长度调整到相同长度，将支撑杆插入收纳箱的底板的定位套内，将上压板套在支撑杆上压紧在光伏组件上，将支撑杆用顶丝固定；第五步：将收纳箱用绳网包裹住，并由底板上的小挂钩钩住绳网，完成收纳。
21.本发明产生的积极有益效果：由于采用了柔软的绳网作为光伏组件阵列的支撑架，光伏组件可直接挂在绳网上，安装拆卸简单，快速方便；同时利用光伏阵列部件组成收纳箱，不占用多余空间，体积小，绳网的重量轻，运输方便。
附图说明
22.图1：本发明的实施例1的整体结构示意图。
23.图2：本发明的实施例1的背面集线器连接示意图。
24.图3：本发明实施例1的可拆卸固定架的结构示意图。
25.图4：本发明的实施例1的收纳箱的整体结构示意图。
26.图5：本发明的实施例2的整体结构示意图。
27.图6：本发明的实施例3的整体结构示意图。
28.图7：本发明的实施例4的整体结构示意图。
29.图8：本发明的实施例5的整体结构示意图。
30.图9：本发明实施例6的阵列分布示意图。
31.图中，1、绳网，2、光伏组件，2
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1、通孔，2
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2、接线盒，2
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3、组件输出线，3、支撑杆，3
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1、顶盖，3
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2、挂钩，3
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3、拉索，3
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4、地钉，3
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5、顶丝，3
‑
6、活动爪，4、连接件，5、集线器，5
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1、输入插口，5
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2、输出线，5
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3、挂孔，6、可拆卸固定架，6
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1、上圈，6
‑
2、下圈，6
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3、外杆，6
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4、内杆，6
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5、转动合页，7、底板，7
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1、定位套，7
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2、拉钩，8、上压板，9、沙包。
具体实施方式
32.实施例1 应用在硬土平地的绳网连接的光伏阵列，光伏阵列下方与地面留有一定距离，光伏阵列由一个长支撑杆和三个短支撑杆撑起，长支撑杆下安装有可拆卸固定架，光伏阵列可有效避开地面的杂草或积雪。
33.如图1至图3所示，本实施例的单元阵列由九块平板式单晶硅光伏组件2组成，每块组件的功率为100w，电压为18v,电流为5.6a，外形尺寸为1190mmx540mmx2.5mm，重量为2kg，前板为透明高分子材料乙烯
‑
四氟乙烯(etfe)，底板为玻纤板，光伏组件2四个角上开有通孔2
‑
1，绳网1为尼龙网，绳网1的绳直径为 6mm，网格为100mmx100mm，使用拉力为60kg，整个绳网面积为4mx2m=8平方米，绳网重量为20kg，连接件4为金属挂扣，集线器5为九个输入插口5
‑
1和一个输出端输出线5
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2，集线器5上开有挂孔5
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3，可拆卸的固定架6的上圈6
‑
1和下圈6
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2均为圆环，外杆6
‑
3通过转动合页6
‑
5和上圈6
‑
1连接，内杆6
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4通过转动合页6
‑
5和下圈6
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2连接，内杆6
‑
4通过转动合页6
‑
5和外杆6
‑
3连接,可拆卸固定支架6总重量为15kg。
34.安装时，第一步：将绳网1撑起：先将支撑杆3调节长度成一根长支撑杆和三根相同高度的短支撑杆，由顶丝3
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5将上节杆固定好，将固定架6套在支撑杆3的下节杆上，将下圈
6
‑
2由固定架顶丝3
‑
5先固定在支撑杆3的下端某一合适位置，将绳网1先挂在长支撑杆3的挂钩上，将长支撑杆3立起，滑动上圈6
‑
1到合适位置，上圈6
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1带动外杆6
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3向外展开，内杆6
‑
4随着外杆6
‑
3向外打开，支撑着外杆6
‑
3，外杆6
‑
3支撑在地面，增强长支撑杆4的地面支撑力，再由固定架顶丝3
‑
