專利名稱：太陽能電池組件支架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能電池組件支架，特別是涉及一種能自動調(diào)整太陽能電池組件的受光面的太陽能電池組件支架。
背景技術(shù)：
目前市場現(xiàn)有的太陽能電池組件的支架系統(tǒng)較為常見的是固定系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)最多也只能調(diào)節(jié)支架的水平傾角而后就不能轉(zhuǎn)動了。圖I所示為一現(xiàn)有的立柱式固定支架系統(tǒng)。在使用時，具有如下缺點圖I所示的這種固定支架系統(tǒng)，為了更好的獲得采光量，需要將其朝著正南方向放置。在除了正午的一段時間外，太陽能電池組件陣列不能改變水平傾角，這使其在采光量上處于不利狀態(tài)，在早晨和傍晚時刻甚至會出現(xiàn)太陽能電池組件表面被自身陰影遮擋的情況。 還有一種現(xiàn)有的太陽能電池組件的支架系統(tǒng)，即如圖2所示的矩陣式支架系統(tǒng)，多數(shù)地區(qū)該太陽能電池組件陣列的最佳水平傾角較小，這樣就要求支架前后立柱間的距離較大，由此整個太陽能電池組件陣列所占用的土地面積也隨之增大。除此之外，太陽能電池組件陣列的基礎(chǔ)施工比較復(fù)雜；為了符合底座基礎(chǔ)，需要將前后的基坑連接為一整體，這樣就增加了基礎(chǔ)混凝土和鋼筋的用料，加大了施工成本。除了以上缺陷之外，固定式的支架系統(tǒng)由于支架所在平面與水平面的夾角無法改變，使得太陽光線在大部分時刻都無法垂直入射至該太陽能電池組件，由此太陽能的利用率大大降低，從而反向增加了發(fā)電成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的太陽能電池組件支架無法實時跟蹤太陽的運動軌跡、無法保證每一時刻的太陽光線均垂直入射、太陽光的能量無法被充分利用、發(fā)光效率低的缺陷，提供一種實時跟蹤太陽的運動軌跡、使得每一時刻的太陽光線均能垂直入射至該太陽能組件的表面并且太陽光的能量被充分利用的太陽能電池組件支架。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種太陽能電池組件支架，其包括一立柱以及與該立柱相連的支架本體，其特點在于，該太陽能電池組件支架還包括一用于使該支架本體圍繞該立柱在該支架本體所在的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的回旋機構(gòu)；一用于使該支架本體上下擺動的俯仰機構(gòu)，其中，該回旋機構(gòu)分別與該立柱和該支架本體相連，該俯仰機構(gòu)與該支架本體相連。通過該回旋機構(gòu)，該太陽能電池組件支架能夠跟蹤太陽的運動軌跡，使得設(shè)置于該太陽能電池組件支架上的太陽能電池組件能夠始終正對太陽，提高了太陽光的利用率，避免了由于太陽的東升西落使得一部分太陽光線得不到利用。同樣的，該俯仰機構(gòu)能夠隨時調(diào)整該支架本體所在平面與水平面的夾角，由此該太陽能電池組件支架可以適用于任意緯度，使得太陽光線得以垂直入射至該太陽能電池組件，進一步提高了太陽光的利用率。 優(yōu)選地,該支架本體還包括一橫桿，該回旋機構(gòu)還包括一位于該回旋機構(gòu)頂部的主柱套頭；位于該回旋機構(gòu)底部且與該立柱的頂部相連的蝸輪蝸桿，該蝸輪蝸桿與該主柱套頭相連，其中該蝸輪蝸桿驅(qū)動該主柱套頭在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，該支架本體的橫桿穿設(shè)于該主柱套頭中。