Опорный стол для крепления фотоэлектрических модулей

Полезная модель относится к области строительства станций солнечной генерации. Опорный стол предназначен для крепления фотоэлектрических модулей.
Известна разработка профилей и опорной конструкции для гелиопанелей (альбом технических решений для гражданского строительства и солнечной техники Ingenieurbau und Solartechnik 30.10.2014 г. стр. 4, 5, 6, 12). Свободностоящая солнечная батарея на специальных опорных конструкциях, собранных на болтовых соединениях, содержит опорные стойки, закрепленные на них через прямоугольную площадку и площадку со скругленными боковинами крепежные элементы с удлиненными боковинами, имеющими форму параллелограмма, между которыми имеется скругленное основание для наклонной стойки. Несущие наклонные стойки выполнены в виде параллелепипеда со скругленными углами и расположенными на трех гранях пазами ступенчатой формы. Горизонтальные перекладины выполнены ступенчатой формы, с продольными консольными выступами на верхней поверхности для размещения и фиксации под ними боковых краев фотоэлектрических модулей, с опорой на площадки, с продольными выступами на основании, предназначенными для соединения с наклонной стойкой через держатели. Установка опорных стоек аналога предполагает только ровную поверхность площадки для станций солнечной генерации, при наличии сложного рельефа регулировка по высоте затруднена. Для фотоэлектрических модулей перекосы опорного стола опасны, прежде всего, нежелательными нагрузками и напряжением поверхностей панелей. Выступы над фотоэлектрическими панелями могут вызывать временное затемнение, вызванное осадками, скоплением пыли и помета птиц. Затемнения могут очищаться естественным образом, например, смываться дождем. Снег, особенно в регионах, где зима длится более трех календарных месяцев, становится большой проблемой, в том числе нежелательной нагрузкой на поверхность.
Недостатком аналога является снижение надежности и безопасности крепления фотоэлектрических панелей из-за недостаточной возможности регулирования по высоте наклонных стоек стола неудобство в эксплуатации.
Наиболее близким к заявляемому техническое решение по патенту РФ №186484 на полезную модель «Опорный стол для крепления фотоэлектрических модулей» (заявка №2018128667 с приоритетом от 03.08.2018 г.) Устройство содержит опорные стойки, регулируемые подвижные стойки, несущие наклонные стойки, установленные на опорные стойки с помощью крепежных элементов, несущие горизонтальные перекладины, имеющие группу отверстий для болтового крепления с опорными стойками. Крепежные элементы, соединяющие несущие наклонные стойки через регулируемые подвижные стойки с опорными стойками выполнены с удлиненными боковинами, имеющими форму параллелограмма, со скругленным основанием, по центру которого выполнен вытянутым продольный выступ в виде параллелограмма. Несущие наклонные стойки и несущие горизонтальные перекладины выполнены в виде полого длинномерного алюминиевого профиля, связаны в единую конструкцию посредством болтовых креплений. Несущие наклонные стойки выполнены в виде параллелепипеда со скругленными углами и расположенными на трех гранях пазами ступенчатой формы, повторяющей форму болтовых креплений, на боковых гранях для соединения с крепежными элементами, на верхней грани для соединения с верхней несущей горизонтальной перекладиной, средней несущей горизонтальной перекладиной и нижней несущей горизонтальной перекладиной через держатели несущих горизонтальных перекладин, несущие горизонтальные перекладины выполнены ступенчатой формы, с продольными выступами на основании, предназначенными для соединения с несущей наклонной стойкой через держатели, с опорными площадками для размещения фотоэлектрических модулей, при этом верхняя несущая горизонтальная перекладина и нижняя несущая горизонтальная перекладина выполнены с продольными консольными выступами на верхней поверхности, с одной опорной площадкой для размещения фотоэлектрических модулей, а средняя несущая горизонтальная перекладина выполнена с двумя опорными площадками для размещения фотоэлектрических модулей. Устройство содержит защелки-держатели, выполненные в виде профиля, имеющего основание и две параллельные боковые стенки, на внутренней поверхности основания которого имеется продольный выступ с утолщением на конце, обеспечивающие фиксацию фотоэлектрических модулей на опорных площадках средней несущей горизонтальной перекладины и нижней несущей горизонтальной перекладины, при этом на боковой поверхности средней несущей горизонтальной перекладины и нижней несущей горизонтальной перекладины выполнен выступ в форме параллелепипеда, верхняя грань которого образует опорную площадку для размещения фотоэлектрических модулей, а боковая грань выполнена с продольным пазом по всей длине под защелки-держатели для прижатия нижнего края фотоэлектрического модуля к опорным площадкам. При проведении полевых испытаний выявлено снижение надежности опорного стола из-за недостаточной фиксации фотоэлектрических панелей защелками-держателями на опорных площадках средней и нижней перекладин при усиленных порывах ветра.
Недостатком прототипа является снижение надежности и безопасности крепления фотоэлектрических панелей при усиленной ветровой нагрузке.
