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平单轴光伏支架系统的抗风加固系统的制作方法

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1.本实用新型属于光伏技术领域,涉及抗风加固,具体地说是一种平单轴光伏支架系统的抗风加固系统。


背景技术:

2.太阳能等可再生能源是解决环境污染,实现可持续发展的首选能源,目前太阳能
3.转化为电能常用的是光伏板,但是光伏板的支架机构被强风破坏的现象较为普遍。一般的支架机构形式基本为立柱

转动机构系统

主轴

平板支架体系

光伏板,转动机构系统承担着光伏板跟踪太阳的机能,同时又承担着各种状态下的光伏板及其平板支架体系的全部结构荷载,动静结合,拉压弯剪扭等应力状态复合叠加,受力状态较为复杂,节点受力很大,转动机构及主轴成为整体结构的薄弱点。现有的光伏系统大多数都是通过转动执行机构的锁止来保持平单轴光伏支架系统处于抗风的水平位,由于转动执行机构强度通常大幅低于固定结构系统,且对变形控制能力较弱。在大风等极端天气条件下,光伏系统通常的设计模型为光伏板水平放置并锁止的迎风面最小状态,以受力最小的受力状态保障系统安全,但是实际风场中,光伏系统的支架机构的影响因素很多,气流贴近地面且受到周边环境影响、多组光伏系统改变风向的影响,风场中紊流、湍流、涡流等状态非常复杂;光伏系统受到较大的、波动的、不均匀的分布荷载,支架机构会出现振动、波动、摆动,继而出现超出设计模型的受力状态;动力作用引发变形,变形增大受力,增大的受力增大变形,恶性循环直至转动执行机构损坏、系统扭曲、倾覆、倒塌破坏。


技术实现要素:

