專利名稱：一種用于太陽跟蹤系統(tǒng)的太陽能組件的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于一種用于太陽能跟蹤系統(tǒng)的太陽能組件，涉及太陽跟蹤系統(tǒng)中組 件避風、抗雪壓、抗冰雹襲擊及抗震的解決方案。
背景技術：
目前組件的安裝在應用中方案多為固定式安裝。類似本實用新型的組件安裝機構，以彈簧機構作為組件的安裝受力連接方式，并 在矩形組件的長邊中心點安裝軸承作為組件受外力作用下扭轉的轉軸。固定安裝方式多用于非跟蹤的固定式支架的安裝方式上。在用于太陽跟蹤系統(tǒng) 時，由于其工作狀態(tài)的多樣性，需充分考慮其向陽面在受風、受雪壓、受冰雹撞擊的躲避姿 態(tài)。這樣就造成了其向陽面的受光時間和受光質量受諸多因素的干擾而有很大損失，其直 接帶來的是發(fā)電量和電費的損失。且在進入躲避姿態(tài)的過程中，要消耗較多能源，使得跟蹤 系統(tǒng)的能量產(chǎn)出大打折扣。在風、雪、冰雹來襲時，其進入躲避姿態(tài)時需要一定的時間周期， 在這個過程中，整個系統(tǒng)仍受較大的外力影響，加之自身轉動的內(nèi)力，使得跟蹤系統(tǒng)處于復 雜的較大的受力環(huán)境下，會影響其自身運行的穩(wěn)定性和結構安全性。在這一過程中，會帶來 各主要軸承和關節(jié)在大受力環(huán)境下的劇烈磨損，也會一定程度影響跟蹤系統(tǒng)的壽命。系統(tǒng) 中所需的風、雪、冰雹等的預警系統(tǒng)和控制機構也需要投入較大的資金和人力，增加了系統(tǒng) 成本。由于整體受力面較大而且是固定式安裝，所有的力量最終都傳到主梁和地基上，加上 考慮地震的影響，其承重結構和地基必須具備更高的強度，這將帶來材料上的較大投入，不 利于降低成本和優(yōu)化設計，進而影響了其大規(guī)模的應用。類似于本實用新型的一款組件安裝機構，由于其使用彈簧機構作為連接方式，會 帶來較大的安裝體積上的增加，影響其應用的領域。其彈簧機構在受壓變化狀態(tài)下不僅會 發(fā)生豎向的形變，而且容易發(fā)生側向的形變，容易與機構縫隙或支架結構發(fā)生纏繞、夾持， 帶來不可自修復的故障，甚至永久性損壞彈簧機構。另外，其轉軸安裝在矩形組件一對對稱 邊的中心上，在風的作用下，在組件迎風面上其軸兩側的受力基本平衡，使其較大幅度扭轉 的幾率大幅減小，更多的時候只是振動，使得其本身想要達到的抗風能力大打折扣。并且該 結構的抗震性能較差，在瞬間大力量的作用下，無法瞬間進入彈性狀態(tài)，進而無法克服地震 的破壞。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足，而提供一種避風、 抗雪壓、抗冰雹、抗震的一種用于太陽跟蹤系統(tǒng)的太陽能組件。為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是一種用于太陽跟蹤系統(tǒng)的太陽能組件，包括太陽能組件、組件支架，所述的太陽 能組件的一端與所述的組件支架的一端轉動連接，在太陽能組件的另一端與組件支架另 一端之間，設置有一彈性機構，所述的彈性機構的彈性模數(shù)k為G/2a < k < F/L或F/
3L≤k≤ G/2a且L≤M，其中，a為組件平放狀態(tài)下其在自重作用下克服彈性機構的位移，L 為最大設計風速下風作用于組件平面所產(chǎn)生的旋轉位移，F(xiàn)為最大設計風速下風作用于組 件平面的力，G為組件自重，M為彈性機構最大承受的形變量。在所述的太陽能組件與組件支架轉動連接端設置有一轉軸，所述的太陽能組件以 及組件支架均套在所述的轉軸上。所述的彈性機構為彈繩、彈簧、彈片、彈性纖維、發(fā)條、橡皮筋、氣體彈性機構，或其 他具有彈性的材料、材料組合或結構。將太陽能組件的一端安裝轉軸，將組件這一端固定在組件支架上。并在另外一端 以彈性機構將組件其安裝在組件支架上，使其可以在外力作用下使組件發(fā)生轉動。本實用新型的優(yōu)點在于，使用了較輕巧而且占用空間較小的機構實現(xiàn)了一種彈性 的組件安裝方式，有利于太陽跟蹤系統(tǒng)的避風、抗雪壓、抗冰雹、抗震性能。有大風來襲時，不需要整個系統(tǒng)進入避風狀態(tài)，其彈性結構能夠在風的作用下，承 載組件發(fā)生扭轉，帶來組件與組件之間的縫隙加大，且該縫隙的大小會隨著風力的變大變 小而變寬變窄。即使出現(xiàn)超出設計要求的極大風力，由于其彈性結構的特點使其較難被破 壞。(如彈簧在超出其最大承受力的作用下會發(fā)生不可逆轉的形變而失去原有彈性，但不會 發(fā)生斷裂)。即便破壞了，由于其轉軸的位置位于一邊，可以使組件在風的作用下進入橫向 狀態(tài)，進而極難被破壞。并且由于彈性結構很簡單，彈性機構被破壞后的修復也較為簡單。大雪的情況下，跟蹤系統(tǒng)一般都進入了橫放休眠狀態(tài)的時候。當雪壓在組件平面 上時，組件會發(fā)生扭轉，并在組件與組件之間產(chǎn)生縫隙。當雪量到一定程度時，其重力帶來 的扭轉實現(xiàn)一個較垂直與地面的角度使得雪可以自行滑下，而后組件扭轉角度會有所恢 復，并在雪的持續(xù)落下中進入下一個周期。受冰雹撞擊的情況。一般在跟蹤系統(tǒng)組件平面較水平的狀態(tài)下才會對組件產(chǎn)生破 壞。而在本實用新型的機構中，由于轉軸安裝在一側，可以在外力作用下瞬間發(fā)生扭轉。在 扭轉過程中，帶來撞擊時間的延長，由沖量定理得知，受力時間越長，受力過程中的撞擊受 力越小，進而達到了保護組件的效果。地震狀態(tài)下，由于轉軸安裝在一側，組件可以在外力作用下瞬間發(fā)生扭轉，進而緩 沖了地震外力的影響，其本機構本身也相當于一個個阻尼器，進而保護了組件和整個系統(tǒng) 不易被破壞。

