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东西轴追日跟踪光伏支架的制作方法

2022-02-21 12:24:14 来源:中国专利 TAG:


1.本实用新型涉及一种东西轴追日跟踪光伏支架。


背景技术:

2.东西轴光伏支架是光伏发电系统中常用的一种光伏阵列支架。使用东西轴光伏支架时,常常需要依据一年四季中当地太阳的高度角变化规律,过一段时间便对东西轴光伏支架的倾角手动进行一次调节,从而使得其上支撑的光伏组件的安装倾角发生变化,从而使得其受光面能够以辐射量尽可能大的倾角姿态面对太阳,从而提升一年当中累计的总发电量。
3.发明人分析认为,这种东西轴光伏支架的定期调节一般都需要大量人工来完成,不仅人工成本较高、运维工作量大,而且实际操作调节极为不便,因而需要一种可以自身实现追日跟踪的东西轴光伏支架。


技术实现要素:

4.本实用新型的一个目的在于提供一种东西轴追日跟踪光伏支架,可以实现稳定的实时追日跟踪。
5.本实用新型的另一目的在于提供一种东西轴追日跟踪光伏支架,可以适用于东西轴光伏支架的朝南跟踪转动的工况。
6.本实用新型提供一种东西轴追日跟踪光伏支架,包括沿东西向延伸的主梁和沿东西向分布的多个支柱,所述东西轴追日跟踪光伏支架还包括追踪驱动装置和多个阻尼装置,所述主梁铰接在所述多个支柱的北侧,所述追踪驱动装置和所述多个阻尼装置分别由对应支柱支撑在所述多个支柱的南侧。所述追踪驱动装置中,驱动单元包括驱动座和驱动杆,转接臂沿南北向延伸,北端连接所述主梁,所述驱动杆的自由端和所述驱动座中的第一方与所述转接臂的南端铰接,所述驱动杆的自由端和所述驱动座中的第二方铰接于对应支柱的位于所述主梁下方的位置,所述驱动杆设置成在驱动作用下相对于所述驱动座直线伸缩,通过所述转接臂带动所述主梁绕轴转动,借此带动所述主梁上支撑的光伏组件进行追日跟踪。所述阻尼装置中,阻尼单元包括阻尼座和阻尼杆,所述阻尼杆可直线伸缩地设置于所述阻尼座,其中,所述阻尼座提供所述阻尼杆直线伸缩的阻尼力,连接臂沿南北向延伸,北端连接所述主梁,所述阻尼杆的自由端和所述阻尼座中的第一方与所述连接臂的南端铰接,所述阻尼杆的自由端和所述阻尼座中的第二方铰接于对应支柱的位于所述主梁下方的位置。所述主梁通过所述转接臂和/或所述连接臂铰接于对应支柱的上端,借此,所述东西轴追日跟踪光伏支架中,跟踪转动部分的重心与所述主梁的铰轴中心一致,其中,所述跟踪转动部分由所述主梁及随所述主梁跟踪转动的部分组成。
7.在一个实施方式中,所述东西轴追日跟踪光伏支架中仅包含一个追踪驱动装置。
8.在一个实施方式中,在东西向上位于最外侧的两个支柱分别支撑所述多个阻尼装置中的两个阻尼装置。
9.在一个实施方式中,所述多个阻尼装置相对于所述一个追踪驱动装置在东西向上对称分布。
10.在一个实施方式中,所述驱动杆的自由端与所述转接臂的南端铰接,所述驱动座通过底部铰接于对应支柱。
11.在一个实施方式中,所述主梁支撑有沿东西向分布的多个檩条,所述光伏组件支撑在所述多个檩条上,所述转接臂和/或所述连接臂的北端连接在所述主梁的位于相邻两个檩条之间的位置。
12.在一个实施方式中,所述檩条中,条体沿南北向延伸,支撑在所述主梁的上方,用于支撑所述光伏组件,檩托沿南北向延伸,承托所述主梁,两个斜撑在南北向上位于所述主梁的两侧,将所述檩托的两端分别与所述条体连接。
13.在一个实施方式中,所述转接臂和/或所述连接臂连接在所述主梁的上方。所述主梁通过连接在所述主梁上方的转接件而铰接于未设置所述追踪驱动装置和所述阻尼装置的支柱的上端。
14.在一个实施方式中,在所述光伏组件的安装倾角为零的状态下,所述主梁抵接所述支柱的位于北侧的表面。
