一种建筑屋顶可调式光伏支撑结构 |
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| 申请号 | CN202410237725.6 | 申请日 | 2024-03-01 | 公开(公告)号 | CN118041195A | 公开(公告)日 | 2024-05-14 |
| 申请人 | 洛阳理工学院; | 发明人 | 赵进东; 徐光秀; 高建新; 郭卫东; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及光伏技术领域的一种建筑 屋顶 可调式光伏 支撑 结构，包括阵列铺设于建筑屋顶的安装组件，且每列安装组件由前至后高度依次增加，并且每行安装组件高度相同；所述安装组件包括安装架，所述安装架顶部转动连接有第一轴，且第一轴底部传动配合有 水 平转动连接于安装架的第二轴，所述第一轴顶部固定连接有上下倾斜设置的固定 支架 ，所述固定支架顶面设有用于安装 太阳能 板的安装支架；本发明能够使安装支架顶面的太阳能光伏板尽可能的全时段垂直被太阳光垂直照射，提高太阳能光伏板的转化效率，相比于 现有技术 虽然减少了太阳能光伏板的铺设面积，但保证了太阳能光伏板几乎全天均能被太阳光垂直照射，提高了对太阳能采集的效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种建筑屋顶可调式光伏支撑结构，其特征在于：包括阵列铺设于建筑屋顶的安装组件(1)，且每列安装组件(1)由前至后高度依次增加，并且每行安装组件(1)高度相同； |
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| 说明书全文 | 一种建筑屋顶可调式光伏支撑结构技术领域[0001] 本发明涉及光伏技术领域，尤其是涉及一种建筑屋顶可调式光伏支撑结构。 背景技术[0002] 太阳能光伏系统是利用太阳电池半导体材料的光伏效应将太阳光辐射能转换为电能的一种发电系统。由于太阳能光伏系统依赖采集太阳能进行发电，所以太阳能电池板要安装在露天且尽可能接收太阳光照的地方，例如安放在屋顶上以及空旷环境中等。 [0003] 太阳能支撑结构,是太阳能光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能电池板设计的结构。然而太阳能电池板只有最大范围与太阳光垂直照射，对太阳能接收的效力才能达到最大，对太阳能的利用率才会最高。而现有的太阳能光伏支撑结构一般是将太阳能电池板安装在安装架上，然后将安装架直接固定安装于房屋屋顶，从而实现太阳能电池板对太阳能的收集。上述的太阳能光伏安装架优点在于太阳能电池板能够满铺于房屋屋顶；缺点是不能将太阳能电池板进行角度旋转，而太阳光的照射角度会随着时间推进的而改变，从而影响太阳能光伏系对太阳能采集的效率。 [0004] 为此，我们设计了一种建筑屋顶可调式光伏支撑结构。 发明内容[0005] 为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种建筑屋顶可调式光伏支撑结构。 [0006] 为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： [0007] 一种建筑屋顶可调式光伏支撑结构，包括阵列铺设于建筑屋顶的安装组件，且每列安装组件由前至后高度依次增加，并且每行安装组件高度相同； [0008] 所述安装组件包括安装架，所述安装架顶部转动连接有第一轴，且第一轴底部传动配合有水平转动连接于安装架的第二轴，所述第一轴顶部固定连接有上下倾斜设置的固定支架，所述固定支架顶面设有用于安装太阳能板的安装支架，且安装支架下端部与固定支架下端部对应铰接；所述第二轴轴身固定安装有半椭圆弧形滑轨，且半椭圆弧形滑轨圆心位于第二轴轴心上，所述半椭圆弧形滑轨内弧面沿其长度滑动配合的支撑杆，且支撑杆上端与安装支架上端部对应铰接；位于同一列或同一行安装组件中相邻的第二轴传动配合； [0009] 还包括驱动组件，所述驱动组件与任一行或任一列安装组件中的所有的第二轴传动配合。 [0011] 所述凸轮大径与半椭圆弧形滑轨大径朝向同一方向，且半椭圆弧形滑轨大径与小径比值大于凸轮大径与小径比值。 [0012] 优选的，所述支撑杆下端设有与半椭圆弧形滑轨配合的滚轮； [0013] 所述半椭圆弧形滑轨内弧面沿其长度设有供滚轮滚动的滑槽。 [0014] 优选的，所述支撑杆下端对应铰接有人字架，所述人字架开口端两端部均转动连接有所述滚轮。 [0015] 优选的，所述滚轮为球形滚轮。 [0017] 优选的，所述传动轴与第二轴通过蜗轮蜗杆进行传动配合。 [0018] 由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下有益效果： [0019] 1、能够从早上太阳升起时至傍晚太阳落下时，通过正反电机带动传动轴转动，传动轴带动第二轴转动，使得所有的安装组件中第二轴转动，第二轴带动第一轴和半椭圆弧形滑轨转动，第一轴的转动带动固定支架和安装有太阳能光伏板的安装支架水平转动，半椭圆弧形滑轨的转动带动支撑杆先下降后上升，进而使得安装有太阳能光伏板的安装支架倾斜角度先下降后上升，使得安装支架顶面的太阳能光伏板尽可能的全时段垂直被太阳光垂直照射，提高太阳能光伏板的转化效率，相比于现有技术虽然减少了太阳能光伏板的铺设面积，但保证了太阳能光伏板时刻几乎均能被太阳光垂直照射，提高了对太阳能采集的效率； [0021] 图1为本发明中午时刻和不使用姿态下的结构示意图； [0022] 图2为本发明中午时刻和不使用姿态下另一视角下的结构示意图； [0023] 图3为本发明中安装组件中午时刻和不使用姿态下的结构示意图； [0024] 图4为本发明中安装组件早上时刻的结构示意图。 [0025] 图中：1、安装组件；10、安装架；11、第一轴；12、第二轴；13、固定支架；14、安装支架；15、半椭圆弧形滑轨；16、支撑杆；17、凸轮；18、滚轮；19、人字架；2、驱动组件；21、正反电机；22、传动轴。 具体实施方式[0026] 通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进，在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系，仅是与本申请的附图对应，为了便于描述本发明，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。 [0027] 实施例一，结合附图1‑4，一种建筑屋顶可调式光伏支撑结构，包括阵列铺设于建筑屋顶的安装组件1，且每列安装组件1由前至后高度依次增加，并且每行安装组件1高度相同。需要说明的是，前后方向是根据该支撑结构对应太阳的方位进行设定，其中以北半球为例，前方为朝南的方向。每列安装组件1由前至后高度依次增加的设置，可以防止南侧的太阳能光伏板遮挡其北侧太阳能光伏板的太阳光，进而能够保证所有的太阳能光伏板全部接受太阳光照。 [0028] 安装组件1包括安装架10，安装架10顶部转动连接有第一轴11，且第一轴11底部传动配合有水平转动连接于安装架10的第二轴12。 [0029] 实例中，根据需要，安装架10底部为十字结构，安装在建筑屋顶，且十字结构南北两端均设有支撑柱，通过轴承转动连接第二轴12，安装架10顶部为东西朝向的顶板。 [0030] 第一轴11顶部固定连接有上下倾斜设置的固定支架13；根据需要，第一轴11下段为阶梯轴，小径段贯穿安装架10顶板，且通过滑动轴承连接。实例中，固定支架13下端为朝向南方的一端。 [0031] 固定支架13顶面设有用于安装太阳能板的安装支架14，且安装支架14下端部与固定支架13下端部对应铰接；第二轴12轴身固定安装有半椭圆弧形滑轨15，且半椭圆弧形滑轨15圆心位于第二轴12轴心上，半椭圆弧形滑轨15内弧面沿其长度滑动配合的支撑杆16，且支撑杆16上端与安装支架14上端部对应铰接。 [0032] 位于同一列或同一行安装组件1中相邻的第二轴12传动配合； [0033] 还包括驱动组件2，驱动组件2与任一行或任一列安装组件1中的所有的第二轴12传动配合。 [0034] 进一步的，驱动组件2包括正反电机21，正反电机21输出轴同轴连接有传动轴22，且传动轴22与任一行或任一列安装组件1中的所有的第二轴12传动配合。 [0035] 实例中，同一列安装组件1中相邻的第二轴12传动配合，由于同一列安装组件1高度不同，根据需要，相邻的第二轴12可以通过皮带组或链条组传动配合。 [0036] 在实例中，相邻的安装组件1顶部安装的太阳能光伏板之间具有间隙，保证第一轴11转动时，相邻的安装组件1和其顶部的太阳能光伏板不会发生碰撞。 [0037] 进一步的，传动轴22与第二轴12通过蜗轮蜗杆进行传动配合。利用蜗轮蜗杆能够阻止反向传动的特性，防止因气流带动第一轴11逆向转动。 [0038] 在实例中，支撑结构还具有控制系统，该控制系统可以根据时间进行控制正反电机21的运行，使得太阳能光伏板尽可能的跟随太阳进行转动角度。 [0039] 在其他实例中，支撑结构还具有控制系统和太阳光检测装置，该控制系统根据太阳光检测装置检测太阳光照射的方位控制正反电机21的运行，使得太阳能光伏板尽可能的跟随太阳进行转动角度。 [0040] 这样设置能够从早上太阳升起时至傍晚太阳落下时，通过正反电机21带动传动轴22转动，传动轴22带动第二轴12转动，使得所有的安装组件1中第二轴12转动，第二轴12带动第一轴11和半椭圆弧形滑轨15转动，第一轴11的转动带动固定支架13和安装有太阳能光伏板的安装支架14水平转动，半椭圆弧形滑轨15的转动带动支撑杆16先下降后上升，进而使得安装有太阳能光伏板的安装支架14倾斜角度先下降后上升，使得安装支架14顶面的太阳能光伏板尽可能的全时段垂直被太阳光垂直照射，提高太阳能光伏板的转化效率，相比于现有技术虽然减少了太阳能光伏板的铺设面积，但保证了太阳能光伏板时刻几乎均能被太阳光垂直照射，提高了对太阳能采集的效率。 [0041] 进一步的，为保证支撑杆16下端能够很好的适应半椭圆弧形滑轨15的曲率变化；支撑杆16下端设有与半椭圆弧形滑轨15配合的滚轮18； [0042] 半椭圆弧形滑轨15内弧面沿其长度设有供滚轮18滚动的滑槽。 [0043] 更进一步的，为保证半椭圆弧形滑轨15对支撑杆16支撑的稳定性，支撑杆16下端对应铰接有人字架19，人字架19开口端两端部均转动连接有滚轮18。 [0044] 根据需要，由于支撑杆16升降过程中会存在角度的变化，滚轮18与半椭圆弧形滑轨15的滑槽之间具有间隙，或者滚轮18为球形滚轮。 [0045] 实施例二，结合附图2‑4，一种建筑屋顶可调式光伏支撑结构，在实施例一的基础上，为降低在不使用时(没有太阳光照射时)北侧安装组件1的高度，第二轴12轴身对应位于第一轴11两侧的位置均固定套设有凸轮17，第一轴11轴身顶部设有与凸轮17抵触配合的抵触面；第一轴11通过滑动轴承连接于安装架10 [0046] 凸轮17大径与半椭圆弧形滑轨15大径朝向同一方向，且半椭圆弧形滑轨15大径与小径比值大于凸轮17大径与小径比值。 [0047] 其中午时刻为例，此时半椭圆弧形滑轨15开口朝向，凸轮17对应小径的轮身支撑固定支架13。 [0048] 在本实施例中，所有列安装组件1中最南侧的第二轴12轴身可以不设置凸轮17。 [0049] 这样设置在能够从早上太阳升起时至傍晚太阳落下时，第一轴11带动凸轮17转动，凸轮17使得安装支架14先下降后上升，进而降低中午时刻北侧安装组件1的高度。由于半椭圆弧形滑轨15大径与小径比值大于凸轮17大径与小径比值。因此能够有效的保证半椭圆弧形滑轨15的转动带动支撑杆16先下降后上升，此时支撑杆16升降幅度大于安装支架14的升降幅度，因此能够使得安装有太阳能光伏板的安装支架14倾斜角度先下降后上升。 [0050] 进一步的，中午时刻安装支架14贴合于固定支架13顶面。 [0051] 本发明未详述部分为现有技术，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，旨在将落在等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。 |
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