Задачей полезной модели является повышение надежности, создание безопасного крепления фотоэлектрических модулей к опорному столу.
Технический результат достигается за счет того, опорный стол для крепления фотоэлектрических модулей включает в себя связанные в единую конструкцию с помощью болтовых соединений опорные стойки, регулируемые подвижные стойки, несущие наклонные стойки, выполненные в виде параллелепипеда со скругленными углами и расположенными на трех гранях пазами ступенчатой формы, установленные на регулируемых подвижных стойках с помощью крепежных элементов, выполненных с удлиненными боковинами, имеющими форму параллелограмма, и скругленное основание, с вытянутым продольным выступом в виде параллелограмма, несущие горизонтальные перекладины, несущие наклонные стойки соединены с верхней несущей горизонтальной перекладиной, средней несущей горизонтальной перекладиной и нижней несущей горизонтальной перекладиной через держатели несущих горизонтальных перекладин. Несущие горизонтальные перекладины выполнены ступенчатой формы с продольными выступами на основании, предназначенными для соединения с несущей наклонной стойкой через держатели, с опорными площадками для размещения фотоэлектрических модулей, при этом верхняя несущая горизонтальная перекладина и нижняя несущая горизонтальная перекладина выполнены с продольными консольными выступами на верхней поверхности, с одной опорной площадкой для размещения фотоэлектрических модулей, а средняя несущая горизонтальная перекладина выполнена с двумя опорными площадками для размещения фотоэлектрических модулей, при этом несущие наклонные стойки и несущие горизонтальные перекладины выполнены в виде полого длинномерного алюминиевого профиля.
Согласно полезной модели, средняя несущая горизонтальная перекладина выполнена с двумя консольно расположенными выступами на верхней площадке, при этом во внутреннем углу, образованном верхней площадкой и боковой левой стороной перекладины, выполнен усиливающий продольный подковообразный выступ, а ее левая боковая сторона под опорной площадкой выполнена наклонной. Нижняя несущая горизонтальная перекладина выполнена со скругленной правой боковой гранью, совмещенной с верхней площадкой и образующей консольный выступ над опорной площадкой, во внутреннем углу, образованном верхней и боковой левой стороной выполнен усиливающий продольный подковообразный выступ, а боковая сторона под опорной площадкой выполнена наклонной. Устройство дополнительно содержит продольные закладные элементы несущих горизонтальных перекладин, причем закладной элемент верхней несущей горизонтальной перекладины выполнен однокамерным, а закладной элемент средней несущей горизонтальной перекладины и нижней несущей горизонтальной перекладины выполнен двухкамерным, при этом на основаниях несущих горизонтальных перекладин выполнены продольные подковообразные выступы для соединения с продольными скругленными пазами, выполненными в основании закладных элементов.
Полезная модель поясняется чертежами, где на Фиг. 1 изображен общий вид опорного стола, на Фиг. 2. изображена установка несущей наклонной стойки в опорной стойке через крепежный элемент и регулируемую подвижную стойку, на Фиг. 3 крепежный элемент, на Фиг. 4 установка несущих горизонтальных перекладин на несущей наклонной стойке.
Опорный стол для фотоэлектрических модулей содержит опорные стойки 1, подвижные стойки 2, установленные на них несущие наклонные стойки 3 с помощью крепежных элементов 4, выполненных с удлиненными боковинами 5, имеющими форму параллелограмма, со скругленным основанием 6, с вытянутым продольным выступом 7 в форме параллелограмма по центру основания, несущие горизонтальные перекладины и держатели 8 несущих горизонтальных перекладин. При этом опорные стойки 1, подвижные стойки 2, несущие наклонные стойки 3, крепежные элементы 4 и держатели 8 имеют отверстия и связаны с несущими горизонтальными перекладинами в единую конструкцию посредством болтовых креплений 9. Несущие наклонные стойки 3 и несущие горизонтальные перекладины выполнены в виде полого длинномерного профиля. Несущая наклонная стойка 3 выполнена в виде параллелепипеда со скругленными углами и расположенными на трех гранях пазами 10 ступенчатой формы, повторяющей форму болтовых креплений 9, на боковых гранях для соединения с крепежными элементами 4, на верхней грани для соединения с несущими горизонтальными перекладинами. Несущие горизонтальные перекладины выполнены трех типов - верхняя несущая горизонтальная перекладина 11, средняя несущая горизонтальная перекладина 12 и нижняя несущая горизонтальная перекладина 13, выполнены ступенчатой формы, с продольными выступами 14 на основании, предназначенными для соединения с несущей наклонной стойкой 3 болтовыми креплениями 9 через держатели 8, с опорными площадками для размещения фотоэлектрических модулей. Верхняя несущая горизонтальная перекладина 11 выполнена с продольными консольным выступом 15 на верхней поверхности и опорной площадкой 16 для размещения фотоэлектрических модулей, средняя несущая горизонтальная перекладина 12 выполнена с продольными консольным выступом 17 и продольным консольным выступом 18 на верхней поверхности, с двумя опорными площадками 19 и 20 для размещения фотоэлектрических модулей, во внутреннем углу, образованном верхней площадкой и боковой левой стороной выполнен усиливающий продольный подковообразный выступ 21, ее левая боковая сторона под опорной площадкой 19 выполнена наклонной. Нижняя несущая горизонтальная перекладина 13 выполнена со скругленной правой боковой гранью 22, совмещенной с верхней площадкой и образующей консольный выступ 23 над опорной площадкой 24 для размещения фотоэлектрических модулей, при этом во внутреннем углу, образованном верхней площадкой и боковой левой стороной выполнен усиливающий продольный подковообразный выступ 21, а боковая сторона под опорной площадкой 23 выполнена наклонной, На основаниях несущих горизонтальных перекладин выполнены продольные подковообразные выступы 25. Устройство содержит продольные закладные элементы несущих горизонтальных перекладин. Закладной элемент 26 верхней несущей горизонтальной перекладины 11 выполнен однокамерным. Закладной элемент 27 средней несущей горизонтальной перекладины 12 и нижней несущей горизонтальной перекладины 13 выполнен двухкамерным с продольными скругленными пазами 28 для соединения с продольными подковообразными выступами 25 несущих горизонтальных перекладин. На основании средней несущей перекладины 12 дополнительно выполнен выступ 29 для упора закладного элемента 27.