15.上述东西轴追日跟踪光伏支架中,驱动杆在驱动作用下相对于驱动座直线伸缩,即可通过转接臂带动主梁绕轴转动,借此带动光伏组件进行追日跟踪,同时,阻尼座提供的阻尼力经由阻尼杆传递给跟踪转动部分,即使是在遇到阵风时,也可以将主梁及光伏组件稳定保持在固定的安装倾角处,从而实现稳定的实时追日跟踪。其中,主梁以及追踪驱动装置和阻尼装置分别支撑在支柱的南侧和北侧,主梁还铰接于支柱的上端,不仅可以方便主梁及光伏组件等组成的跟踪转动部分朝南跟踪转动,而且形成平衡支撑,驱动杆及阻尼杆的行程较短,特别适用于东西轴光伏支架的朝南跟踪转动的工况。进一步地,主梁通过转接臂和/或连接臂铰接于对应支柱,转接臂、连接臂不仅作为追踪驱动装置、阻尼装置与主梁的联动装置,还可以起到将主梁铰接于支柱的作用,可以节省部件。整个东西轴追日跟踪光伏支架可以结构更紧凑,成本更低。
16.上述东西轴追日跟踪光伏支架中,进一步设置仅一个追踪驱动装置,配合多个阻尼装置,可以便于实时跟踪的控制。
附图说明
17.本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显,其中:
18.图1是示出从南侧看时示例性东西轴追日跟踪光伏支架的示意图。
19.图2和图3分别是示出从西侧看时水平状态和倾斜状态下的示例性跟踪驱动装置的示意图。
20.图4和图5分别是示出从西侧看时水平状态和倾斜状态下的示例性阻尼装置的示意图。
21.图6和图7分别是示出从西侧看时水平状态和倾斜状态下示例性主梁连接至支柱的示意图。
22.图8a和图8b分别是从西侧和北侧看时示例性檩条的示意图。
23.图9a和图9b分别是从西侧和北侧看时另一示例性檩条的示意图。
24.图10a是示例性转接件的示意图,图10b是示例性托件的示意图,图10c是示出图10a的示例性转接件与另一示例性托件配合的示意图。
25.图11a是示出从西侧看时示例性转接臂的截面图,图11b是示出从南侧看时示例性转接臂的示意图。
26.图12a和图12b分别是示出从西侧看时水平状态和倾斜状态下示例性主梁连接至支柱的另一示意图。
27.图13a和图13b分别是示出从西侧看时水平状态和倾斜状态下另一示例性主梁连接至支柱的示意图。
具体实施方式
28.下面结合具体实施方式和附图对本实用新型作进一步说明,在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型,但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎,因此不应以此具体实施方式的内容限制本实用新型的保护范围。
29.例如,在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成,可以包括第一特征和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式,也可包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施方式,从而第一特征和第二特征之间可以不直接联系。进一步地,当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的,该说明包括第一元件和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式,也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一元件和第二元件间接地相连或彼此结合。
30.本实用新型提供的东西轴追日跟踪光伏支架10的示例构造可以参见图1至图7。图1是从南侧向北侧看时东西轴追日跟踪光伏支架10的南侧视图。如图1所示,东西轴追日跟踪光伏支架10包括沿东西向延伸的主梁1和沿东西向分布的多个支柱2。东西轴追日跟踪光伏支架10还包括追踪驱动装置3和多个阻尼装置4。需要理解,文中“多个”意指两个以上,包括两个、三个、四个或五个等等。还需要理解,文中“沿”某一方向并不要求数学意义上的严格一致,而是意指在该方向上有分量,优选地,与该方向的夹角小于45
°
,进一步优选地,与该方向的夹角小于20
°
甚至10
°

