一种光伏立柱、光伏支架及光伏发电装置的制作方法

1.本实用新型涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏立柱、光伏支架及光伏发电装置。


背景技术：

2.光伏发电装置是当前最主要的太阳能利用形式之一，光伏发电装置是根据光生伏特效应原理，将太阳光能直接转化为电能。现有的光伏发电装置通常采用光伏支架来支撑固定光伏组件，光伏支架主要包括立柱以及主梁，立柱用于支撑主梁，主梁能够带动光伏组件随着太阳的移动而转动，以保证太阳光尽可能地垂直照射在光伏组件上。
3.立柱在支撑主梁和光伏组件的过程中，风吹动光伏组件进而将风力传导到立柱顶部，使得立柱承受弯矩。随着光伏组件的尺寸越来越大，再加上立柱需要将主梁和光伏组件支撑在较高的位置上，使得立柱承受的弯矩越来越大。现有立柱的横截面通常为圆形，为了保证立柱具有较好的抗弯性能，整个立柱横截面的尺寸很大，大大增加了成本。
4.因此，亟需发明一种光伏立柱、光伏支架及光伏发电装置，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种光伏立柱、光伏支架及光伏发电装置，能够保证立柱的抗弯强度，还能够减少立柱材料的使用量，降低成本。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种光伏立柱，包括：
8.立柱，所述立柱包括第一钢板以及第二钢板，所述第一钢板的两端对称连接有所述第二钢板，以使所述立柱的横截面呈h型，并且所述立柱采用变截面形状，所述立柱底部截面的尺寸大于所述立柱顶部截面的尺寸。
9.作为优选方案，所述立柱顶部截面的尺寸恒定。
10.作为优选方案，所述光伏立柱还包括：
11.连接组件，设置在所述立柱的顶部，所述连接组件被配置为将主梁转动连接在所述立柱上。
12.作为优选方案，所述连接组件包括：
13.连接件，设置在所述立柱的顶部；
14.轴承安装座，设置在所述连接件上；以及
15.轴承，所述轴承转动穿设在所述轴承安装座内，并且所述轴承套设在所述主梁的外周上。
16.作为优选方案，所述连接件包括u型固定板、支撑板以及安装平板，所述支撑板的两端分别连接有所述u型固定板和所述安装平板，所述安装平板与所述轴承安装座相连接，所述u型固定板套设固定在所述立柱的顶部。
17.作为优选方案，所述u型固定板的顶板与所述立柱的顶端相贴合，所述u型固定板
的两个侧板沿背离所述立柱的方向倾斜设置。
18.作为优选方案，所述u型固定板的两个侧板朝向所述立柱的一侧设置有锯齿结构。
19.作为优选方案，所述支撑板上开设有第一减重孔；
20.所述轴承安装座上开设有第二减重孔。
21.作为优选方案，所述连接组件还包括锁紧件，所述轴承安装座上开设有避让孔，所述避让孔的孔壁上开设有第一安装孔，所述安装平板上开设有沿其宽度方向延伸的长腰孔，所述锁紧件依次穿过所述长腰孔和所述第一安装孔。
22.作为优选方案，所述安装平板的宽度大于所述u型固定板和所述支撑板的宽度，所述安装平板宽出所述u型固定板和所述支撑板的部位开设有所述长腰孔。
23.作为优选方案，所述避让孔的内部设置有限位板，所述限位板被配置为能够限制所述锁紧件回转。
24.一种光伏支架，包括如上所述的光伏立柱。
25.一种光伏发电装置，包括如上所述的光伏支架。
26.本实用新型的有益效果：
27.本实用新型提供了一种光伏立柱，通过将立柱的横截面设计成h型，增强了立柱的抗弯性能。此外，立柱采用变截面形状，立柱底部截面的尺寸大于立柱顶部截面的尺寸，使得立柱底部截面抗弯模量大于立柱顶部截面抗弯模量，保证立柱在大应力部位的截面尺寸大于在小应力部位处的截面尺寸，合理利用立柱的应力比，在保证立柱抗弯强度和稳定性的情况下，减少了立柱材料的使用量，大大降低了成本。
28.本实用新型还提供了一种光伏支架，通过应用上述光伏立柱，在保证立柱抗弯强度和稳定性的情况下，减少了立柱材料的使用量，大大降低了成本。
29.本实用新型还提供了一种光伏发电装置，通过应用上述光伏支架，在保证立柱抗弯强度和稳定性的情况下，减少了立柱材料的使用量，大大降低了成本。
附图说明
30.图1是本实用新型实施例提供的光伏立柱的结构示意图；
31.图2是本实用新型实施例提供的立柱的截面图；
32.图3是本实用新型实施例提供的连接组件的剖视图；
