具体实施方式

下面结合具体实施方式和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本发明的保护范围。

例如，在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一特征和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一特征和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一特征和第二特征之间可以不直接联系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一元件和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一元件和第二元件间接地相连或彼此结合。

第一实施例

图1至图9示出了根据本发明第一实施例的光伏平衡支撑系统100的示例构造。其中，光伏平衡支撑系统100包括光伏组件20，还包括倾角可调光伏支架10。也即，图1至图9也示出了根据本发明第一实施例的倾角可调光伏支架10的示例构造。需要理解，附图均仅作为示例，并非按照等比例的条件绘制，不应该以此对本发明实际要求的保护范围构成限制。

如图1所示，倾角可调光伏支架10包括沿东西向延伸的主梁1和可转动地支撑主梁1的支柱2。主梁1上支撑有沿东西向分布的至少两根檩条3。图中，每个(根)檩条3可以沿南北向(图1中，垂直于纸面方向)延伸，各个檩条3在东西向上间隔开，也即各檩条3沿东西向分布。需要理解，文中“沿”某一方向的描述均意指大致“沿”某一方向，也即，可以允许一定范围的容差，例如，允许20°以内的交角，进一步允许10°以内的交角。虽未图示，然而倾角可调光伏支架10可以包括沿东西向分布的至少两个支柱2，主梁1可以横架在该至少两个支柱2上。

支柱2包括提供支撑基础的立柱4。立柱4可以竖立在地面G0上，从而提供支撑基础。

支柱2还包括支承件5。支承件5从立柱4向上延伸。参见图2，支承件5具有位于北侧的北向侧面51，支承件5还提供铰接位H0。

参见图1，主梁1具有位于相邻两个檩条3之间的中间梁段15。主梁1通过中间梁段15铰接于铰接位H0而可转动地支撑于支柱2。铰接位H0可以认为是主梁1相对于支柱2的铰接轴线或旋转轴心(也可称之为铰接中心、转轴中心等)的所在位置，在图2中可以示出为一个点。光伏平衡支撑系统100中，光伏组件20支承在倾角可调光伏支架10的前述至少两根檩条3上。

主梁1的位于南侧的南侧梁面11通过抵接支承件5的北向侧面51而处于前述至少两根檩条3水平放置的水平状态，如图2所示。在图2示出的水平状态下，主梁1位于铰接位H0的下方。前述至少两根檩条3水平放置的水平状态也即檩条3上支撑的光伏组件20水平铺放的水平状态，此时也可称之为，光伏组件20的安装倾角θ(图3中示出，也即，光伏组件20表面与水平面之间的夹角)为零。

上述倾角可调光伏支架10在调节角度时，图2示出的水平布置的光伏组件20只需顺时针向南转动即可到达图3所示的倾斜状态。上述倾角可调光伏支架10中，主梁1位于铰接位H0的下方，而檩条3支撑的光伏组件20可以位于铰接位H0的上方，这样，主梁1的重量可以平衡光伏组件20的至少部分重量，例如可以通过调节光伏组件20的布置，即可容易地实现支架旋转部分的重心与铰接位H0重合，从而使得光伏组件20的安装倾角的调节操作可以非常轻便灵活。其中，支架旋转部分也即由主梁1及随之转动的转动部分组成的部分。

上述倾角可调光伏支架10中，在水平状态下，主梁1的南侧梁面11抵接北向侧面51，可以使得整个倾角可调光伏支架10对光伏组件20的支撑更加稳定，也易于以此为起点对光伏组件20的安装倾角进行调节，而且便于在保持在该水平状态下可以调节光伏组件20的布置以使支架旋转部分的重心与铰接位H0重合。“重心与铰接位H0重合”也即重心位于铰接位H0所表示的旋转轴心上，然而，需要理解，文中的“重合”、“一致”均意指大致“重合”、“一致”，也即，可以允许一定范围的容差，例如，允许1cm以内的距离偏差。

本发明还提供一种光伏平衡支撑系统100。其中，光伏组件20可以布置成使得支架旋转部分的重心与铰接位H0重合，其中，支架旋转部分由主梁1及跟随主梁转动1的转动部分组成。图示实施方式中，跟随主梁转动1的转动部分可以包括光伏组件20、檩条3、后面将会详细描述的支撑件6和托件7等。

本发明提供一种光伏平衡支撑方法。其中，可以采用倾角可调光伏支架10，使得光伏组件20支承在倾角可调光伏支架10的前述至少两根檩条3上；调整光伏组件20的布置，借此，使得前述支架旋转部分的重心与铰接位H0重合。实际操作过程中，可以使得重心与铰接位H0尽可能重合，如前所述，可以允许一定范围的容差。