31.主梁1上支撑有光伏组件20。可以理解,图中,主梁1上可以不直接支撑光伏组件20,而是通过后面将会详述的檩条5来进行支撑。主梁1例如可以是方管、圆管或多边形(诸如正六边形)管,也即,主梁1可以采用方形、圆形、多边形等多种断面形式。
32.图2和图3示例性示出了从支柱2a的西侧朝向东侧看时部分结构的截面构造,其中,省略了在支柱2a东侧的相邻支柱2b再往东的其它部分。图4和图5示例性示出了从支柱2d的西侧朝向东侧看时部分结构的截面构造。图6和图7示例性示出了从支柱2c的西侧朝向东侧看时部分结构的截面构造,其中,省略了在支柱2c东侧的相邻支柱2d再往东的其它部分。其中,图2、图4和图6示出的是光伏组件20的安装倾角θ为零的水平状态,而图3、图5和图7示出的是光伏组件20的安装倾角θ非零的倾斜状态。可以理解,文中支柱2不作区分描述时,可以统称为支柱2,而作区分描述时,可以称之为支柱2a、2b、2c和2d等。需要理解,文中的方位描述如无特殊说明,大致参考图2、图4和图6示出的水平状态来描述。还需要理解,文
中附图均仅作为示例,并非一定按照等比例的条件绘制,不应以此对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。
33.结合图2至图7,主梁1铰接在多个支柱2的北侧。追踪驱动装置3和多个阻尼装置4分别由对应支柱2支撑在多个支柱2的南侧。图示实施方式中,追踪驱动装置3和阻尼装置4中的每个装置可以各自均由一个支柱2支撑,这样,阻尼装置4为两个以上,则支柱2为三个以上。
34.结合图1、图2和图3,追踪驱动装置3包括驱动单元31和转接臂32。驱动单元31包括驱动座33和驱动杆34。
35.转接臂32沿南北向延伸。转接臂32的北端321连接主梁1。驱动杆34的自由端341和驱动座33中的第一方与转接臂32的南端322铰接,驱动杆34的自由端341和驱动座33中的第二方铰接于对应支柱2a的位于主梁1下方的位置a3。图示实施方式中,前述第一方为驱动杆34的自由端341,也即,驱动杆34的自由端341与转接臂32的南端322铰接,而驱动座33通过底部331铰接于对应支柱2a,这样可以使得较重的驱动座33位于下侧,结构更加稳定。可以理解,文中使用“第一”、“第二”等词语来限定特征,仅仅是为了便于对相应特征进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,不能理解为对本实用新型保护范围构成限制。
36.驱动杆34设置成在驱动作用下相对于驱动座33直线伸缩,通过转接臂32带动主梁1绕轴转动,借此带动主梁1上支撑的光伏组件20进行追日跟踪。换言之,在驱动作用下,驱动杆34相对于驱动座33沿着自身的杆长方向伸缩,从而拉动或推动转接臂32的南端322,因而转接臂32的北端321带着与之固连的主梁1及主梁1支撑的光伏组件20绕着主梁1与支柱2之间的铰轴中心x1(铰接轴线)转动,特别是从图2的水平状态朝向南侧转动,从而可以到达安装倾角θ非零的任意倾斜状态,最终可以到达图3中安装倾角θ小于90
°
(例如,安装倾角θ为70
°
)时的极限倾斜状态,从而实现东西轴追日跟踪光伏支架10对位于南向的太阳的实时跟踪。在一个实施方式中,追踪驱动装置3的驱动单元31可以是电动推杆,驱动座33和驱动杆34对应地分别是电动推杆的电缸和推杆。
37.结合图1、图4和图5,阻尼装置4包括阻尼单元41和连接臂42。阻尼装置4也可以称之为阻尼减震装置。
38.阻尼单元41包括阻尼座43和阻尼杆44。阻尼杆44可直线伸缩地设置于阻尼座43,其中,阻尼座43提供阻尼杆44直线伸缩的阻尼力。在一个实施方式中,阻尼单元41可以是液压阻尼器,而阻尼座43和阻尼杆44分别是液压阻尼器的液压缸和液压杆。
39.连接臂42沿南北向延伸。连接臂42的北端421连接主梁1,阻尼杆44的自由端441和阻尼座43中的第一方与连接臂42的南端422铰接,阻尼杆44的自由端441和阻尼座43中的第二方铰接于对应支柱2d的位于主梁1下方的位置a4。图示实施方式中,前述第一方为阻尼座43,也即,阻尼座43的顶部431与连接臂42的南端422铰接,而阻尼杆44通过自由端441铰接于对应支柱2d。