優(yōu)選地，該主柱套頭具有圓管，該橫桿穿設(shè)于該主柱套頭的圓管中并且該橫桿能夠在該圓管中相對于該圓管旋轉(zhuǎn)。此時該橫桿為一外徑與該主柱套頭的圓管的內(nèi)徑相匹配的圓桿，該圓桿能夠在該圓管中相對于該圓管旋轉(zhuǎn)。 優(yōu)選地,該回旋機構(gòu)還包括至少兩個軸套,所述至少兩個軸套分別插入該圓管的兩端，并且所述至少兩個軸套夾緊該橫桿。為了夾緊該橫桿，該軸套與該橫桿外表面的接觸面與該橫桿的外表面相適配。優(yōu)選地，該回旋機構(gòu)還包括與該橫桿固定連接的限位裝置和/或緊固裝置，其中該限位裝置用于限制該橫桿在第一方向上的移動，該第一方向為該圓管的長度方向；該緊固裝置用于限制該橫桿在第二方向上的移動，該第二方向為垂直該圓管長度的方向。該限位裝置例如防滑塊、緊固墊圈，該緊固裝置例如卡箍。優(yōu)選地，該蝸輪蝸桿與該主柱套頭之間通過一驅(qū)動連接件固定連接。由此該蝸輪蝸桿與該主柱套頭之間的連接就更為穩(wěn)固。優(yōu)選地，該支架本體還包括一旋轉(zhuǎn)掛臂，該俯仰機構(gòu)還包括一推桿，其中該推桿包括一推桿本體以及一伸縮桿，該伸縮桿具有一套接于該推桿本體中的固定端以及一可伸縮的自由端，該伸縮桿的自由端與該旋轉(zhuǎn)掛臂活動連接，例如鉸接。隨著該伸縮桿的伸長或縮短，該旋轉(zhuǎn)掛臂和該伸縮桿的連接點會被施以一定的推力或拉力，由此該橫桿會在主柱套頭的圓管中旋轉(zhuǎn)，從而帶動了整個太陽能電池組件支架的上下擺動，這樣就改變了該太陽能電池組件與水平面的夾角。優(yōu)選地，該俯仰機構(gòu)還包括一與該推桿相連的推桿掛臂，該推桿掛臂與該立柱或者該回旋機構(gòu)固定連接。例如，該回旋機構(gòu)還具有位于主柱套頭一側(cè)的柱側(cè)連接板，該推桿掛臂被固定于該柱側(cè)連接板上，以穩(wěn)定支撐該推桿。優(yōu)選地，該支架本體還包括多個相互平行且間隔設(shè)置的支撐桿，該多個支撐桿與該橫桿連接，例如該支撐桿上具有大小與該橫桿的截面相適配的通孔，通過該通孔，該橫桿與該支撐桿形成插接。又例如，該多個支撐桿與該橫桿在該支架主體所在平面內(nèi)相互垂直或者相交呈一定角度。為了穩(wěn)定支承支撐桿，相鄰兩支撐桿之間通過支撐掛臂相連，連接相鄰支撐桿的支撐掛壁可以是一個，也可以為多個。優(yōu)選地，該支架本體還包括多個相互平行且間隔設(shè)置的支架導軌，所述多個支架導軌鋪設(shè)于該支撐桿上，例如該支架導軌與該支撐桿垂直排列，形成縱橫交錯的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，由此可以在該支架導軌上設(shè)置太陽能電池組件，使該太陽能電池組件得到穩(wěn)定支承。更具體地，通過在相鄰的太陽能電池組件之間設(shè)置背壓板以及通過螺栓將太陽能電池組件設(shè)置于該支架導軌上。優(yōu)選地，該太陽能電池組件支架還包括一與該回旋機構(gòu)和/或俯仰機構(gòu)電氣連接的控制器，用于接收控制指令并控制該回旋機構(gòu)和/或俯仰機構(gòu)的轉(zhuǎn)動和/或擺動。