图示实施方式中，主梁1的重心可以相对于铰接位H0向北侧偏离。也即，主梁1的重心可以位于铰接位H0的北侧偏下的位置。图示实施方式中，主梁1的横截面中心O1(横截面的几何中心)可以与主梁1的重心重合，因而，主梁1的横截面中心O1可以相对于铰接位H0向北侧偏离。

如前所述，支承件5具有位于北侧的北向侧面51，支承件5还具有位于南侧的南向侧面52。支承件5的北向侧面51抵接主梁1的南侧梁面11。在一个比较例中，主梁1、檩条3、光伏组件20等组成的支架旋转部分设计为南北对称结构。当支架旋转部分的光伏组件20表面向上水平放置时，其横截面(或称，垂直断面)重心位于主梁1上方的南北对称轴线上，也即主梁1和光伏组件20之间的对称轴线上。如需将立柱4支撑的旋转轴心(铰接位H0)设置为与支架旋转部分的重心相重合，立柱4在主梁1的正下方，旋转轴心在主梁1的正上方，中间正好隔了一根主梁1，立柱4无法直接支撑，而采用向北侧弯曲的支承件5来提供铰接位H0以旋转支撑主梁1，则支承件5的南向侧面52则容易碰到光伏组件20的下表面，也即，容易与主梁1上支撑的光伏组件20发生干涉，从而导致光伏组件20不能连续排布。因此，主梁1的重心(图中，横截面中心O1)相对于铰接位H0向北侧偏离，可以避免旋转支承主梁1的支承件5(特别是在倾斜状态下)对光伏组件20在主梁1上的排布产生干扰，使得光伏组件20在主梁1上的排列布置更加紧凑合理。

此时，光伏组件20可以布置成相对于铰接位H0向南侧偏移，借此使得支架旋转部分的重心与铰接位H0重合，如图2所示。

图2示出的实施方式中，主梁1的横截面中心O1可以相较于铰接位H0向北侧偏离主梁1的南北向尺寸L1(也可称之为主梁宽度)的一半。换言之，横截面中心O1相较于铰接位H0向北侧偏离预定距离δ1，δ1＝1/2*L1。距离δ1也即横截面中心O1与铰接位H0之间在南北向上的距离。图12A示出了图1至图3示出的示例性主梁1的横截面构造，也即，图1至图3中，主梁1的横截面可以为方形，例如，主梁1可以是一方管。图12A中，还示出了主梁1的南北向尺寸L1，也即主梁1在南北向上的外部最大尺寸，也即，作为主梁1的方管的宽度。

如图2所示，支承件5的北向侧面51用于抵接主梁1的南侧梁面11的部分位于铰接位H0的正下方，换言之，铰接位H0与支承件5的北向侧面51用于抵接主梁1的南侧梁面11的部分与穿过铰接位H0的竖直面(图2中，可称之为旋转轴心的垂直中心线X0)一致。也即，在图2示出的水平状态下，铰接位H0所表示的旋转轴心的垂直中心线X0与主梁1的南侧边缘(南侧梁面11)一致，则支柱2的支承件5可以贴着主梁1直接提供铰接位H0(或者，支撑下面将会描述的转轴55)。在该情况下，主梁1的重心相对于旋转轴心有半个主梁宽度的偏心距，因而支架旋转部分的重心也会北移。如前所述，此时可以将主梁1上(通过檩条3)支撑的光伏组件20单独向南水平移动，檩条3也可做相应调整，使得支架旋转部分的重心水平南移，并能与铰接位H0重合，进而实现平衡支撑。

参见图4A和图4B，结合图1和图2，支承件5可以包括第一板部56和第二板部57。第一板部56可以固定于立柱4的上端部的北侧表面41，例如通过铆接或焊接。第二板部57可以连接在第一板部56的上端，第二板部57可以具有朝向南侧凹陷的凹部58，凹部58的底面581构成支承件5的北向侧面51抵接南侧梁面11的部分。第二板部57的位于凹部58上侧的上端59提供铰接位H0。第一板部56和第二板部57可以为一体的板材，共同构成作为支承件5的板件。可以理解，图2中以虚线将二者划分仅仅是为了示意以便描述，并不表明其实际的分界线。可以理解，文中使用“第一”、“第二”等词语来限定特征，仅仅是为了便于对相应特征进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本发明保护范围的限制。