40.主梁1可以通过转接臂32铰接于对应支柱2a的上端。类似地,主梁1也可以通过连接臂42铰接于对应支柱2b、2d的上端。也即,主梁1可以通过转接臂32和/或连接臂42铰接于支柱2的上端。借此,东西轴追日跟踪光伏支架10中,跟踪转动部分的重心可以与主梁1的铰轴中心x1一致。其中,跟踪转动部分由主梁1及随主梁1跟踪转动的部分组成,例如可以包括前述的光伏组件20,还可以包括下面给将会描述的檩条5等。需要理解,此处,主梁1的铰轴
中心x1是一直线,而跟踪转动部分的重心为一个点,点与直线一致意指该点在该直线上。还需要理解,跟踪转动部分的重心与铰轴中心x1一致,并不要求数学意义上的完全一致或重合,而是意指接近一致或重合,也即可以允许一定的误差,例如,跟踪转动部分的重心与主梁1的铰轴中心x1之间的最短距离可以允许在5cm以内。通过转接臂32和/或连接臂42将主梁1铰接于支柱2的上端,使得跟踪转动部分的重心与主梁1的铰轴中心x1一致,可以实现平衡支撑或准平衡支撑。上述东西轴追日跟踪光伏支架10中,通过驱动作用,可以使得追踪驱动装置3的驱动杆34伸缩,实现光伏组件20的追日跟踪,同时,阻尼装置4的阻尼杆44则可以提供阻尼力,实现跟踪过程中的稳定支撑,主梁1与追踪驱动装置3、阻尼装置4分别布置在支柱2的南、北两侧,不仅实现朝南跟踪转动的平衡支撑,还使得结构紧凑,驱动杆34及阻尼杆44的行程均可以较短,装置小型化、轻型化,特别适用于东西轴追日跟踪光伏支架的朝南追日跟踪。
41.图示实施方式中,东西轴追日跟踪光伏支架10中可以仅包含一个追踪驱动装置3。进一步优选地,仅有的该一个追踪驱动装置3可以布置或装设在沿东西向分布的多个支柱2中位于最中间的一个支柱2a上,也即,由位于最中间的支柱2a支撑。相比于采用多个追踪驱动装置,采用仅一个追踪驱动装置3进行追踪驱动,无需设置繁杂的联动机构,既节约成本,且便于控制。
42.图示实施方式中,在东西向上位于最外侧的的两个支柱2d(图1中仅标示了位于最东侧的一个支柱2d)可以分别支撑多个阻尼装置4中的两个阻尼装置4。换言之,多个阻尼装置4中,有两个阻尼装置4分别布置在最东侧和最西侧的两个支柱2d上,这可以有效防止支架遇到阵风时产生震荡,使得支架始终保持正确姿态。
43.图示实施方式中,多个阻尼装置4可以相对于前述一个追踪驱动装置3在东西向上对称分布。也即,在中间的支柱2a上装设前述一个追踪驱动装置3,而对称地在两侧支柱2中的若干支柱2上各装设一个阻尼装置4。例如,图1中,与支柱2a紧邻的两个支柱2b上也分别布置一个阻尼装置4,然后以间隔一个支柱的方式来布置阻尼装置4,例如,支柱2b与最外侧的支柱2d之间间隔一个支柱2c。换言之,两侧阻尼装置4的装设位置宜以跟踪驱动装置3处的支柱2a为中心而对称装设。既可采用在支柱2a两侧的全部支柱2上都各装设一个阻尼装置4,也可采用在两侧支柱2上有选择地间隔装设阻尼装置4。这样,可以更好地保持的支架的正确姿态。阻尼装置4的装设数量可以以满足跟踪转动部分能有效抵抗大风震荡为原则。
44.参见图1,如前面提及的,主梁1可以支撑有沿东西向分布的多个檩条5,光伏组件20可以支撑在该多个檩条5上。转接臂32的北端321可以连接在主梁1的位于相邻两个檩条5之间的位置a23。类似地,连接臂42的北端421也可以连接在主梁1的位于相邻两个檩条5之间的位置a24。也即,转接臂32和/或连接臂42的北端可以连接在主梁1的位于相邻两个檩条5之间的位置。
45.参见图6和图7,檩条5可以包括条体51、檩托52和两个斜撑53。条体51沿南北向延伸,支撑在主梁1的上方,用于支撑光伏组件20。也即,光伏组件20支撑在多个檩条5的条体51上,条体51也可称之为檩条本体。檩托52可以沿南北向延伸,承托主梁1。也即,檩托52可以位于主梁1的下方,而承托主梁1。两个斜撑53在南北向上可以位于主梁1的两侧,将檩托52的两端(也即,南、北两端)分别与条体51连接。图8a和图8b分别示出了檩条5的具体示例结构,其中,檩托52可以通过在主梁1南、北两侧的紧固件54诸如螺栓连接至条体51,进而承
