具有光伏发电装置的电力杆塔的制作方法

1.本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种具有光伏发电装置的电力杆塔。


背景技术：

2.目前，技术较为成熟且在全国推广应用的光伏建筑一体化系统，将光伏板安装在屋顶、幕墙、天棚等建筑物外表面，无需占用宝贵的土地资源。为了缓解分布式光伏的用地紧张问题，部分产品将光伏板安装在具有光伏发电装置的电力杆塔上。相关技术中，大多将光伏板安装在具有光伏发电装置的电力杆塔的顶部，输电线路设在光伏板的下方，光伏板安装高度较高，遭遇直击雷的可能性大大增加，存在较大的安全隐患。部分具有光伏发电装置的电力杆塔的光伏板安装在具有光伏发电装置的电力杆塔的中部，既可以缓解用地紧张的问题，又可以较大程度上降低光伏板遭遇雷击的风险，但是，光伏板的转动轴线沿上下方向延伸，无法跟踪太阳的高度角，导致太阳能利用率较低。


技术实现要素：

3.为此，本发明的实施例提出一种太阳能利用率高的具有光伏发电装置的电力杆塔。
4.本发明实施例的具有光伏发电装置的电力杆塔包括立柱和光伏发电装置，所述光伏发电装置设在所述立柱上，所述光伏发电装置包括第一架体、第二架体和光伏板，所述第一架体设在所述立柱的侧壁上，所述第二架体绕转动轴线可转动地设在所述第一架体上，所述转动轴线的延伸方向与所述立柱的长度方向相交，所述光伏板设在所述第二架体上。
5.本发明实施例的具有光伏发电装置的电力杆塔具有太阳能利用率高等优点。
6.在一些实施例中，所述光伏发电装置还包括转盘轴承，所述转盘轴承包括内圈和外圈，所述外圈可转动地与所述内圈配合，所述内圈与所述第一架体相连，所述外圈与所述第二架体相连。
7.在一些实施例中，所述光伏发电装置还包括驱动件和安装座，所述安装座在所述转动轴线的延伸方向上夹持在所述第一架体和所述内圈之间，所述驱动件设在所述安装座上，所述驱动件与所述外圈配合以驱动所述第二架体绕所述转动轴线转动。
8.在一些实施例中，所述第一架体包括第一法兰盘，所述安装座包括座体法兰盘，所述座体法兰盘在所述转动轴线的延伸方向上夹持在所述第一法兰盘和所述内圈之间，且所述第一法兰盘、所述座体法兰盘与所述内圈相连。
9.在一些实施例中，所述第二架体包括第二法兰盘和第二杆体，所述第二法兰盘与所述外圈相连，所述第二杆体的长度方向与所述转动轴线的延伸方向一致，所述第二杆体的一端与所述第二法兰盘相连，所述第二杆体的另一端为自由端，所述光伏板设在所述第二杆体的侧壁上。
10.在一些实施例中，所述第二架体还包括安装架，所述光伏板设在所述安装架上，所述安装架与所述第二杆体的侧壁相连。
11.在一些实施例中，所述安装架包括连接梁和多个横纵交错的支撑梁，多个所述支撑梁形成框架，所述光伏板与所述框架相连，所述连接梁具有在其长度方向上相对的第一端和第二端，所述第一端与所述框架相连，所述第二端与所述第二杆体的侧壁相连。
12.在一些实施例中，所述连接梁设有多组，多组所述连接梁沿所述转动轴线的延伸方向间隔设置。
13.在一些实施例中，每组所述连接梁包括多个所述连接梁，同一组所述连接梁的所述第一端沿预设方向间隔设置，其中所述预设方向垂直于所述转动轴线的延伸方向。
14.在一些实施例中，所述安装架还包括多个连接件，多个所述连接件沿所述转动轴线的延伸方向间隔设置，多个所述连接件均与所述第二杆体的侧壁相连，多个所述连接件与多组所述连接梁一一对应，同一组所述连接梁的所述第二端均与对应的所述连接件相连。
附图说明
15.图1是本发明一个实施例的具有光伏发电装置的电力杆塔的局部结构示意图。
16.图2是图1中立柱、第一架体和第二架体处的结构示意图。
17.图3是图2的俯视图。
18.图4是图2的仰视图。
19.图5是图2中第一架体的结构示意图。
20.图6是图2中安装座的结构示意图。
21.图7是图2中转盘轴承的结构示意图。
22.图8是图2中第二杆体和第二法兰盘的结构示意图。
23.图9是图2中驱动件与转盘轴承的组装结构示意图。
24.图10是图1中第二架体和光伏板的组装结构示意图。
25.图11是图10中a处的放大图。
26.图12是图10中框架的结构示意图。
27.图13是图10中光伏板和第二架体连接处的结构示意图。