圖1是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型受力彈開示意一圖。圖3是本實用新型受力彈開示意二圖。其中1 轉軸，2 太陽能組件，3 組件支架，4 彈性機構
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型太陽能組件包括太陽能組件本體2，組件支架3，轉軸1以 及彈性機構4，本實施例描述以彈繩作為彈性機構為例。將本機構安裝在太陽跟蹤系統(tǒng)上 后，組件在非垂直于地面狀態(tài)時，由于重力的作用會和支架扭轉很小的角度，一般狀態(tài)下不需要進行矯正(但在要求極端苛刻情況下可通過跟蹤系統(tǒng)的姿態(tài)調整進行小幅矯正)。在 無風狀態(tài)或小風狀態(tài)下，只有重力在垂直于組件的方向上的分力在起作用，其形變量很小， 可以忽略。當大風狀態(tài)下，風對組件會產(chǎn)生來自正面或背面的壓力，該壓力在垂直與組件方 向上的分力會推動組件轉動(如圖2、圖3所示)，直到風壓的分力和彈繩形變產(chǎn)生的彈力 達到平衡。此狀態(tài)下本機構會產(chǎn)生縫隙，以便于風的通過，進而減少風對組件和系統(tǒng)的壓 力。大雪的情況下，跟蹤系統(tǒng)一般都進入了橫放休眠狀態(tài)的時候。當雪壓在組件平面 上時，雪的重力會使組件會發(fā)生扭轉，并在組件與組件之間產(chǎn)生縫隙。當覆蓋雪量到一定程 度時，雪的重力帶來的扭轉會逐步變大，組件的角度會逐漸變的接近垂直，雪可以在自身重 力作用下自行滑下一部分，而后組件扭轉角度會有所恢復，并在雪的持續(xù)降落下進入下一 個周期。受冰雹撞擊情況下，彈繩會在冰雹的沖量作用下瞬間發(fā)生發(fā)生形變。帶來冰雹與 組件表面撞擊力時間的延長，根據(jù)動量定理，撞擊時間越長，平均受力越小，因此冰雹與組 件表面的作用力會變小，進而達到了保護組件的效果。地震狀態(tài)下，組件在地震波作用下瞬間發(fā)生扭轉。進而緩沖了地震的影響，這就相 當于摩天大樓里的阻尼器的作用，保護了跟蹤器和組件不易被破壞。
權利要求一種用于太陽跟蹤系統(tǒng)的太陽能組件，包括太陽能組件、組件支架，其特征在于所述的太陽能組件的一端與所述的組件支架的一端轉動連接，在太陽能組件的另一端與組件支架另一端之間，設置有一彈性機構，所述的彈性機構的彈性模數(shù)k為G/2a≤k≤F/L或F/L≤k≤G/2a且L≤M，其中，a為組件平放狀態(tài)下其在自重作用下克服彈性機構的位移，L為最大設計風速下風作用于組件平面所產(chǎn)生的旋轉位移，F(xiàn)為最大設計風速下風作用于組件平面的力，G為組件自重，M為彈性機構最大承受的形變量。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于太陽跟蹤系統(tǒng)的太陽能組件，其特征在于在所述的太 陽能組件與組件支架轉動連接端設置有一轉軸，所述的太陽能組件以及組件支架均套在所 述的轉軸上。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的用于太陽跟蹤系統(tǒng)的太陽能組件，其特征在于所述的 彈性機構為彈繩、彈簧、彈片、彈性纖維、發(fā)條、橡皮筋或氣體彈性機構。
專利摘要本實用新型公開了一種用于太陽跟蹤系統(tǒng)的太陽能組件，包括太陽能組件、組件支架，所述的太陽能組件的一端與所述的組件支架的一端轉動連接，在太陽能組件的另一端與組件支架另一端之間，設置有一彈性機構，所述的彈性機構的彈性模數(shù)k為G/2a≤k≤F/L或F/L≤k≤G/2a且L≤M，其中，a為組件平放狀態(tài)下其在自重作用下克服彈性機構的位移，L為最大設計風速下風作用于組件平面所產(chǎn)生的旋轉位移，F(xiàn)為最大設計風速下風作用于組件平面的力，G為組件自重，M為彈性機構最大承受的形變量。本實用新型的優(yōu)點在于，使用了較輕巧而且占用空間較小的機構實現(xiàn)了一種彈性的組件安裝方式，有利于太陽跟蹤系統(tǒng)的避風、抗雪壓、抗冰雹、抗震性能。
文檔編號H02N6/00GK201616785SQ201020111689
公開日2010年10月27日 申請日期2010年2月8日 優(yōu)先權日2010年2月8日
發(fā)明者徐永邦, 鄒新 申請人:中環(huán)光伏系統(tǒng)有限公司