在图4A和图4B示出的实施方式中，第二板部57的上端59可以具有圆孔591，圆孔591中可以装有关节轴承592，铰接位H0可以由关节轴承592的轴承孔提供。采用装有关节轴承592的支承件5时，主梁1既可水平布置，也可与水平面形成一定夹角，该夹角一般不大于20°。在图5A和图5B示出的实施方式中，第二板部57的上端59可以具有圆孔591，圆孔591中可以装有筒形轴承593，铰接位H0可以由筒形轴承593的筒孔提供。采用装有筒形轴承593的支承件5时，主梁1需要水平布置。

在一个实施方式中，支承件5的第一板部56可以通过紧固件85穿过腰孔(未图示)而上下可调地固定于立柱4的北侧表面41。该上下形的腰孔例如可以是立柱4顶部的连接孔，而支承件5的第一板部56的连接孔561可以是适于紧固件85穿过的圆孔。这样，可以便于调节支承件5的高度，从而可以便于调节铰接位H0的高度。

可以理解，文中使用了特定词语来描述本发明的实施方式，如“一个实施方式”、“另一实施方式”和/或“一些实施方式”意指与本发明至少一个实施方式相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一个实施方式”或“另一实施方式”并不一定是指同一实施方式。此外，本发明的一个或多个实施方式中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

参见图2和图3，倾角可调光伏支架10还可以包括支撑件6。图7A和图7B示出了支撑件6的示例构造。支撑件6可以具有连接板61和从连接板61向上凸伸的竖直板62。支撑件6可以通过连接板61固连主梁1的上梁面12，例如通过焊接。支撑件6的连接板61可以在南侧具有缺口61b，以在主梁1的转动过程中避让支承件5的第二板部57的上端59。

支撑件6可以通过竖直板62铰接于支承件5的铰接位H0，借此，主梁1可转动地支撑于支柱2。例如，图示实施方式中，支撑件6可以具有相对设置的两块竖直板62，图6A和6B示出的转轴55穿连两块竖直板62的穿孔62a和第二板部57的提供铰接位H0的穿孔，可以将支撑件6及其固连的主梁1铰接于支承件5的铰接位H0，从而将支架旋转部分旋转支撑在支柱2上。其中，支承件5的第二板部57可以置入两块竖直板62之间，前述缺口61b也可以设置在两块竖直板62之间。转轴55可以是如图6A和6B所示的圆柱形轴，也可以是螺栓，特别是在采用带关节轴承592的支承件5时。

回到图2和图3，倾角可调光伏支架10还可以包括托件7。托件7可以具有承托部71和将承托部71连接到连接板61的一对连接部72。承托部71承托主梁1的下梁面13，一对连接部72分别位于主梁1的南侧和北侧。例如，连接部72可以是紧固件诸如螺栓，承托部71例如可以是如图8A和图8B所示的托板，紧固件(作为连接部72)可以穿连托板(作为承托部71)在四个拐角处的连接孔71a和连接板61在四个拐角处的连接孔61a，借此，拉紧连接板61和承托部71，不仅可以使得承托部71承托主梁1，还可以使得连接板61固连主梁1。图8A中，作为承托部71的托板也可以具有缺口71b，以在主梁1的转动过程中避让支承件5的第二板部57的上端59。

在图9示出的实施方式中，托件7可以是抱箍件诸如抱箍螺栓，抱箍螺栓的位于主梁1两侧的箍段构成托件7的一对连接部72，而位于主梁1下侧的箍段构成托件7的承托部71。可以参见图1，托件7的连接部72可以避开支承件5来布置，图1中，作为一对连接部72中一方连接部72的两个螺栓可以分别分布于支承件5的东西两侧。

上述倾角可调光伏支架充分利用这类光伏支架角度调节范围在单向朝南(例如，在0°-70°之间变化)这一特点，利用主梁1本身的重量与光伏组件20的重量进行平衡，采用这种平衡支撑方式，从根本上解决偏心弯矩对光伏支架旋转调节产生的负面影响，使光伏组件20的倾角调节变得轻便、灵活。

第二实施例

图10和图11示出了根据本发明第二实施例的光伏平衡支撑系统100的示例构造。其中，光伏平衡支撑系统100包括光伏组件20，还包括倾角可调光伏支架10。光伏平衡支撑系统100从南侧看时的侧视构造也可以大致如图1所示，因而图1也可作为根据第二实施例的光伏平衡支撑系统100的南侧视图。也即，下面可以参考图1和图10至图11来描述光伏平衡支撑系统100及倾角可调光伏支架10的示例构造。

第二实施例沿用前述第一实施例的元件标号与部分内容，其中采用相同的标号来表示相同或近似的元件，并且选择性地省略了相同技术内容的说明。关于省略部分的说明可参照前述第一实施例，本实施例不再重复赘述。