28.图14是本发明另一个实施例的具有光伏发电装置的电力杆塔的局部结构示意图。
29.图15是图14中b处的放大图。
30.附图标记：
31.电力杆塔100；
32.立柱1；
33.第一架体2；第一法兰盘201；第一连接孔2011；第一杆体202；第一段2021；第二段2022；
34.第二架体3；第二法兰盘301；第二连接孔3011；第二杆体302；安装架303；框架3031；支撑梁30311；横梁30312；纵梁30313；连接梁3032；连接件3033；连接座3034；
35.驱动件4；蜗杆401；电机402；
36.光伏板5；
37.转盘轴承6；内圈601；第一安装孔6011；外圈602；第二安装孔6021；外齿6022；滚珠603；
38.安装座7；座体本体701；座体法兰盘702；第三连接孔7021；
39.托板801；压块802；
40.第三法兰盘9；
41.控制器10；
42.第一紧固件11；
43.第二紧固件12；
44.第三紧固件13；
45.第四紧固件14。
具体实施方式
46.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
47.如图1至图15所示，本发明实施例的具有光伏发电装置的电力杆塔100包括立柱1和光伏发电装置，光伏发电装置设在立柱1上，光伏发电装置包括第一架体2、第二架体3 和光伏板5，第一架体2设在立柱1的侧壁上。第二架体3绕转动轴线可转动地设在第一架体2上，转动轴线的延伸方向与立柱1的长度方向相交，光伏板5设在第二架体3上。
48.本发明实施例的具有光伏发电装置的电力杆塔100，通过在立柱1的侧壁上设置第一架体2，第二架体3绕转动轴线可转动地设在第一架体2上，使得第二架体3可以绕转动轴线相对立柱1转动。通过将光伏板5设在第二架体3上，转动轴线的延伸方向与立柱1 的长度方向相交，使得第二架体3绕转动轴线转动时，可以改变光伏板5与水平面(例如地面)之间的夹角，从而使得光伏板5跟踪太阳的高度角，提高太阳能的利用率。
49.因此，本发明实施例的具有光伏发电装置的电力杆塔100，具有太阳能利用率高等优点。
50.可以理解的是，光伏板5利用光伏半导体材料的光生伏特效应将太阳能转化为直流电能，该直流电能通过逆变器转变成交流电，进而可以并入电网，供用户使用。
51.可选地，如图1所示，转动轴线的延伸方向垂直于立柱1的长度方向。换言之，转动轴线的延伸方向平行于水平面。此时，具有光伏板5的光伏发电装置为平单轴跟踪光伏发电装置。
52.可选地，如图14所示，转动轴线的延伸方向与立柱1的长度方向的夹角为锐角。换言之，转动轴线的延伸方向沿远离立柱1的方向逐渐向上倾斜设置。此时，具有光伏板5的光伏发电装置为斜单轴跟踪光伏发电装置。
53.在一些实施例中，光伏发电装置还包括转盘轴承6。转盘轴承6包括内圈601和外圈 602，外圈602可转动地与内圈601配合，内圈601与第一架体2相连，外圈602与第二架体3相连。
54.如图7所示，外圈602与内圈601之间设有滚珠603，利用滚珠603使得外圈602可以绕内圈601转动。
55.简单而言，第二架体3与第一架体2通过转盘轴承6相连，实现第二架体3绕转动轴线转动。
56.本发明实施例的具有光伏发电装置的电力杆塔100，利用转盘轴承6实现第二架体
3 与第一架体2相连。由于转盘轴承6是一种能够同时承受较大的轴向负荷、径向负荷和倾覆力矩等综合载荷，集支承、旋转、传动、固定等多种功能于一身，使得第一架体2和第二架体3之间的连接稳定性好，有利于提高具有光伏发电装置的电力杆塔100的可靠性。
57.当然，在另一些实施例中，也可以通过其他形式的轴承，实现第二架体与第一架体的连接。
58.在一些实施例中，光伏发电装置还包括驱动件4和安装座7，安装座7在转动轴线的延伸方向上夹持在第一架体2和内圈601之间，驱动件4设在安装座7上，驱动件4与外圈602配合，以驱动第二架体3绕转动轴线转动。
59.为了使本身申请的技术方案更容易被理解，下面以转动轴线的延伸方向与左右方向一致为例，进一步描述本技术的技术方案。
60.例如，如图2至图4所示，转动轴线沿左右方向延伸，安装座7在左右方向上夹持在第一架体2和内圈601之间，驱动件4设在安装座7上。