4.本实用新型的目的,是要提供一种平单轴光伏支架系统的抗风加固系统,以增大平单轴光伏支架系统的抗扭转刚度,同时,保障平单轴光伏支架系统正常使用时的转动特性。
5.本实用新型为实现上述目的,所采用的技术方法如下:
6.一种平单轴光伏支架系统的抗风加固系统,基于平单轴光伏支架系统设置,平单轴光伏支架系统包括光伏板、横向支撑梁、立柱、主轴主梁、转动机构和自动控制机构,光伏板的底面设置有多个横向支撑梁和一个与横向支撑梁垂直的主轴主梁,成排设置的多个立柱通过转动机构与主轴主梁转动连接,自动控制机构与转动机构连接,控制光伏板的转动,平单轴光伏支架系统的抗风加固系统包括连接梁、钢丝绳和钢丝绳绳长调节装置,连接梁设置在光伏板底面主轴主梁的两侧,相邻两个横向支撑梁之间,并与相邻两个横向支撑梁固定连接;每个立柱上均安装有调节钢丝绳的绳长的钢丝绳绳长调节装置,钢丝绳缠绕于绳长调节装置后,其第一端与主轴主梁一侧的连接梁固定连接,其第二端与主轴主梁另一侧的连接梁固定连接。
7.作为限定:钢丝绳绳长调节装置上安装有与自动控制机构联动的限位机构,钢丝绳的绳长调节完成后自动控制机构控制限位机构锁定钢丝绳长调节装置。
8.作为进一步限定:钢丝绳绳长调节装置为弹性自锁轴滑轮,弹性自锁轴滑轮包括滑轮,滑轮内部中心位置设置有芯轴,以芯轴沿滑轮半径的方向设置有八条滑轨,相邻两条滑轨之间的角度为45
°
,每条滑轨上均安装有与其相适配的弹力轴滑块,钢丝绳缠绕在八个弹力轴滑块远离芯轴的外表面上,芯轴的第一端依次穿过滑轮壳体、立柱和限位机构中的钳式电磁阀的阀孔,限位机构中还包括继电器,钳式电磁阀通过继电器与自动控制机构连接,芯轴上设置有环形增阻槽,环形增阻槽在芯轴上的位置,与光伏板处于水平位置时钳式电磁阀的夹持位置相对应;芯轴的第二端穿过滑轮壳体,套设有弹簧,弹簧的一端固设在滑轮壳体上,弹簧的另一端固定在芯轴的第二端,芯轴的第二端还固设有伞骨支撑架,伞骨式支撑架包括八个支撑架,每个支撑架的第一端与其芯轴固定连接,每个支撑架的第二端与其相对应的弹力轴滑块连接,滑轮壳体的第一表面开设有与八个支撑架相适应的滑槽供伞骨式支撑架的八个支撑架滑动,滑轮壳体的第二表面固定在立柱上。
9.作为另一种限定:钢丝绳绳长调节装置为两个自动回弹轮,分别为第一自动回弹轮和第二自动回弹轮,第一自动回弹轮和第二自动回弹轮分别安装在立柱的两侧,第一自动回弹轮和第二自动回弹轮内部中心位置均设有中心轴,中心轴上设有发条弹簧,发条弹簧的一端固定设置在中性轴上,采用两根钢丝绳分别与第一自动回弹轮和第二自动回弹轮中的发条弹簧的另一端固定连接,两根钢丝绳分别缠绕在第一自动回弹轮和第二自动回弹轮发条弹簧的外圈上,一根钢丝绳的第一端穿过第一自动回弹轮的钢丝绳出口,与主轴主梁一侧的连接梁固定连接,另一根钢丝绳的第二端穿过第二自动回弹轮的钢丝绳出口,与主轴主梁另一侧的连接梁固定连接;限位机构包括抱夹和电动插销,第一自动回弹轮和第二自动回弹轮的钢丝绳出口处均设有抱夹,抱夹外侧设有电动插销,电动插销与自动控制系统连接。
10.作为第三种限定:调节装置为滑动轮轴装置,滑动轮轴装置包括滑轮,钢丝绳缠绕在滑轮上,滑轮壳体的第一表面和第二表面均设置有加劲板,第一表面和第二表面的加劲板之间固设有定位栓,定位栓上连接弹簧的一端,弹簧的另一端固定连接在固定框架上,固定框架固定安装在立柱的一面,固定框架内部设有与定位栓相适应的竖直的滑动滑轨,立柱的另一面固定安装有限位机构,限位机构包括电动插销,电动插销与自动控制系统连接,滑轮上设置有与电动插销相适应的锁止孔。
11.本实用新型由于采用了上述方案,与现有技术相比,所取得的有益效果是:
12.(1)本实用新型提供的一种平单轴光伏支架系统的抗风加固系统,通过设置连接梁和钢丝绳,将平单轴光伏支架系统中的主轴主梁根部的扭曲荷载分散到各个支柱位置,改善了平单轴光伏支架系统中的应力状态,减小了集中力,增强了平单轴光伏支架系统的强度和稳定性;
13.(2)本实用新型提供的一种平单轴光伏支架系统的抗风加固系统,通过锁定钢丝绳两端和钢丝绳绳长调节装置这三个固定点之间的相对长度,可以在光伏板受风摆动、波动时有效约束其幅度,传递风荷载,将主轴主梁受到的扭矩转化成为系统各构件轴力,大大优化了各构件受力状态,降低了系统变形量和内应力;