托在主梁1下方,而斜撑53起到辅助连接、支撑作用。在一个实施方式中,如图9a和图9b所示,檩条5可以不包括斜撑53,也即,檩条5可以仅由条体51、檩托52等组成。例如,条体51可以为c形或几字形断面,斜撑53可以为u形或c形断面,檩托52可以为l形断面或角钢。檩条5由条体51、檩托52和斜撑53等组成的结构,可以支撑更加稳定。
46.可以理解,文中使用特定词语来描述本实用新型的实施方式,如“一个实施方式”、“另一实施方式”、和/或“一些实施方式”意指与本实用新型至少一个实施方式相关的某一特征、结构或特点。因此,应强调并注意的是,本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一个实施方式”或“另一实施方式”并不一定是指同一实施方式。此外,本实用新型的一个或多个实施方式中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
47.参见图2至图5,转接臂32和/或连接臂42可以连接在主梁1的上方。转接臂32和连接臂42均可以称之为旋转臂,文中以不同术语进行描述是为了方便描述,二者可以具有相同的示例构造。图11a和图11b以转接臂32为例示出了旋转臂的示例构造,转接臂32可以包括沿南北向延伸的两个长臂323,两个长臂323均为l形断面,并且两者的l形断面的竖直部分323a背对设置,两个长臂323的l形断面的竖直部分323a之间斜置有筋板324,不仅可以将两个长臂323连接在一起,还可以加强整个转接臂32的刚度。图中,转接臂32的北端321和南端322可以均设置有一筋板323。图中,转接臂32的北端321和南端322可以均设置有一穿孔325a、325b,分别用于铰轴穿过而铰接支柱2a(图2中,支撑轴承板22的支板部223的顶部穿孔223b)和跟踪驱动装置3(图中,驱动杆34的自由端341)。图中,两个筋板324分别设置在穿孔325a、325b的北侧,且从北侧朝向南侧向上倾斜,如图11a所示。可以结合图2,这样可以方便支架朝南转动而不干涉铰轴。
48.参见图6,主梁1可以通过连接在主梁1上方的转接件61而铰接于未设置追踪驱动装置3和阻尼装置4的支柱2c的上端。也即,对于设置追踪驱动装置3的支柱2a而言,主梁1可以通过追踪驱动装置3的转接臂32而铰接于对应支柱2a的上端;对于设置阻尼装置4的支柱2b、2d而言,主梁1可以通过阻尼装置4的连接臂42而铰接于对应支柱2b、2d的上端;对于既未设置追踪驱动装置3也未设置阻尼装置4的支柱2c而言,主梁1则可以通过转接件61而铰接于支柱2c的上端。转接件61的示例构造可以结合图6和图10a,转接件61可以包括平板611和从平板611向上凸伸的两个凸耳612,两个凸耳612位于平板611的避让开口613的两侧。图10b还示出了托件62的示例构造,托件62大体类似于转接件61的平板611,为一具有避让开口623的板件。转接件61和托件62可以分别平置于图6中主梁1的上方和下方,可以通过紧固件诸如螺栓分别穿连转接件61的平板611和托件62四个拐角处的穿孔而将转接件61连接在主梁1上方,托件62还可以对主梁1起到承托作用。在一个实施方式中,如图10c所示,前述转接件61也可以使用抱箍螺栓63而固定连接在主梁1的上方,抱箍螺栓63的底段可以对主梁1进行承托。
49.图6中,支柱2可以包括立柱21和连接在立柱21上端的支撑轴承板22,其中,支撑轴承板22例如可以通过焊接或者图示的紧固件221连接至立柱21的上端,而立柱21竖立在支撑面诸如地面g0上,从而提供整个东西轴追日跟踪光伏支架10的支撑基础。立柱21例如可以为h型、c型或矩形断面,图1中,三个以上的立柱21呈东西向布置。