61.通过在第一架体2和内圈601之间设置安装座7，并将驱动件4设在安装座7上，使得驱动件4安装在距离外圈602较近的位置，一方面，可以提高光伏发电装置的结构紧凑性；另一方面，至少可以省去驱动件4和外圈602之间的部分传动件，降低光伏发电装置的整体成本。
62.当然，在另一些实施例中，驱动件也可以设在立柱1或第一架体2上。
63.可选地，驱动件4包括电机402和蜗杆401，电机402与蜗杆401传动连接，蜗杆401 与外圈602的外齿6022配合。
64.如图9所示，当需要调整光伏板5与水平面之间的夹角时，通过电机402驱动蜗杆401 转动，利用蜗杆401带动外圈602转动，进而使得第二架体3绕转动轴线转动。
65.可以理解的是，上述转盘轴承6的外圈602与蜗杆401配合形成蜗轮蜗杆机构。
66.可选地，光伏发电装置还包括控制器10，控制器10设在立柱1的侧壁上。驱动件4 与控制器10信号连接。
67.例如，通过控制器10控制驱动件4的启停，使得驱动件4驱动第二架体3旋转或停止。控制器10通过太阳运行轨迹的算法，根据当地的纬度、时间、日期计算出某一时刻的太阳方位角，通过该控制器10传递信号对驱动件4进行控制，进而第二架体3旋转，使得第二架体3上的光伏板5每个时刻可自动追踪太阳运行轨迹，提高太阳能的利用率。
68.可选地，光伏发电装置还包括光敏传感器，光敏传感器设在光伏板5上。光敏传感器与控制器10信号连接。利用光敏传感器可以检测光伏板5是否被遮挡，利用控制器10可以控制驱动件4的启停。
69.例如，光敏传感器检测到光伏板5被上方的部件遮挡较长时间时，系统自动转为光敏传感器进行控制，这样既提高了光伏板5的跟踪准确度又提高了具有该光伏板5的光伏发电装置的可靠性，能够保证光伏发电装置全自动准确的跟踪太阳运行轨迹。
70.可选地，光伏发电装置具有自动复位的功能，在日落后控制器10能够自动控制第二架体3回复到基准位置，并且停止转动，在第二天日出时刻自动从跟踪初始位置，进行新一天的跟踪。
71.可选地，第一架体2包括第一法兰盘201，安装座7包括座体法兰盘702，座体法兰盘 702在转动轴线的延伸方向上夹持在第一法兰盘201和内圈601之间，且第一法兰盘201、座
体法兰盘702与内圈601相连。
72.例如，如图2至图4所示，第一法兰盘201设在座体法兰盘702的左侧，内圈601设在座体法兰盘702的右侧，座体法兰盘702在左右方向上夹持在第一法兰盘201和内圈601 之间。如图5所示，第一法兰盘201具有多个第一连接孔2011；如图6所示，座体法兰盘 702具有多个第三连接孔7021；如图7所示，内圈601具有多个第一安装孔6011；多个第一连接孔2011、多个第三连接孔7021和多个第一安装孔6011一一对应，螺栓穿过相对应的第一连接孔2011、第三连接孔7021和第一安装孔6011，实现第一法兰盘201、座体法兰盘702与内圈601的连接。
73.本发明实施例的具有光伏发电装置的电力杆塔100，通过将第一架体2设为包括第一法兰盘201、安装座7设为包括座体法兰盘702，且座体法兰盘702夹持在第一法兰盘201 和内圈601之间，使得安装座7、第一架体2和转盘轴承6的内圈601之间具有较大的连接面积。有利于提高安装座7、第一架体2和转盘轴承6之间的连接稳定性，有利于进一步提高具有光伏发电装置的电力杆塔100的可靠性。
74.当然，在另一些实施例中，第一架体也可以包括多个第一连接块，多个第一连接块环绕转动轴线间隔设置，第一连接块上设有与内圈相连的第一连接孔。
75.可选地，第一连接孔2011、第三连接孔7021和第一安装孔6011同轴布置。具体地，多个第一连接孔2011的中心的连线形成半径为r1的圆，多个第三连接孔7021的中心的连线形成半径为r1的圆，多个第一安装孔6011的中心的连线形成半径为r1的圆。
76.可选地，第一架体2还包括第一杆体202，第一杆体202的一端与立柱1相连，第一杆体202的另一端与第一法兰盘201相连。
77.例如，如图2至图4所示，第一杆体202的左端与立柱1相连，第一杆体202的右端与第一法兰盘201相连。
78.可选地，第一杆体202与立柱1焊接，第一杆体202与第一法兰盘201焊接。
79.可选地，安装座7还包括座体本体701，座体本体701设在座体法兰盘702的径向一侧，驱动件4安装在座体本体701上。