5将上圈6
‑
1固定，由拉索3
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3拉直再由地钉3
‑
4固定在地面，再将绳网1挂在长支撑杆3对角的短支撑杆3上，将该短支撑杆3拉直固定，然后再分别将绳网1挂在另外两根短支撑杆3上，再依次将两根短支撑杆3拉直固定，将绳网1撑起呈风帆状；第二步：将光伏组件2安装在绳网1上：将光伏组件2由连接件4绑在绳网1上；第三步：将光伏组件2串并联：将光伏组件2引出线插入集线器5的输入插口5
‑
1，用连接件4通过挂孔5
‑
3挂在绳网1上，将输出线5
‑
2连接到供电电源装置，实现电能输出。
35.收纳时，第一步：拆卸光伏组件：首先将光伏组件2从绳网1上取下放到收纳箱的底板7上；第二步：拆卸支撑杆：先将三根短支撑杆3放松，再将长支撑杆3放松，从支撑杆3挂钩上取下绳网1；第三步：组合收纳箱：将四根伸缩杆3调节到相同长度，顶丝固定，如图4所示，将伸缩杆3下端插入底板7的定位套7
‑
1上，将上压板8套入伸缩杆3上端，压住光伏组件2；第四步：由绳网1罩住包裹住收纳箱，绳网1钩在底板7的拉钩7
‑
2上。
36.本实施例总安装功率为900w，收纳箱的总重量为53kg，两个人安装用时20分钟，拆卸收纳用时10分钟，合计时间为30分钟；如果采用传统的刚性支架，钢架采用40mmx40mmx3mm碳钢方通，横梁采用铝合金型材，支架总重量为80kg，两个人安装用时50分钟，拆卸收纳用时30分钟，合计时间为80分钟；从两种支架对比可以看出，本实例例安装和收纳节约用时共50分钟。
37.实施例2应用在松软沙地的绳网连接的光伏阵列，由于沙地地面松软，不适合地钉固定，只需要将一端撑起即可，因此光伏阵列由一个长支撑杆撑起和沙包固定呈风帆状，长支撑杆上安装有活动爪。
38.如图5所示，绳网1采用钢丝绳网，光伏组件2为可折叠的柔性衬底的薄膜组件，在组件的四周开有通孔2
‑
1，连接件2为尼龙绳，支撑杆3为两节套筒式伸缩杆，上节杆的顶面有顶盖3
‑
1，顶盖3
‑
1上有挂钩3
‑
2，在顶盖3
‑
1上开有圆孔，拉索3
‑
3一端穿过圆孔，拉索的另一端绑有沙包9。
39.安装时，先将支撑杆3调节适合高度后固定，将绳网2一端挂在支撑杆3的挂钩3
‑
2上，将活动爪3
‑
6放下，插入到沙地里，将拉索4
‑
5的另一端用沙包9固定，将支撑杆4拉直固定，再将绳网1的三个端角绑在沙包9上，放置在合适位置，使得绳网1呈风帆状，再将光伏组件2由连接件4绑在绳网1上。
40.收纳方法同实施例1。
41.实施例3应用在屋顶或帐篷顶面的绳网连接的光伏阵列，直接铺在屋顶或帐篷顶面展开，不需要支撑杆3。
42.如图6所示，光伏组件2为十八块薄膜电池组件，集线器5为九个输入插口5
‑
1和一个输出端输出线5
‑
2，绳网2为不锈钢，连接件4为金属挂扣，将光伏组件2用连接件4挂在绳网1上，9块光伏组件2为一组，分别连接在两个集线器5上，再将两个集线器5由另一个集线器5进行并联，将绳网1铺在屋顶或帐篷顶，绳网1的四个端角连接在屋顶或帐篷顶上的挂钩上。
43.实施例4应用在车辆上的绳网连接的光伏阵列，将光伏阵列直接作为车厢上的防
护网。
44.如图7所示，光伏组件2为晶体硅电池组件，绳网1为涤纶，连接件4为软绳，将光伏组件2由连接件4绑在绳网1上，进行电联接后，将绳网1铺在车辆上面，拉紧绳网1。
45.实施例5 应用在人身上穿戴的绳网连接的光伏阵列，可直接将光伏阵列展开在背部或背包上。
46.如图8所示，光伏组件2为柔性的薄膜电池组件，绳网1为晴纶，连接件4为软绳，将光伏组件2由连接件4绑在绳网1上，可以穿戴在身上。
47.实施例6 多个光伏阵列组网成微电网电站。
48.本发明光伏阵列单元可根据实际使用需要进行快速组合成光伏阵列，提供所需能源。
49.如图9所示，由9组例1的光伏阵列单元（每单元由9块100wp组件串联而成，阵列单元功率:900wp 、电压:162v）进行并联组网而成 (9组光伏阵列并联，功率：8.1kwp、电流:49a) ，系统组网安装总功率为8.1kwp，电压为162v，电流为50a，在西南及西北地区使用每天可产生 40kwh电能，可以满足野外宿营及放牧用电需求。
50.另外该光伏阵列方阵组网十分灵活，同时还可以作为小型光储微电网中分布式电源（dg）部分，与储能电池(bess)及其他分布式电源模块，通过能量管理系统（ems）组网以实现智能微电网控制功能。具体其应用有如下三种模式。
51.由4组例1光伏阵单元，经过并联后可以组成3.5kwp（162v/5.5a）光伏系统，与锂电储能单元（可放电6kwh ，
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25℃ 0.5c时）、3kw四象限电力电子变换单元及微型能源管理系统，通过小型舱式（l900mm
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w1300mm
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d1300mm）内置安装方式以实现光储微电网功能。
52.由9组例1的光伏阵列单元，经过并联后可以组成8.1kwp(162v/50a)光伏系统，与锂电储能单元（可放电12kwh ，
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25℃ 0.5c时）、10kw四象限电力电子变换单元及微型能源管理系统，通过舱式（l1457mm
×
w2438mm
×
d2100mm）内置安装方式以实现光储微电网功能。
53.由14组例1光伏阵列单元，经过并网后可以组成12.6kwp（162v/78.4a）光伏系统，与锂电储能单元（可放电18kwh ，
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25℃ 0.5c时），15kw四象限电力电子变换单元及微型能源管理系统，通过舱式（l1968mm
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w2438mm
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d2100mm）内置安装方式以实现光储微电网功能。