50.通常,东西轴光伏支架中,由主梁、檩条和光伏组件等组成的跟踪转动部分一般设计为对称结构,特别是在南北向上。当跟踪转动部分中的光伏组件表面向上水平放置时,其
垂直断面重心位于主梁上方的南北对称轴线上,也即主梁和光伏组件之间的对称轴线上。立柱支撑的铰轴中心若设计为与跟踪转动部分的重心重合,则由于立柱在主梁的正下方,铰轴中心在主梁的正上方,中间正好隔了一根主梁,无法直接支撑。因此,图2中,铰轴中心x1的垂直中心线(后面将会详述的竖直面p0)相当于从重心处向南水平移动到主梁1的南侧边缘,与立柱1的南北对称轴线一致,通过在立柱21上端设置支撑轴承板22,立柱21可以通过支撑轴承板22贴着主梁1直接支撑铰轴,主梁1的重心大体与其断面中心一致,此时,跟踪转动部分中主梁1的重心大体相对于铰轴中心x1有半个主梁宽度(南北向尺寸)的偏心距。实际操作时,可以通过将主梁1上部的光伏组件20单独向南水平移动,檩条5也可以做相应调整,使跟踪转动部分的重心也水平南移,尽可能与铰轴中心x1重合,进而实现平衡支撑。支撑轴承板22可以是一体的平板件,可以包括贴合在立柱21侧面而与之连接的底板部222以及连接在底板部222上部的支板部223。图中,底板部222在南北向上的尺寸较大,而支板部223在南北向上的尺寸较小。特别地,支板部223的北侧表面223a相对于立柱21的北侧表面向南侧偏移,因而可以避让主梁1,允许主梁1铰接于支柱2的北侧而不至于距离铰轴中心x1太远。主梁1铰接于支板部223在顶部。例如,主梁1可以通过铰轴分别穿连转接件61的穿孔615和支板部223在顶部的穿孔223b而铰接于支板部223的顶部。例如,在支撑轴承板22的(支板部223的)顶部与铰轴的连接处(也即,穿孔223b内)可以装有关节轴承,也可以装设筒形轴承。装设筒形轴承时,主梁1需要尽可能水平布置。而装设关节轴承时,主梁1可以水平布置,也可以与水平面形成一定夹角,一般不大于20
°
。铰轴可以是光滑的转轴,也可以直接使用螺栓,特别是装设关节轴承时。
51.图6示出的实施方式中,支撑轴承板22的底板部222可以通过紧固件221固定在立柱21顶部,立柱21顶部的连接孔可以开成上下形的腰孔,便于微调支撑轴承板22的高度,从而调节铰轴中心x1的高度。主梁1呈东西向水平布置,转接件61置于主梁1上部,托件62置于主梁1下部,如前所述,可以通过紧固件将转接件61固定在主梁1上部。通过铰轴将支撑轴承板22的支板部223与转接件61相连,将整个转动部分支撑在立柱21上。支撑轴承板22的支板部223的北侧表面223a紧贴主梁1南侧,调节角度时,水平布置的光伏组件表面只能顺时针向南转动。
52.前述转接件61和托件62的避让开口613、623上下对齐,可以避让支柱2c的支撑轴承板22的支板部223。主梁1可以通过铰轴穿连转接件61的两个凸耳612和插入两个凸耳612之间的支板部223的顶部(穿孔223b)而铰接于支柱2c。转接件61、托件62、支撑轴承板22和铰轴等共同组成的装置可以称之为平衡支撑装置,可以认为,单根主梁1通过平衡支撑装置水平支撑在立柱21上。由光伏组件20、檩条5和主梁1等组成的跟踪转动部分可以绕着支柱2顶部的铰轴中心x1转动,光伏组件20的表面与水平面之间的夹角也即安装倾角θ由图2所示的0
°
起向南跟踪旋转,跟踪旋转的有效范围可以小于90
°
,例如在0
°‑
70
°
之间。
53.参见图6,在图6示出的水平状态下,也即,在光伏组件20的安装倾角θ为零的状态下,主梁1可以抵接支柱1的位于北侧的表面。支柱1的位于北侧的表面可以包括立柱21的北侧表面以及支板部223的北侧表面223a,其中,主梁1抵接支板部223的北侧表面223a。这样,可以通过抵接而使得主梁1稳定地保持在水平状态。
54.参见图1至图5,支柱2(具体地,立柱21)可以在相应位置a3、a4固连有基座7,借此来铰接追踪驱动装置3和阻尼装置4。可以结合图1和图5,基座7可以包括基板71和从基板向