80.例如，电机402固定安装在座体本体701上，蜗杆401可转动的安装在座体本体701 上。通过在座体法兰盘702上设置座体本体701，方便驱动件4安装在安装座7上。
81.在一些实施例中，第二架体3包括第二法兰盘301和第二杆体302，第二法兰盘301 与外圈602相连，第二杆体302的长度方向与转动轴线的延伸方向一致，第二杆体302的一端与第二法兰盘301相连，第二杆体302的另一端为自由端，光伏板5设在第二杆体302 的侧壁上。
82.例如，如图2至图4所示，第二杆体302的左端与第二法兰盘301相连，第二杆体302 的右端为自由端，光伏板5设在第二杆体302的左端和右端之间。如图7所示，外圈602 具有多个第二安装孔6021；如图8所示，第二法兰盘301具有多个第二连接孔3011；多个第二安装孔6021和多个第二连接孔3011一一对应，螺栓穿过相对应的第二安装孔6021和第二连接孔3011，实现第二法兰盘301与外圈602的连接。
83.本发明实施例的具有光伏发电装置的电力杆塔100，通过将第二架体3设为包括第二法兰盘301，使得第二架体3和转盘轴承6的外圈602之间具有较大的连接面积。有利于提高第二架体3和转盘轴承6之间的连接稳定性，有利于进一步提高具有光伏发电装置的电力
杆塔100的可靠性。
84.可选地，第二安装孔6021和第二连接孔3011同轴布置。具体地，多个第二安装孔6021 的中心的连线形成半径为r2的圆，多个第二连接孔3011的中心的连线形成半径为r2的圆。
85.可选地，第二杆体302与第二法兰盘301焊接。
86.当然，在另一些实施例中，第二架体也可以包括多个第二连接块，多个第二连接块环绕转动轴线间隔设置，第二连接块上设有与外圈相连的第二连接孔。
87.可选地，第二架体3还包括安装架303，光伏板5设在安装架303上，安装架303与第二杆体302的侧壁相连。
88.例如，如图10所示，光伏板5通过安装架303安装在第二杆体302上。
89.可选地，安装架303包括连接梁3032和多个横纵交错的支撑梁30311，多个支撑梁30311 形成框架3031，光伏板5与框架3031相连。连接梁3032具有在其长度方向上相对的第一端和第二端，第一端与框架3031相连，第二端与第二杆体302的侧壁相连。
90.例如，如图12所示，多个支撑梁30311中的一部分为横梁30312，多个支撑梁30311 中的另一部分为纵梁30313，多个横梁30312和多个纵梁30313交错布置并相连形成框架 3031，光伏板5与框架3031相连。如图10所示，连接梁3032的一端与纵梁30313相连，连接梁3032的另一端与第二杆体302的侧壁相连。
91.通过将安装架303设为包括框架3031和连接梁3032的结构，使得安装架303的整体强度较好，有利于提高光伏板3与第二架体3之间的连接稳定性，从而有利于进一步提高光伏发电装置的可靠性。
92.可选地，支撑梁30311为槽钢。
93.可选地，如图13所示，光伏发电装置还包括托板801和压块802，托板801与横梁30312 相连，压块802与托板801通过第一紧固件11相连，光伏板5夹持在压块802和托板801 之间，实现光伏板5与框架3031的连接。
94.可选地，托板801与支撑梁30311焊接。
95.可选地，如图13所示，横梁30312与纵梁30313通过第二紧固件12相连。
96.可选地，第一紧固件11和第二紧固件13为螺栓。
97.可选地，如图10和图11所示，安装架303还包括连接座3034，框架3031与连接座 3034通过第三紧固件13相连，连接座3034与连接梁3032通过第四紧固件14相连。
98.可选地，第三紧固件13和第四紧固件14为螺栓。
99.可选地，连接座3034为角钢，连接座3034包括第一板体和第二板体，第一板体与第二板体相垂直，框架3031与第一板体通过第三紧固件13相连，第二板体与连接梁3032通过第四紧固件14相连。
100.可选地，连接梁3032设有多组，多组连接梁3032沿转动轴线的延伸方向间隔设置。