33.图4是本实用新型实施例提供的连接件的结构示意图；
34.图5是本实用新型实施例提供的轴承安装座的结构示意图。
35.图中：
36.1、立柱；11、第一钢板；12、第二钢板；
37.2、连接组件；21、连接件；211、u型固定板；2111、锯齿结构；2112、第二安装孔；212、支撑板；2121、第一减重孔；213、安装平板；2131、长腰孔；22、轴承安装座；221、第二减重孔；222、避让孔；2221、第一安装孔；2222、限位板；22221、挡臂；23、轴承；24、锁紧件；241、螺栓；242、螺母；243、垫片；25、紧固件。
具体实施方式
38.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
39.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
42.本实施例提供了一种光伏发电装置，用于将太阳能发出的光能转变为电能。具体而言，光伏发电装置包括光伏支架以及光伏组件，其中，光伏组件为光伏发电装置中的核心部件，能够将光能转变为电能，光伏支架用于支撑固定光伏组件，并且该光伏支架能够适用于平地和水面打桩电站，可以应用在农光互补、渔光互补等光伏项目中，具有较高的通用性。
43.具体而言，光伏支架包括光伏立柱、主梁以及安装檩条，其中，安装檩条设置在主梁上，安装檩条用于固定光伏组件，光伏立柱用于支撑主梁，并且主梁能够相对于光伏立柱转动，使得主梁能够带动安装檩条和光伏组件随着太阳的移动而转动，以保证太阳光尽可能地垂直照射在光伏组件上，保证光伏组件的发电效率。
44.光伏立柱在支撑主梁和光伏组件的过程中，风吹动光伏组件进而将风力传导到光伏立柱的顶部，使得光伏立柱承受弯矩。随着光伏组件的尺寸越来越大，再加上光伏立柱需要将主梁和光伏组件支撑在较高的位置上，使得光伏立柱承受的弯矩越来越大。现有的光伏立柱的横截面通常为圆形，为了保证光伏立柱具有较好的抗弯性能，整个光伏立柱的横截面的尺寸很大，虽然增加了光伏立柱的抗弯性能，但是大大增加了光伏立柱的成本。
45.为了解决上述问题，如图1和图2所示，本实施例提供了一种光伏立柱，该光伏立柱包括立柱1，立柱1用于支撑主梁，立柱1包括第一钢板11以及第二钢板12，第一钢板11的两端对称连接有第二钢板12，以使立柱1的横截面呈h型，并且立柱1采用变截面形状，立柱1底部截面的尺寸大于立柱1顶部截面的尺寸。通过将立柱1的横截面设计成h型，增强了立柱1的抗弯性能。此外，立柱1采用变截面形状，立柱1底部截面的尺寸大于立柱1顶部截面的尺寸，使得立柱1底部截面抗弯模量大于立柱1顶部截面抗弯模量，保证立柱1在大应力部位的截面尺寸大于在小应力部位处的截面尺寸，合理利用立柱1的应力比，在保证立柱1抗弯强度和稳定性的情况下，减少了立柱1材料的使用量，大大降低了成本。在本实施例中，立柱1可以选用钢材制成，保证立柱1的结构强度。
46.需要说明的是，如图1所示，由于立柱1从顶部到底部承受的弯矩逐渐增大，因此可将立柱1顶部截面的尺寸到底部截面的尺寸逐渐增大。
47.优选地，立柱1顶部截面的尺寸恒定，可以使立柱1和主梁之间连接的零件的设计标准化、模块化，从而可大幅降低不同光伏项目光伏支架的设计周期，降低生产零件的模具成本，达到批量化加工的目的。
48.在本实施例中，如图1所示，光伏立柱还包括连接组件2，连接组件2设置在立柱1的顶部，连接组件2用于将主梁转动连接在立柱1上，从而实现主梁与立柱1之间的转动连接。
49.结合图1对连接组件2的具体结构进行说明，如图1所示，连接组件2包括连接件21、轴承安装座22以及轴承23，连接件21设置在立柱1的顶部，轴承安装座22设置在连接件21上，轴承23转动穿设在轴承安装座22内，并且轴承23套设在主梁的外周上，轴承23相对于轴承安装座22转动，从而带动主梁和光伏组件转动。具体而言，连接件21和轴承安装座22均采用铝合金挤压成型，加工方便，也便于进行安装。通过设置轴承23，也大大降低了连接组件2与主梁之间的摩擦阻力，更加便于主梁的转动。