外凸伸的两个凸耳72,基座7可以通过紧固件将基板71连接在立柱21的南侧表面而固连至支柱2,而两个凸耳72可以供铰接轴穿过,而与追踪驱动装置3(具体地,图中,驱动座33的底部331)或阻尼装置4(具体地,图中,阻尼杆44的自由端441)铰接。在另一实施方式中,基座7可以仅包括两个凸耳72,两个凸耳72直接焊接在立柱21的南侧表面上。
55.上述东西轴追日跟踪光伏支架10中,在中间的立柱21部位可以装设作为跟踪驱动装置3示例的一根电动推杆,用于驱动整个转动部分跟踪转动。电动推杆的一端连接在转接臂32的外端部(也即,南端322),另一端通过基座7铰接在立柱21上,如图1、图2和图3所示。在设计时,在推杆达到最长(即行程达到最大)时,使光伏组件表面设置在水平状态,当推杆收缩时,光伏组件表面朝南旋转,并在推杆达到最短(即行程达到最小)时,使安装倾角θ达到设定的极限跟踪角度,该极限跟踪角度可根据光伏阵列的布置间距、当地的经纬度等条件,综合考虑选定,一般不宜大于90
°
,进一步不宜大于70
°
。这样,既能使电动推杆的有效行程得到充分利用,又能起到跟踪限位作用。
56.上述东西轴追日跟踪光伏支架10中,还可以在两侧立柱21上装设作为阻尼装置4示例的液压阻尼器,从而可以阻止大风时跟踪转动部分产生震荡,液压阻尼器一端铰接连接臂42的外端部,另一端通过基座7铰接在立柱21上,如图1、图4和图5所示。在设计时,可以在作为阻尼杆44的液压杆的上下行程位置均留有行程裕量,即当光伏组件20的表面正好处在水平状态,液压杆的行程接近最大值,液压杆随作为驱动杆34示例的推杆收缩而收缩,在安装倾角θ达到设定的极限跟踪角度时,液压杆的行程接近最小值。液压杆在上下行程均留有一定的行程裕量,可以防止驱动杆34与阻尼杆44之间相互干扰。
57.上述东西轴追日跟踪光伏支架10充分利用东西轴追日跟踪单向朝南调节变化的特点,可以采用平衡支撑方式,从根本上消除跟踪转动部分附加弯矩带来的负面影响,使驱动跟踪更加轻便灵活。
58.图6示出了穿过的铰轴中心x1的竖直面p0,图中竖直面p0还是立柱21在南北向上的对称中心面。图2至图7示出的实施方式中,支板部223的用于抵接主梁1的北侧表面223a与竖直面p0一致。也即,图6示出的水平状态下,主梁1的位于南侧的表面(或者,南侧边缘)可以与竖直面p0一致,也即,主梁1的断面中心o1大体相比于铰轴中心x1向北侧偏移主梁1的一半宽度。
59.上述东西轴追日跟踪光伏支架10中,各铰接处均可以采用关节轴承。例如,驱动杆34的自由端341或者阻尼杆44的自由端441均可以采用关节轴承,相应的铰接轴均可以采用螺栓。
60.上述东西轴追日跟踪光伏支架10,中间立柱2上的跟踪驱动装置3可以驱动整个转动部分跟踪转动,使光伏组件20的表面能实时追踪太阳高度角变化。两侧若干个阻尼装置4可以防止支架遇到阵风时产生震荡,使跟踪转动部分始终保持正确姿态。当大风来临时,也可通过跟踪驱动装置3的作用让跟踪转动部分进入放平避风状态。总体上,上述东西轴追日跟踪光伏支架10是能够实现东西轴实时追日跟踪的光伏阵列支架,可以按照太阳高度角变化规律,使光伏组件20的表面与水平面之间形成的安装倾角θ在0
°
到小于90
°
(例如,70
°
)的范围内,以最佳的倾角姿态实时追踪太阳高度角变化,并能使光伏组件的全年发电量得到更有效的提升。
61.图12a和图12b示出的实施方式中,支板部223的用于抵接主梁1的北侧表面223a相
比于竖直面p0向北侧偏移了一点。也即,图12a示出的水平状态下,主梁1的位于南侧的表面可以相比于竖直面p0向北侧偏移预定距离,该预定距离不足主梁1的宽度的一半。也即,主梁1的断面中心o1大体相比于铰轴中心x1向北侧偏移少于主梁1的一半宽度的距离。