101.例如，连接梁3031设置三组，三组连接梁3031沿左右方向间隔设置，使得框架3031 通过多组连接梁3032与第二杆体302相连，有利于提高框架3031与第二杆体302之间的连接稳定性，从而有利于进一步提高光伏发电装置的可靠性。
102.当然，在另一些实施例中，连接梁3032也可以仅设置一组。
103.可选地，每组连接梁3032包括多个连接梁3032，同一组连接梁3032的第一端沿预
设方向间隔设置，其中预设方向垂直于转动轴线的延伸方向。
104.上述预设方向可以为框架3031的宽度方向。
105.例如，如图10所示，每组连接梁3032包括三个连接梁3032，三个连接梁3032的第一端沿框架3031的宽度方向间隔设置。通过将每组连接梁3032设为包括多个连接梁3032，且同一组连接梁3032的第一端沿预设方向间隔设置，使得框架3031与每组连接梁3032之间具有多个连接点，有利于进一步提高框架3031与第二杆体302之间的连接稳定性，从而有利于进一步提高光伏发电装置的可靠性。
106.当然，在另一些实施例中，每组连接梁也可以仅包括一个连接梁。此时，可以通过设置多组连接梁，来提高框架与第二杆体之间的连接稳定性。
107.可选地，如图10所示，安装架303还包括多个连接件3033，多个连接件3033沿转动轴线的延伸方向间隔设置，多个连接件3033均与第二杆体302的侧壁相连。多个连接件 3033与多组连接梁3032一一对应，同一组连接梁3032的第二端均与对应的连接件3033 相连。
108.例如，如图10所示，同一组连接梁3032中三个连接梁3032的第二端均与同一连接件 3033相连。
109.可选地，连接梁3032的第二端与对应的连接件3033通过第五紧固件相连。其中，第五紧固件可以为螺栓、螺钉等。
110.可选地，连接件3033为连接板，安装架303还包括多个加强板，加强板与连接板和第二杆体302的侧壁均相连。由此，利用加强板可以提高连接件3033与第二杆体302之间的连接强度。
111.可选地，连接板与第二杆体302的侧壁焊接，加强板与连接板以及加强板与第二杆体 302的侧壁焊接。
112.可选地，每个安装架303上设有多块光伏板5。
113.例如，如图1和图14所示，每个安装架303上设有两块光伏板5。
114.如图14和图15所示，当转动轴线的延伸方向与立柱1的长度方向的夹角为锐角时，光伏发电装置还包括第三法兰盘9，第三法兰盘9与立柱1的侧壁相连，第一杆体202包括第一段2021和第二段2022，第一段2021与第三法兰盘9相连，第二段2022通过第一法兰盘201与第二架体3相连。
115.其中，第一段2021靠近第三法兰盘9的一端设有第四法兰盘，第四法兰盘与第三法兰盘9相连。
116.其中，第一段2021垂直于立柱1的长度方向，第二段2022沿远离第一段2021的方向逐渐向上倾斜，转动轴线平行于第二段2022的长度方向。
117.可选地，第一段2021和第二段2022为一体式结构。
118.可选地，第三法兰盘9与立柱1的侧壁焊接。
119.本发明实施例的具有光伏发电装置的电力杆塔100，立柱1、蜗杆电机组件、装盘轴承 6和光伏安装架(第二架体3)用法兰连接成一个整体，使得分布式光伏发电装置无需占用宝贵的土地资源，且能实现倾斜角轴向或水平轴向的单轴跟踪，与现有城市基础设施共建共享，节约光伏发电装置的用地、光伏发电装置安全性好、光伏板使用寿命长，可实现倾斜角轴向或水平轴向的单轴跟踪，进而提高太阳能的利用率和光伏发电装置的发电量。
120.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
121.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
122.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
123.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
124.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
125.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本发明的保护范围内。