50.结合图3对连接件21的具体结构进行说明，如图3所示，连接件21包括u型固定板211、支撑板212以及安装平板213，支撑板212的两端分别连接有u型固定板211和安装平板213，安装平板213与轴承安装座22相连接，u型固定板211套设固定在立柱1的顶部。通过设计u型固定板211，能够增大连接件21与立柱1顶部的安装面积，从而提高连接件21与立柱1之间的安装稳定性。此外，通过将轴承安装座22安装在安装平板213上，由于安装平板213的安装面为平面，能够保证轴承安装座22与安装平板213连接地更加平稳，增强连接的可靠性。
51.优选地，如图3所示，u型固定板211的顶板与立柱1的顶端相贴合，u型固定板211的两个侧板沿背离立柱1的方向倾斜设置。该设置方式使得u型固定板211与变截面的立柱1安装配合地更加紧密，提高了两者安装的稳固性。具体而言，u型固定板211的两个侧板上均开设有第二安装孔2112，紧固件25穿过第二安装孔2112旋入立柱1上，从而实现u型固定板211与立柱1的紧固安装。具体而言，紧固件25可以为螺栓等连接方式，螺栓连接为可拆卸连接，并且具有连接可靠、成本低的优点。
52.进一步地，如图4所示，u型固定板211的两个侧板朝向立柱1的一侧设置有锯齿结构2111。通过设置锯齿结构2111，增加了u型固定板211的两个侧板与立柱1之间的摩擦力，进一步增加了u型固定板211与立柱1连接固定的可靠性。
53.在本实施例中，如图3和图4所示，支撑板212上开设有第一减重孔2121，不仅减轻了支撑板212的重量，节省了支撑板212的使用材料，降低成本，也增强了支撑板212的结构强度。
54.优选地，如图3所示，轴承安装座22上开设有第二减重孔221，不仅减轻了轴承安装座22的重量，节省了轴承安装座22的使用材料，降低了成本，也增强了轴承安装座22的结构强度。
55.此外，如图3所示，连接组件2还包括锁紧件24，轴承安装座22上开设有避让孔222，避让孔222的孔壁上开设有第一安装孔2221，安装平板213上开设有沿其宽度方向延伸的长腰孔2131，锁紧件24依次穿过长腰孔2131和第一安装孔2221，从而将轴承安装座22锁紧固定在安装平板213上。通过在轴承安装座22上开设有避让孔222，为锁紧件24的紧固安装提
供避让作用。此外，通过设置长腰孔2131，能够沿安装平板213宽度方向调节安装平板213与轴承安装座22固定的位置，使得调节更加灵活，保证安装平板213能够匹配安装不同宽度的轴承安装座22。
56.优选地，如图3所述，锁紧件24包括螺栓241、螺母242以及垫片243，第一安装孔2221的上方设置有垫片243，长腰孔2131的下方也设置有垫片243，螺栓242依次穿过长腰孔2131下方的垫片243、长腰孔2131、第一安装孔2221以及第一安装孔2221上方的垫片243，然后螺母242旋拧在螺栓241上并与第一安装孔2221上方的垫片243相抵接，从而实现锁紧件24对轴承安装座22和安装平板213的锁紧紧固。通过设置、螺母242以及垫片243，不仅能够保证连接的可靠性，还能够起到减震防松的效果。需要说明的是，在本实施例中，紧固件25的结构与锁紧件24的结构相同，从而保证u型固定板211与立柱1连接的可靠性。
57.为了便于安装锁紧件24，如图3所示，安装平板213的宽度大于u型固定板211和支撑板212的宽度，安装平板213宽出u型固定板211和支撑板212的部位开设有长腰孔2131。该设置方式能够保证锁紧件24安装在安装平板213宽出u型固定板211和支撑板212的部位，从而避免u型固定板211和支撑板212对锁紧件24的安装造成干涉，预留出足够的安装空间，也便于通过电动扳手等工具实现对锁紧件24的紧固，操作更加便捷。
58.为了防止锁紧件24发生回转松动，如图5所示，避让孔222的内部设置有限位板2222，限位板2222能够限制螺母242回转，从而防止锁紧件24发生松动，保证锁紧件24的锁紧效果。
59.具体而言，如图5所示，限位板2222包括两组间隔设置的挡臂22221，两个挡臂22221均固定在避让孔222的孔壁上，螺母242为六角螺母，两组挡臂22221之间的间距需要大于六角螺母内切圆的直径，并且两个挡臂22221之间的间距需要小于六角螺母外切圆的直径，该设置方式能够保证六角螺母沿着内切圆的直径的两侧放置在两个挡臂22221之间，也能够防止六角螺母在两个侧挡臂22221进行转动，使得两个挡臂22221对六角螺母的回转起到限位作用。
60.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。