優(yōu)選地，該太陽能電池組件支架還包括與控制器電氣連接的一風速傳感器和/或一光通量傳感器，其中，該風速傳感器用于檢測風速是否大于閾值，若是，該風速傳感器發(fā)送信號至該控制器以將該太陽能電池組件支架置于與水平面平行的位置；若否，則該風速傳感器繼續(xù)監(jiān)測風速；其中該光通量傳感器用于檢測光通量是否大于閾值，若是，則該光通量傳感器繼續(xù)監(jiān)測光通量；若否，該光通量傳感器發(fā)送信號至該控制器以將該太陽能電池組件支架置于與水平面平行的位置，也就是說，倘若風速過大，該風速傳感器發(fā)送信號至該控制器，控制器隨即控制該太陽能電池組件支架快速放平；倘若遇上陰雨天氣，則光通量傳感器檢測到光通量小于閾值，該光通量傳感器發(fā)送信號至該控制器，控制器隨即控制該太陽能電池組件支架快速放平。本發(fā)明的積極進步效果在于本發(fā)明的太陽能電池組件支架具有回旋機構(gòu)和俯仰機構(gòu)，使得該太陽能電池組件支架上設(shè)置的太陽能電池組件能夠跟蹤太陽的運動軌跡，并且該太陽能電池組件所在的平面與水平面的夾角可以任意調(diào)節(jié)，由此可以使得位于任意緯度的太陽能電池組件得以接收垂直入射的太陽光，從而充分利用太陽光的能量，這樣隨著一天內(nèi)太陽位置的變化，本發(fā)明的太陽能電池組件支架使得太陽能電池組件能夠獲得更多的采光量，提高發(fā)電效率，同時降低太陽能電池組件陣列的占地面積，節(jié)約施工成本。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中的固定支架系統(tǒng)的示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的矩陣式支架系統(tǒng)的示意圖。圖3為本發(fā)明的太陽能電池組件支架的立體圖。圖4為本發(fā)明的太陽能電池組件支架的側(cè)視圖。圖5為本發(fā)明的太陽能電池組件支架中的支架導軌與太陽能電池組件的連接示意圖。圖6為本發(fā)明的太陽能電池組件支架中的主柱套頭與橫桿的連接示意圖。圖7為本發(fā)明的太陽能電池組件支架中的回旋機構(gòu)的示意圖。圖8為本發(fā)明的太陽能電池組件支架中的推桿的示意圖。圖9為本發(fā)明的太陽能電池組件支架中的橫桿的局部示意圖。圖10為本發(fā)明的太陽能電池組件支架中的支撐桿的局部示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實施例，以詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案。參考圖3-圖10，本發(fā)明的太陽能電池組件支架，其包括一立柱3以及與該立柱3相連的支架本體，以及一用于使該支架本體圍繞該立柱3在該支架本體所在的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的回旋機構(gòu)；一用于使該支架本體上下擺動的俯仰機構(gòu)，其中，該回旋機構(gòu)分別與該立柱和該支架本體相連，該俯仰機構(gòu)與該支架本體相連。具體來說，立柱3的柱腳底板通過化學螺栓與鋼筋混凝土基礎(chǔ)固定。該支架本體還包括一橫桿7，以及多個相互平行且間隔設(shè)置的支撐桿6，該支撐桿6與該橫桿7連接，例如該支撐桿6上具有大小與該橫桿7的截面相適配的通孔，通過該通孔，該橫桿7與該支撐桿6形成插接。為了穩(wěn)定支承支撐桿6，相鄰兩支撐桿6之間通過支撐掛臂5相連。另外，該支架本體還包括多個相互平行且間隔設(shè)置的支架導軌2，所述多個支架導軌2鋪設(shè)于該支撐桿6上，例如該支架導軌2與該支撐桿6垂直排列，形成縱橫交錯的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，由此可以在該支架導軌2上設(shè)置太陽能電池組件1，使該太陽能電池組件I得到穩(wěn)定支承。