光伏支架的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種光伏支架，包括主梁和立柱，所述立柱上端通過連接件連接在主梁上形成人字形結(jié)構(gòu)，主梁上端至連接件與連接件至主梁下端之間的距離比為1:2.5～1:3.0，主梁與地面的夾角為30°～40°；所述立柱的底端以及主梁的下端分別與地基固定連接。人字形光伏支架具有結(jié)構(gòu)形式合理、耗材省、造價低、安裝簡單方便等突出優(yōu)點，隨著國內(nèi)光伏電站的逐漸普及，與傳統(tǒng)的支架設(shè)計理念相比具有明顯的優(yōu)勢。
【專利說明】光伏支架
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及太陽能領(lǐng)域，尤其是指一種用于支撐光伏組件的光伏支架。
【背景技術(shù)】
[0002]無論從世界還是從中國來看，常規(guī)能源都是有限的，充分利用可再生能源是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要方式。太陽能是人類取之不盡的可再生資源，伴隨著太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，光伏發(fā)電站項目正在迅速擴(kuò)張。光伏發(fā)電裝置通常設(shè)置在光伏支架上，支撐有光伏發(fā)電裝置的光伏支架排列成預(yù)定的陣列，光伏發(fā)電系統(tǒng)即為該陣列通過電連接而成。因此光伏支架是光伏發(fā)電站的重要組成部分。光伏支架的性能和造價直接影響光伏發(fā)電站的安全運(yùn)行和建設(shè)投資，在保證光伏支架安全性的基礎(chǔ)上降低光伏支架造價對于減少整個光伏發(fā)電站的投資來說意義重大。
[0003]現(xiàn)有的光伏支架一般由主梁、立柱、和斜拉支撐桿組成，主梁斜向架設(shè)在立柱和斜拉支撐桿上，用以承載光伏發(fā)電裝置，立柱垂直固定于地面上，其上端與主梁連接；斜拉支撐桿上端與主梁連接，下端與立柱下端連接，立柱和斜拉支撐桿共同承載主梁的受力。這種光伏支架雖然結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)固，承重也較好，但造價較高。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、安全、造價較低的光伏支架。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案如下:
[0006]光伏支架，包括主梁和立柱，所述立柱上端通過連接件連接在主梁上形成人字形結(jié)構(gòu)，主梁上端至連接件與連接件至主梁下端之間的距離比為1:2.5?1:3.0，主梁與地面的夾角為30°?40° ;所述立柱的底端以及主梁的下端分別與地基固定連接。
[0007]本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述連接件具有本體部和開口部，其中本體部呈空心柱形，用于套設(shè)并安裝于所述主梁上；開口部由所述本體部位于主梁外的相對兩側(cè)斜向下延伸形成，用于安裝于所述立柱上；所述主梁和連接件本體部上設(shè)置有相配裝的安裝孔，立柱和開口部上也設(shè)置有相配裝的安裝孔。
[0008]本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述立柱的底端和主梁的下端分別通過柱腳板與地基螺栓連接，柱腳板外徑大于主梁和立柱外徑，柱腳板焊接在主梁和立柱的下端，柱腳板上焊接點的兩側(cè)對稱設(shè)置有兩個螺栓孔。
[0009]由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型取得的技術(shù)進(jìn)步如下:
[0010]本實用新型舍棄了傳統(tǒng)光伏支架中的斜拉支撐桿結(jié)構(gòu)，利用立柱和主梁構(gòu)造人字形光伏支架，具有結(jié)構(gòu)合理、耗材省、造價低、安裝方便等突出優(yōu)點。
[0011]立柱和主梁通過連接件固定連接，立柱和主梁下端與地基固定連接，三點固定，人字形支架和地面之間形成穩(wěn)定的三角形結(jié)構(gòu)，使得整個光伏支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)固。
[0012]本實用新型中主梁上端至連接點、連接點至主梁下端之間的距離之比為1:2.5?1:3.0，主梁與地面之間的夾角為30°?40°，保證了在荷載最不利組合作用下，各構(gòu)件的應(yīng)力均小于1，支架的受力系統(tǒng)合理，并且主梁的最大撓度<跨度L/250，符合《光伏發(fā)電場設(shè)計規(guī)范》；立柱與主梁通過連接件螺栓連接，主梁下端和立柱下端均焊接柱腳板，柱腳板與地基之間通過螺栓固定連接，整個支架結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，安裝簡單方便。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1:本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2:圖1中B的局部放大圖；
[0015]圖3:連接件的俯視圖；
[0016]圖4:圖1中A的局部放大圖；
[0017]其中:1、主梁，2、立柱，3、連接件，31、安裝孔，4、柱腳板，5、地基，6、太陽能電池板；41、螺栓孔。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作更進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0019]一種光伏支架，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括主梁I和立柱2，立柱2上端通過連接件3螺栓連接在主梁I上，形成人字形結(jié)構(gòu)。主梁I上端至連接點、連接點至主梁I下端之間的距離之比為1:2.5?1:3.0，主梁I與地面的夾角為30°?40°。