14.(3)本实用新型提供的一种平单轴光伏支架系统的抗风加固系统,利用钢丝绳抗拉强度高、抗压强度为零的特性,配合平单轴光伏支架系统形成柔性约束的抗风加固系统,起到一定的阻尼效果,进一步减小了平单轴光伏支架系统的内应力。
15.本实用新型适用于平单轴光伏支架系统。
附图说明
16.下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。
17.图1为本实用新型实施例1的平单轴光伏支架系统和抗风加固系统的结构示意图;
18.图2为本实用新型实施例1的平单轴光伏支架系统的抗风加固系统的结构示意图;
19.图3为本实用新型实施例1的平单轴光伏支架系统的抗风加固系统安装位置的结构示意图;
20.图4为本实用新型实施例1的钢丝绳绳长调节装置的伞骨式支撑架收缩状态的主视图;
21.图5为本实用新型实施例1的钢丝绳绳长调节装置的伞骨式支撑架收缩状态的左视图;
22.图6为本实用新型实施例1的钢丝绳绳长调节装置的伞骨式支撑架收缩状态的剖视图;
23.图7为本实用新型实施例1的钢丝绳绳长调节装置的伞骨式支撑架张开状态的主视图;
24.图8为本实用新型实施例1的钢丝绳绳长调节装置的伞骨式支撑架张开状态的左视图;
25.图9为本实用新型实施例1的钢丝绳绳长调节装置的伞骨式支撑架张开状态的剖视图;
26.图10为本实用新型实施例2的钢丝绳绳长调节装置的剖面示意图;
27.图11为本实用新型实施例3的钢丝绳绳长调节装置正面的剖面示意图;
28.图12为本实用新型实施例3的钢丝绳绳长调节装置侧面的剖面示意图;
29.图中:1、光伏板;2、主轴主梁;3、横向支撑梁;4、立柱;5、连接梁;6、钢丝绳;7、钢丝绳绳长调节装置;8、芯轴;9、支撑架;10、滑槽;11、弹力轴滑块;12、滑轨;13、弹簧;14、限位机构;15、环形增阻槽;16、滑轮;17、中心轴;18、发条弹簧;19、抱夹;20、电动插销;21、固定框架;22、加劲板;23、滑动滑轨;24、定位栓;25、锁止孔。
具体实施方式
30.下面结合实施例对本实用新型作进一步说明,但本领域的技术人员应当理解,本实用新型并不限于以下实施例,任何在本实用新型具体实施例基础上做出的改进和等效变化,都在本实用新型权利要求保护的范围之内。
31.实施例1一种平单轴光伏支架系统的抗风加固系统
32.一种平单轴光伏支架系统的抗风加固系统,基于平单轴光伏支架系统设置,如图1所示,平单轴光伏支架系统包括光伏板1、横向支撑梁3、立柱4、主轴主梁2、转动机构和自动控制机构,光伏板1的底面设置有多个横向支撑梁3和一个与横向支撑梁3垂直的主轴主梁2,成排设置的多个立柱4通过转动机构与主轴主梁2转动连接,自动控制机构与转动机构连接,控制光伏板1的转动,平单轴光伏支架系统的抗风加固系统的安装位置如图3所示,其结构如图2所示,包括连接梁5、钢丝绳6和钢丝绳绳长调节装置7,连接梁5设置在光伏板1底面
主轴主梁2的两侧,相邻两个横向支撑梁3之间,并与相邻两个横向支撑梁3固定连接;每个立柱4上均安装有调节钢丝绳6的绳长的钢丝绳绳长调节装置7,钢丝绳6缠绕于绳长调节装置后,其第一端通过吊环与主轴主梁2一侧的连接梁5固定连接,并通过绳卡固定,其第二端通过吊环与主轴主梁2另一侧的连接梁5固定连接,并通过绳卡固定;钢丝绳绳长调节装置7为弹性自锁轴滑轮,其结构如图4-9所示,弹性自锁轴滑轮包括滑轮16,滑轮16内部中心位置设置有芯轴8,以芯轴8沿滑轮16半径的方向设置有八条滑轨12,相邻两条滑轨12之间的角度为45
°
,每条滑轨12上均安装有与其相适配的弹力轴滑块11,钢丝绳6缠绕在八个弹力轴滑块11远离芯轴8的外表面上,芯轴8的第一端依次穿过滑轮16壳体、立柱4和限位机构14中的钳式电磁阀的阀孔,限位机构14中还包括继电器,钳式电磁阀通过继电器与自动控制机构连接,芯轴8上设置有环形增阻槽15,环形增阻槽15在芯轴8上的位置,与光伏板1处于水平位置时钳式电磁阀的夹持位置相对应;芯轴8的第二端穿过滑轮16壳体,套设有弹簧13,弹簧13的一端固设在滑轮16壳体上,弹簧13的另一端固定在芯轴8的第二端,芯轴8的第二端还固设有伞骨支撑架9,伞骨式支撑架包括八个支撑架9,每个支撑架9的第一端与其芯轴8固定连接,每个支撑架9的第二端与其相对应的弹力轴滑块11连接,滑轮16壳体的第一表面开设有与八个支撑架9相适应的滑槽10供伞骨式支撑架的八个支撑架9滑动,滑轮16壳体的第二表面固定在立柱4上。