更具體地，參考圖5所示，通過在相鄰的太陽能電池組件I之間設(shè)置背壓板12以及通過螺栓19(例如T型螺栓)將太陽能電池組件I設(shè)置于該支架導軌2上，即將太陽能電池組件I放置在支架導軌2上，將螺栓19的端頭放入支架導軌2的滑槽內(nèi)，用高強度螺栓通過太陽能電池組件的電池板鋁邊框背面的孔連接背壓板12，將太陽能電池組件I與支架導軌2固定。兩個太陽能電池組件I之間的最小距離即背壓板12相對的兩個孔之間的距離，需滿足太陽能光伏電源系統(tǒng)安裝工程設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，即大于5mm。參考圖6和圖7，該回旋機構(gòu)還包括一位于該回旋機構(gòu)頂部的主柱套頭11 ;位于該回旋機構(gòu)底部且與該立柱3的頂部相連的蝸輪蝸桿21，其中該蝸輪蝸桿21驅(qū)動該主柱套 頭11在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，其中該支架本體的橫桿7穿設(shè)于該主柱套頭11中(見圖3)。具體來說，立柱3的頂端通過螺栓與蝸輪蝸桿21底部相連接，驅(qū)動連接件10底部通過高強度螺栓與蝸輪蝸桿21底部相連接。驅(qū)動連接件10頂部通過高強度螺栓與主柱套頭11相連接，由于引入了驅(qū)動連接件10，該主柱套頭11與該蝸輪蝸桿21的連接就更穩(wěn)固了。更具體地，該主柱套頭11具有圓管，該橫桿7穿設(shè)于該主柱套頭11的圓管中并且該橫桿7能夠在該圓管中相對于該圓管旋轉(zhuǎn)。例如該橫桿為一外徑與該主柱套頭的圓管的內(nèi)徑相匹配的圓桿，該圓桿能夠在該圓管中相對于該圓管旋轉(zhuǎn)。又或者，該回旋機構(gòu)還包括至少兩個軸套，所述至少兩個軸套分別插入該圓管的兩端，并且所述至少兩個軸套夾緊該橫桿。為了夾緊該橫桿，該軸套與該橫桿外表面的接觸面與該橫桿的外表面相適配。在本實施例中，為了更穩(wěn)固地設(shè)置該橫桿，參考圖6，將超高分子量聚乙烯材料軸套14放入主柱套頭11的圓管的兩端，軸套14 一頭的法蘭和栓接在橫桿7上的防滑塊13限制它在轉(zhuǎn)動過程中脫落，該橫桿7的截面為矩形，即此時的橫桿7采用方管，為了與該橫桿7適配，此時軸套的內(nèi)截面為矩形，外截面為圓形。防滑塊13通過長螺栓20固定在橫桿7上。蝸輪蝸桿21使與其連接的上半部分相對立柱3做水平回旋運動。驅(qū)動連接件10的作用是將主柱套頭11與蝸輪蝸桿21相連接，因而當蝸輪蝸桿21的頂端轉(zhuǎn)動帶動主柱套頭11和太陽能電池組件的轉(zhuǎn)動，改變了它的水平朝向從而實現(xiàn)水平回旋。軸套14的設(shè)計采用了耐磨性能很好的超高分子量聚乙烯材料，一方面提高了機構(gòu)的使用壽命，另一方面也減小了俯仰機構(gòu)中推桿9的受力，節(jié)約了發(fā)電的成本。俯仰機構(gòu)將在后面作詳細介紹。除此之外，為了避免橫桿7在轉(zhuǎn)動過程中的意外位移，該回旋機構(gòu)還包括與該橫桿固定連接的限位裝置和/或緊固裝置，其中該限位裝置用于限制該橫桿在第一方向上的移動，該第一方向為該圓管的長度方向；該緊固裝置用于限制該橫桿在第二方向上的移動，該第二方向為垂直該圓管長度的方向。在本實施例中，限位裝置為防滑塊13，緊固裝置為卡箍16，參考圖9和圖10，卡箍16卡接至該橫桿7上，并且將長螺栓20插入卡箍16的圓孔內(nèi)，并擰緊螺母以固定卡箍16。接下來回到圖3、圖4和圖8，詳細介紹本發(fā)明所述的俯仰機構(gòu)。