62.如前所述,可以通过上述东西轴追日跟踪光伏支架10的结构设计,移动光伏组件20来进行辅助,使得整个转动部分的重心与铰轴中心x1尽可能重合。在跟踪驱动装置3的驱动力足够大并且支架整体结构优化需要的情况下,如前所述,跟踪转动部分的重心与铰轴中心x1可以不完全重合,而是允许一定的误差,例如,保证这两者的间距尽可能小即可,例如在5cm以内,以使跟踪转动部分呈平衡支撑状态或准平衡支撑状态(也即,跟踪转动部分产生的附加弯矩不影响跟踪驱动)。换言之,在实际工程应用中,跟踪转动部分的重心应尽可能接近铰轴中心x1,但并非一定要完全重合。因此,在结构允许,且跟踪转动部分满足在转动调节范围内支撑轴承板22不干扰光伏组件20在主梁1上连续排列布置的条件下,铰轴中心x1的垂直中心线(竖直面p0)不必一定要移到主梁1的南侧边缘,只要适当南移满足上述条件即可。也即,重心与铰轴中心的偏心距可小于作为主梁1示例的方管的一半宽度,同时,主梁1上部的光伏组件20也只需少量移动即可,在某些场合下,当铰轴中心的垂直中心线(竖直面p0)向南偏移足够小,且跟踪驱动推力足够大时,主梁1上部的光伏组件20可以不移动,也即整个转动部分仍可为对称结构,如图12a和图12b所示。
63.图13a和图13b示出的实施方式中,相比于图12a和图12b示出的实施方式,主梁1的断面为圆形,其截面中心o1为该圆形的圆心。主梁1的位于最南侧的点(实质上,线)可以相比于竖直面p0向北侧偏移预定距离,该预定距离不足主梁1的断面半径。也即,主梁1的断面中心o1大体相比于铰轴中心x1向北侧偏移少于主梁1断面半径的距离。
64.上述东西轴追日跟踪光伏支架充分利用东西轴光伏支架追日跟踪时单向朝南调节变化的特点,将主梁及跟踪驱动装置、阻尼装置分置于支柱的南侧和北侧,使得驱动跟踪更加灵活、轻便。由于东西轴追日跟踪角度变化范围小,更有利于驱动杆直线伸缩诸如电动推杆这种直线驱动方式,相比于电动推杆用于南北轴追日的平单轴跟踪支架的工况,用于东西轴追日跟踪的驱动杆,在同样行程条件下,产生的最小力矩更大,其使用功效几乎成倍增强。另外,与跟踪驱动装置诸如电动推杆相同,阻尼装置诸如液压阻尼器的阻尼功效也是成倍增强。因此,在跟踪驱动装置和阻尼装置功效成倍提升的情况下,整排驱动可以仅在中间装设一个跟踪驱动装置即可实现平稳驱动和避风锁定,无需设置繁杂的联动机构,既节约成本,又便于控制。而且。南北轴追日的平单轴跟踪支架处在大风放平状况时,由于东西两侧均无倚靠,整个转动部分在大风作用下易发生东西向来回晃动的状况,而上述东西轴追日跟踪光伏支架在大风放平时,跟踪转动部分正好处在向北限位位置,大风只能迫使跟踪转动部分向南晃动,因此不会发生南北向来回晃动的问题,即便是发生单向朝南晃动,其晃动幅度也大幅减小,加之两侧的阻尼装置功效成倍增加,使其大风放平时的抗风性能也成倍增强,也即,具有更好的大风放平抗风性能。
65.上述东西轴追日跟踪光伏支架进行实时追日跟踪,能够使得以调节光伏组件安装倾角为手段来提高发电量的东西轴光伏支架年发电增量实现最大化。该东西轴追日跟踪光伏支架可以配置自动控制系统,这样即可实现实时追踪太阳高度角变化,使光伏组件表面始终处在最佳受光角度,进而使光伏组件发电增量最大化。另外,还可与智能发电控制系统相结合,在综合组件双面受光条件、阴晴天气直射光强变化及环境反射条件等因素情况下,
在有效跟踪范围内实现任意时间加任意角度的智能跟踪,满足光伏组件在各种不同光照和反射条件下的发电增量最大化,有效提高光伏电站整体经济效益。
66.本实用新型虽然以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本实用新型,任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内,都可以做出可能的变动和修改。因此,凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰,均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。
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