第二实施例中的倾角可调光伏支架10与第一实施例中的倾角可调光伏支架10的主要不同点在于，倾角可调光伏支架10中，δ1＜1/2*L1。也即，主梁1的横截面中心O1可以相较于铰接位H0向北侧偏离少于主梁1的南北向尺寸L1的一半，也即，δ1＜1/2*L1。结合前述图2示出的第一实施例，总体上，主梁1的横截面中心O1可以相较于铰接位H0向北侧偏离主梁1的南北向尺寸L1的一半以内。需要理解，文中“以内”、“以上”、“以下”等均包含端点值。换言之，δ1≤1/2*L1。

如前面提及的，在实际工程应用中，支架旋转部分的重心应尽可能接近旋转轴心，可以允许一定程度的不完全重合，因此，在结构允许，且支架旋转部分满足在转动调节范围内支承件5不干扰光伏组件20在主梁1上连续排列布置的条件下，旋转轴心的垂直中心线X0可以不必一定要移到主梁1的南边缘。只要适当南移满足上述条件即可，也即主梁1的重心(横截面中心O1)与旋转轴心的偏心距δ1可小于作为主梁1的方管的半宽度，同时，主梁1上部的光伏组件20也只需少量移动即可。在某些场合下，当旋转轴心的垂直中心线X0向南偏移足够小(或者，偏心距δ1足够小)，且旋转驱动推力足够大时，主梁1上部的光伏组件20可以不单独移动，如图10和图11所示。也即，δ1＜1/2*L1时，可以在实现支承件5不干扰光伏组件20的排布的同时，使得光伏组件20甚至不需要移动即可实现基本的平衡支撑。

图示实施方式中，倾角可调光伏支架10可以设置成允许主梁1从图10的水平状态转动至图11示出的檩条2相对于水平面倾斜的倾斜状态。也即，光伏组件20的安装倾角θ可以达到小于90°的角度，例如，可以达到70°。换言之，光伏组件20的安装倾角θ可以为单向朝南0°-70°，又或者，倾角可调光伏支架10的角度调节范围在单向朝南0°-70°。可以理解，文中这种具体的角度值也意指“约”、“大致”或“近似”，也即允许一定范围内的容差，例如允许5°以内的偏差。

图示实施方式中，支承件5的南向侧面52可以在上侧具有朝向南侧向下倾斜的斜面521，以在倾角可调光伏支架10的主梁1的转动过程中避让光伏组件10。进一步地，支承件5的南向侧面52可以在上侧具有朝向南侧向下倾斜的平直斜面521，以在主梁1转动至图11示出的安装倾角θ达到70°(或者，檩条2与水平面呈70°)的倾斜状态时与光伏组件10的下表面抵接，从而可以阻止主梁1继续转动，因而可以帮助确定或者保持图11示出的极限倾斜状态，防止光伏组件10过度倾斜。

图2和图3以及图10和图11中主梁1的横截面均是方形，如图12A所示。而主梁1的横截面也可以是其它形状，诸如图12B的圆形、图12C示出的多边形诸如六边形或者图12D示出的D字形，图12D中的D字形是通过一直线截取圆形所得到的大于半圆的截圆形。

图12A至图12D中还示出了各横截面中心O1及南北向尺寸L1。其中，对于图12A中的方形而言，横截面中心O1是各对角线的交点，而南北向尺寸L1是方形的边长；对于图12B中的圆形而言，横截面中心O1大致是其圆心，而南北向尺寸L1是其圆直径；对于图12C中的六边形而言，横截面中心O1大致是各对角线的交点，而南北向尺寸L1是其外接圆直径；对于图12D中的D字形而言，横截面中心O1大致在其对应圆的圆心偏下的位置，而南北向尺寸L1是其对应圆的直径。

图13和图14示出了主梁1的横截面为圆形时的光伏平衡支撑系统100的示例构造，其中，图13示出的是水平状态，而图14示出的是倾斜状态。其中，主梁1的横截面是如图12B所示的圆形。

上述倾角可调光伏支架及光伏平衡支撑系统结构简单、制作容易、用料节省、成本低、现场安装也非常方便。上述光伏平衡支撑系统及光伏平衡支撑方法克服了光伏组件相对于主梁的南北向中心线对称布置的技术偏见，通过调节光伏组件的布置，来实现支架旋转部分的重心与旋转轴心的重合，可以彻底解决附加弯矩带来的负面影响，使得光伏组件倾角调节变得极为轻便、灵活。

随着光伏发电技术的发展，通过调节光伏组件的安装倾角来增加光伏电站的发电量已经成为提高光伏电站整体经济效益的重要途径，因此，上述倾角可调光伏支架及光伏平衡支撑系统、方法在未来光伏电站建设中将有着非常广阔的应用前景。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。