具體來說，該支架本體還包括一旋轉(zhuǎn)掛臂4,該俯仰機構(gòu)還包括一推桿9,其中該推桿9包括一推桿本體18以及一伸縮桿17,該伸縮桿17具有一套接于該推桿本體18中的固定端以及一可伸縮的自由端，該伸縮桿17的自由端與該旋轉(zhuǎn)掛臂4活動連接，例如鉸接。隨著該伸縮桿17的伸長或縮短，該旋轉(zhuǎn)掛臂4和該伸縮桿17的連接點會被施以一定的推力或拉力，由此該橫桿7會在主柱套頭11的圓管中旋轉(zhuǎn)，從而帶動了整個太陽能電池組件支架的上下擺動，這樣就改變了該太陽能電池組件與水平面的夾角。優(yōu)選地，該俯仰機構(gòu)還包括一與該推桿9相連的推桿掛臂8，該推桿掛臂8與該立柱3或者該回旋機構(gòu)固定連接。本實施例中，該推桿掛臂8與該回旋機構(gòu)相連，具體來說，參考圖7，該回旋機構(gòu)還具有位于主柱套頭11 一側(cè)的柱側(cè)連接板15，該推桿掛臂8被固定于該柱側(cè)連接板上，以穩(wěn)定支撐該推桿9。更具體地，參考圖8，該推桿9上還具有推桿握把22，通過該推桿握把22以及高強度螺栓將該推桿9與該推桿掛臂8固定。由此，推桿9的伸縮桿17的自由端鉸接到旋轉(zhuǎn)掛臂4上，而旋轉(zhuǎn)掛臂4通過高強度螺栓固定在支撐桿6上，推桿9的伸縮桿的伸縮帶動整個太陽能電池組件I與支架主體繞橫桿7旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)整個太陽能電池組件的俯仰運動。 另外，該太陽能電池組件支架還包括一與該回旋機構(gòu)和/或俯仰機構(gòu)電氣連接的控制器，用于接收控制指令并控制該回旋機構(gòu)和/或俯仰機構(gòu)的轉(zhuǎn)動和/或擺動，即通過該控制器來控制回旋機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)角度和/或該伸縮桿伸縮的長度。優(yōu)選地，該太陽能電池組件支架還包括一風速傳感器和/或一光通量傳感器，用于檢測風速是否大于閾值和/或光通量是否大于閾值，倘若風速過大，該風速傳感器發(fā)送信號至該控制器，控制器隨即控制該太陽能電池組件支架快速放平；倘若遇上陰雨天氣，則光通量傳感器檢測到光通量小于閾值，該光通量傳感器發(fā)送信號至該控制器，控制器隨即控制該太陽能電池組件支架快速放平，以免在大風天氣下太陽能電池組件支架。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種太陽能電池組件支架，其包括一立柱以及與該立柱相連的支架本體，其特征在干，該太陽能電池組件支架還包括 一用于使該支架本體圍繞該立柱在該支架本體所在的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的回旋機構(gòu)； 一用于使該支架本體上下擺動的俯仰機構(gòu)， 其中，該回旋機構(gòu)與該立柱和該支架本體均相連，該俯仰機構(gòu)與該支架本體相連。
2.如權(quán)利要求I所述的太陽能電池組件支架，其特征在于，該支架本體還包括一橫桿，該回旋機構(gòu)還包括 一位于該回旋機構(gòu)頂部的主柱套頭； 位于該回旋機構(gòu)底部且與該立柱的頂部相連的蝸輪蝸桿，該蝸輪蝸桿與該主柱套頭相連， 其中該蝸輪蝸桿驅(qū)動該主柱套頭在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，該支架本體的橫桿穿設(shè)于該主柱套頭中。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽能電池組件支架，其特征在于，該主柱套頭具有一圓管，該橫桿穿設(shè)于該主柱套頭的圓管中并且該橫桿能夠在該圓管中相對于該圓管旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽能電池組件支架，其特征在于，該回旋機構(gòu)還包括至少兩個軸套，所述至少兩個軸套分別插入該圓管的兩端，并且所述至少兩個軸套夾緊該橫桿。