[0020]連接件3的結(jié)構(gòu)如圖4所示，具有本體部和開口部，其中本體部呈空心柱形，用于套設(shè)并安裝于所述主梁I上；開口部由本體部位于主梁外的相對兩側(cè)斜向下延伸形成，用于安裝立柱2;所述主梁和連接件本體部上設(shè)置有相配裝的安裝孔31，立柱和開口部上也設(shè)置有相配裝的安裝孔31。
[0021]立柱2的底端以及主梁I的下端與地基5之間分別通過柱腳板4與地基5螺栓連接，如圖2所示。柱腳板外徑大于主梁和立柱外徑，其上對稱設(shè)置有兩個螺栓孔41，如圖3所示，柱腳板焊接在主梁I和立柱2下端。主梁和立柱的長度以現(xiàn)場放樣為準(zhǔn)。
[0022]上面結(jié)合附圖對本實用新型的實施方式作了詳細(xì)說明，但是本實用新型并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以對其做出種種變化。例如，立柱與主梁的連接方式并不僅限于上述的連接方式，也可通過焊接的方式連接，使其更穩(wěn)固；或者通過可調(diào)節(jié)的連接件連接，通過連接件改變立柱和主梁之間的夾角，從而改變主梁與地面的傾斜角，使其具有更廣泛的應(yīng)用性。
[0023]光伏支架設(shè)計所依據(jù)的規(guī)程規(guī)范如下:
[0024]建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50009-2012 ;鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003 ;鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50429-2007 ;冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范GB50018-2002 ;建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2010 ;光伏發(fā)電站設(shè)計規(guī)范GB50797-2012
[0025]在本實施例中，光伏支架承載的光伏電池組件規(guī)格為1636mX3.2m，光伏支架荷載組合、計算原理、分析方法如下:
[0026]恒載標(biāo)準(zhǔn)值:0.19/(1.636*0.994) =0.117KN/m2 ；
[0027]活載標(biāo)準(zhǔn)值:0.062 KN/m2 ；
[0028]風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值:0.585 KN/m2。[0029]計算斜梁時，斜梁上按集中荷載:
[0030]恒載:0.117*1.636*0.994/2=0.094 KN (垂直向下)；
[0031]活載:0.062*1.636*0.994/2=0.05 KN (垂直向下)；
[0032]風(fēng)載:0.585*1.636*0.994/2=0.476KN (垂直 36 度方向)。
[0033]計算單榀整體模型時，取一塊電池組件，最大跨度為3.2米計算:
[0034]單跨斜梁自重:2.72*3.2 = 8.704Kg=0.087 KN ；
[0035]恒載:0.117*1.636*3.2/2=0.306K ；
[0036]活載:0.062*1.636*3.2/2=0.162KN ；
[0037]風(fēng)載:0.585*1.636*3.2/2=1.53KN。
[0038]本實施例中的光伏支架其連接件設(shè)置在主梁的中上部，主梁上端至連接件與連接件至主梁下端之間的距離比為1: 3.0，主梁與地面的夾角為35°。
[0039]經(jīng)計算，在荷載最不利組合作用下，各構(gòu)件的應(yīng)力均小于1，滿足要求。
[0040]根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB 50009 一 2012》，計算撓度應(yīng)用最不利荷載組合的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行驗算。經(jīng)驗算，鋼構(gòu)件的最大撓度<跨度L/250，符合《光伏發(fā)電場設(shè)計規(guī)范》。
[0041]如采用傳統(tǒng)光伏支架，其主材的用鋼量為44.52t/MW，造價40.07萬元；如采用本實用新型的人字形光伏支架，其主材的用鋼量為35.91t/MW，造價32.32萬元，其中，鋼材用量節(jié)省19.34%，造價降低19.34%ο
[0042]人字形光伏支架具有結(jié)構(gòu)形式合理、耗材省、造價低、安裝方便等突出優(yōu)點，隨著國內(nèi)光伏電站的逐漸普及，與傳統(tǒng)的支架設(shè)計理念相比具有明顯的優(yōu)勢。
【權(quán)利要求】
1.光伏支架，包括主梁(I)和立柱(2)，其特征在于:所述立柱(2)上端通過連接件(3)連接在主梁(I)上形成人字形結(jié)構(gòu)，主梁(I)上端至連接件與連接件至主梁(I)下端之間的距離比為1:2.5?1:3.0，主梁(I)與地面的夾角為30°?40° ;所述立柱(2)的底端以及主梁(I)的下端分別與地基(5)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏支架，其特征在于:所述連接件(3)具有本體部和開口部，其中本體部呈空心柱形，用于套設(shè)并安裝于所述主梁(I)上；開口部由所述本體部位于主梁外的相對兩側(cè)斜向下延伸形成，用于安裝于所述立柱(2)上；所述主梁和連接件本體部上設(shè)置有相配裝的安裝孔(31 )，立柱和開口部上也設(shè)置有相配裝的安裝孔(31)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏支架，其特征在于:所述立柱(2)的底端和主梁(I)的下端分別通過柱腳板(4)與地基(5)螺栓連接，柱腳板外徑大于主梁和立柱外徑，柱腳板焊接在主梁(I)和立柱(2)的下端，柱腳板上焊接點的兩側(cè)對稱設(shè)置有兩個螺栓孔(41)。
【文檔編號】H02S20/10GK203691327SQ201420034834
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】石俊敏, 李娜, 巴德新, 張巖峰, 王健飛, 王冉, 靳紅霞, 張 浩, 蘇毅, 路偉 申請人:河北省電力勘測設(shè)計研究院