Закладной элемент 26 и закладные элементы 27 выполнены с продольными скругленными пазами 28 на основании, для соединения с продольными подковообразными выступами 25, выполненными в основании несущих горизонтальных перекладин 11, 12 и 13.
Устройство работает следующим образом. Опорные столы разработаны для эксплуатации на открытом воздухе. Установка опорных стоек в проектное положение предусматривает погружение в грунт методом забивки на глубину, ниже глубины сезонного промерзания грунтов. Оцинкованные стойки забиваются в грунты основания на указанную глубину от уровня природного рельефа. Допустимое отклонение глубины погружения ±100 мм. После забивки опорных стоек оголовок стойки обрабатывается цинкосодержащим составом шириной 30 мм. На опорные стойки устанавливают подвижные стойки, имеющие группу отверстий для болтового крепления. Отверстия в опорных и подвижных стойках предусмотрены с шагом 50 мм по высоте для нивелирования возможной погрешности в результате погружения стоек. Далее сборка конструкции осуществляется посредством болтовых креплений 9 основных стоек 1, подвижных стоек 2, наклонных несущих стоек 3 с подвижными стойками 2 через крепежные элементы 4 и горизонтальных перекладин 11, 12, 13 на наклонных несущих стойках 3 через держатели 8. В полости горизонтальных перекладин при их последовательной установке на стыках перекладин вставляются закладные элементы - однокамерный закладной элемент 26 в полость верхней горизонтальной перекладины, двухкамерные закладные элементы 27 в полости средней и нижней горизонтальной перекладины, при этом скругленные продольные пазы 28 на основании закладных элементов 27 образуют замковое соединение с подковообразными выступами 25 на основании несущих горизонтальных перекладин. При этом верхняя площадка двухкамерных закладных элементов 27 прижимается к подковообразным выступам 21 средней горизонтальной перекладины 12 и нижней горизонтальной перекладины 13. Выступ 29, выполненный на основании средней горизонтальной перекладины позволяет дополнительно зафиксировать закладной элемент 27 внутри полости на стыке последовательно устанавливаемых горизонтальных перекладин 12.
Фотоэлектрические модули устанавливают в горизонтальные перекладины следующим образом. Верхний ряд опорного стола последовательно заполняется фотоэлектрическими модулями, для чего одновременно заводят под консольные выступы 15 верхней несущей горизонтальной перекладины 11 и консольный выступ 18 средней горизонтальной перекладины и располагают на опорной площадке 16 и на опорной площадке 19. Второй ряд последовательно заполняют фотоэлектрическими модулями, для чего заводят фотоэлектрические модули под консольные выступ 17 средней несущей горизонтальной перекладины 12 и под консольный выступ 23, устанавливая края модуля на опорную площадку 20 на опорную площадку 24. При стыковке несущих горизонтальных перекладин применяются закладные элементы
Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает точную, без перекосов установку фотоэлектрических модулей по высоте, надежное и безопасное крепление фотоэлектрических модулей и обеспечение удобства в эксплуатации. Выполнение установки фотоэлектрического модуля в несущих горизонтальных перекладинах, выполнение продольных консольных выступов с минимальным перепадом к поверхности солнечной панели фотоэлектрического модуля обеспечивает самоочищение панели от пыли (песка), атмосферных осадков, особенно от снега, что не только уменьшает затемнение солнечных панелей, но и значительно снижает нагрузку на фотоэлектрические модули. Выполнение несущих горизонтальных перекладин на их стыках усиленными закладными элементами обеспечивает повышение надежности опорного стола за счет повышения устойчивости конструкции к ветровым нагрузкам.