5.如權(quán)利要求4所述的太陽能電池組件支架，其特征在于，該回旋機構(gòu)還包括與該橫桿固定連接的一限位裝置和/或ー緊固裝置，其中該限位裝置用于限制該橫桿在第一方向上的移動，該第一方向為該圓管的長度方向；該緊固裝置用于限制該橫桿在第二方向上的移動，該第二方向為垂直該圓管長度的方向。
6.如權(quán)利要求5所述的太陽能電池組件支架，其特征在于，該蝸輪蝸桿與該主柱套頭之間通過一驅(qū)動連接件固定連接。
7.如權(quán)利要求I所述的太陽能電池組件支架，其特征在于，該支架本體還包括一旋轉(zhuǎn)掛臂，該俯仰機構(gòu)還包括一推桿，其中該推桿包括一推桿本體以及一伸縮桿，該伸縮桿具有一套接于該推桿本體中的固定端以及一可伸縮的自由端，該伸縮桿的自由端與該旋轉(zhuǎn)掛臂活動連接。
8.如權(quán)利要求7所述的太陽能電池組件支架，其特征在于，該俯仰機構(gòu)還包括一與該推桿相連的推桿掛臂，該推桿掛臂與該立柱或者與該回旋機構(gòu)固定連接。
9.如權(quán)利要求2-8中任意一項所述的太陽能電池組件支架，其特征在于，該支架本體還包括一個或多個支撐掛臂以及多個相互平行且間隔設(shè)置的支撐桿，該多個支撐桿與該橫桿連接，相鄰兩支撐桿之間通過該ー個或多個支撐掛臂相連。
10.如權(quán)利要求9所述的太陽能電池組件支架，其特征在于，該支架本體還包括多個相互平行且間隔設(shè)置的支架導軌，所述多個支架導軌鋪設(shè)于該支撐桿上。
11.如權(quán)利要求9所述的太陽能電池組件支架，其特征在干，該太陽能電池組件支架還包括一與該回旋機構(gòu)和/或俯仰機構(gòu)電氣連接的控制器，用于接收控制指令并控制該回旋機構(gòu)和/或俯仰機構(gòu)的轉(zhuǎn)動和/或擺動。
12.如權(quán)利要求11所述的太陽能電池組件支架，其特征在干，該太陽能電池組件支架還包括與所述控制器電氣連接的一風速傳感器和/或一光通量傳感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能電池組件支架，其包括一立柱以及與該立柱相連的支架本體，以及一用于使該支架本體圍繞該立柱在該支架本體所在的平面內(nèi)轉(zhuǎn)動的回旋機構(gòu)；一用于使該支架本體上下擺動的俯仰機構(gòu)，其中，該回旋機構(gòu)分別與該立柱和該支架本體相連，該俯仰機構(gòu)與該支架本體相連。本發(fā)明的太陽能電池組件支架具有回旋機構(gòu)和俯仰機構(gòu)，使得該太陽能電池組件支架上設(shè)置的太陽能電池組件能夠跟蹤太陽的運動軌跡，并且該太陽能電池組件所在的平面與水平面的夾角可以任意調(diào)節(jié)，由此可以使得位于任意緯度的太陽能電池組件得以接收垂直入射的太陽光，從而充分利用太陽光的能量。
文檔編號H01L31/042GK102779867SQ20111012304
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月12日
發(fā)明者武守斌 申請人:上海馭領(lǐng)機電科技有限公司