33.本实施例的工作原理为:光伏板1工作时,自动控制系统控制光伏板1跟随太阳转动,连接梁5拉动钢丝绳6,钢丝绳6随之变化表观长度,进而带动弹性自锁轴滑轮中的弾性轴滑块沿滑轨12移动,使得钢丝绳6时刻处于绷紧状态;当光伏板1处于水平保护状态时,钢丝绳6表观长度最长,弾性轴滑块处于滑轨12中距离芯轴8最近的位置,芯轴8的第二端距离滑轮16壳体的第一表面最远,弹簧13长度最长且处于拉力最大状态,自动控制系统通过继电器控制电磁阀断电,夹持在芯轴8的环形增阻槽15的位置;当光伏板1处于
±
45
°
位置时,钢丝绳6表观长度最短,弾性轴滑块处于滑轨12中距离芯轴8最远的位置,芯轴8的第二端距离滑轮16壳体的第一表面最近,弹簧13长度最短且处于平衡状态。
34.实施例2一种平单轴光伏支架系统的抗风加固系统
35.本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同,在本实施例中未作解释的特征,采用实施例1中的解释,在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的不同之处为:钢丝绳绳长调节装置7为两个自动回弹轮,分别为第一自动回弹轮和第二自动回弹轮,自动回弹轮的结构如图10所示,第一自动回弹轮和第二自动回弹轮分别安装在立柱4的两侧,第一自动回弹轮和第二自动回弹轮内部中心位置均设有中心轴17,中心轴17上设有发条弹簧18,发条弹簧18的一端固定设置在中性轴上,采用两根钢丝绳6分别与第一自动回弹轮和第二自动回弹轮中的发条弹簧18的另一端固定连接,两根钢丝绳6分别缠绕在第一自动回弹轮和第二自动回弹轮发条弹簧13的外圈上,一根钢丝绳6的第一端穿过第一自动回弹轮的钢丝绳6出口,通过吊环与主轴主梁2一侧的连接梁5固定连接,并通过绳卡固定,另一根钢丝绳6的第二端穿过第二自动回弹轮的钢丝绳6出口,通过吊环与主轴主梁2另一侧的连接梁5固定连接,并通过绳卡固定;限位机构14包括抱夹19和电动插销20,第一自动回弹轮和第二自动回弹轮的钢丝绳6出口处均设有抱夹19,抱夹19外侧设有电动插销20,电动插销20与自动控制系统连接。
36.本实施例的工作原理:光伏板1工作时,自动控制系统控制光伏板1跟随太阳转动,
连接梁5拉动钢丝绳6,钢丝绳6随之变化长度,进而带动第一自动回弹轮和第二自动回弹轮中的钢丝绳6拉长或收回;当光伏板1处于水平保护状态时,第一自动回弹轮和第二自动回弹轮中的钢丝绳6拉长长度相同,自动控制系统控制电动插销20断电伸出,按住抱夹19进而锁定钢丝绳6的长度;当光伏板1处于
±
45
°
位置时,第一自动回弹轮中的钢丝绳6拉长长度最短或最长,第二自动回弹轮中的钢丝绳6拉长长度最长或最短。
37.实施例3一种平单轴光伏支架系统的抗风加固系统
38.本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同,在本实施例中未作解释的特征,采用实施例1中的解释,在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的不同之处为:调节装置为滑动轮轴装置,其结构如图11-12所示,滑动轮轴装置包括滑轮16,钢丝绳6缠绕在滑轮16上,滑轮16壳体的第一表面和第二表面均设置有加劲板22,第一表面和第二表面的加劲板22之间固设有定位栓24,定位栓24上连接弹簧13的一端,弹簧13的另一端固定连接在固定框架21上,固定框架21固定安装在立柱4的一面,固定框架21内部设有与定位栓24相适应的竖直的滑动滑轨23,立柱4的另一面固定安装有限位机构14,限位机构14包括电动插销20,电动插销20与自动控制系统连接,滑轮16上设置有与电动插销20相适应的锁止孔25。
39.本实施例的工作原理:光伏板1工作时,自动控制系统控制光伏板1跟随太阳转动,连接梁5拉动钢丝绳6,进而带动定位栓24在滑动滑轨23内上下移动;当光伏板1处于水平保护状态时,定位栓24在滑动滑轨23内上下移动,使得钢丝绳6绷紧,自动控制系统控制电动插销20断电伸出,穿过立柱4及滑轮16上的锁止孔25,锁定滑轮16的位置;当光伏板1处于
±
45
°
位置时,定位栓24在滑动滑轨23内上下移动,绷紧钢丝绳6。

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