一种光伏板安装方法及成套装备

【技术领域】

本发明涉及光伏板技术领域，具体涉及一种光伏板安装方法及成套装备。

【背景技术】

光伏阵列是将多个光伏模组连接形成阵列分布的光伏发电系统，具有建设面积广、安装零部件种类多、数量大等特点。光伏阵列主要以平单轴式和固定式为主，其中，固定式光伏阵列的安装过程分为三个部分：(1)打桩，为光伏支架建立锚点；(2)以锚点为根基搭建光伏板支架；(3)在光伏板支架上铺设光伏板。其中，光伏板支架主要为光伏板提供一个可以安装的连续平面，其自身并不发电，只有光伏板是将光能转化为电能的直接单元。

对于固定式光伏阵列而言，光伏板支架为倾斜屋面的型式，最低点距离地面约1米左右，而最高点距地面4-5米。因此，光伏板的安装不是在一个高度恒定的平面上安装，而是在一个与地面垂直距离逐渐增加的斜面上进行安装。为了适应这种变化的高度，目前光伏板的安装工法是在在光伏支架下方搭建临时脚手架；工人站在脚手架上，靠两人配合将一块光伏板抬升至支架斜面的预定安装位置上，对光伏板固定后完成安装过程。光伏板的尺寸一般为1m×2m，重量约35Kg，需要两个工人协同配合抬升，就28块板构成的单个光伏阵列而言，两个工人需要抬升的光伏板总重接近一吨，工作量大并且强度高，难以持久，并且光伏板安装完成后，还需要对脚手架进行拆除，严重影响了施工的效率。因此，实有必要提供一种光伏板安装方法及成套装备以解决上述问题。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是在于提供一种光伏板安装方法及成套装备，在转移机构上安装举升机构和操作平台，在光伏支架的安装框架上安装轨道，通过举升结构对光伏板进行提升，然后操作平台上的操作员对光伏板进行转移，使光伏板沿轨道下滑，可以减小人工的负荷量，并且不需要搭建脚手架，可以大幅提升施工效率。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种光伏板安装成套装备，应用于固定式光伏阵列中光伏板的安装，所述光伏板安装成套装备包括：

安装系统，所述安装系统用于辅助安装光伏板，所述安装系统包括转移机构、举升机构及操作平台，所述举升机构及所述操作平台均安装于所述转移机构上，所述转移机构用于驱动所述举升结构及所述操作平台沿光伏板支架的延展方向进行位置转移，所述操作平台上配置有操作员；及

轨道，所述轨道布设在所述光伏板支架的斜面上，所述轨道与所述光伏板支架可拆卸连接；所述举升机构将单个的光伏板吊装至操作员的操作范围内，操作员手动将光伏板转移至所述轨道上，光伏板沿所述轨道下滑至光伏板支架的预设安装位置。

优选的，固定式光伏阵列中包括多个呈直线排布的光伏板支架，所述光伏板支架包括承载框架、向光侧支杆、背光侧支杆及安装框架，所述承载框架由四根首尾相接的杆体拼接形成矩形的框架结构，所述承载框架与地面锚固；所述向光侧支杆和所述背光侧支杆均固定于所述承载框架的上方，且所述向光侧支杆和所述背光侧支杆平行间隔，所述向光侧支杆的高度小于所述背光侧支杆的高度，所述安装框架的底端与所述向光侧支杆固定，顶端与所述背光侧支杆固定。

优选的，所述轨道布设于所述安装框架上，所述轨道包括设置于所述安装框架相对两侧并沿所述安装框架倾斜方向延伸的两条滑轨，两条所述滑轨配合围成滑道，光伏板在所述滑道内下滑，所述向光侧支杆的顶部高出所述滑道的末端。

优选的，所述轨道还包括连接档条，所述连接档条连接两个所述滑轨，且所述连接档条位于所述滑道的上方，所述连接档条的数量为多个。

优选的，每个所述安装框架上设置有多个安装位，多个所述安装位沿所述安装框架的倾斜方向直线排布，每个安装位上安装一块光伏板。

优选的，所述举升机构包括液压油缸、顶升杆、悬臂、连接杆及吸盘，所述液压油缸固定于所述转移机构的上方，用于驱动所述顶升杆沿竖直方向上下移动，所述悬臂固定于所述顶升杆的顶端并位于所述顶升杆靠近所述光伏板支架的一侧，所述连接杆安装于所述悬臂的下方，用于安装所述吸盘，所述吸盘用于对应吸取所述光伏板。

优选的，所述连接杆包括主杆及支杆，所述主杆固定于所述悬臂的下方，所述支杆与主杆固定，所述支杆的数量为多个，多个所述支杆平行间隔，每个所述支杆的两端均设置有所述吸盘，位于所述连接杆上的多个吸盘同时吸取一个光伏板。

优选的，所述液压油缸设置于所述转移机构远离光伏板支架的一侧，所述悬臂悬置于所述转移机构上方，所述转移机构对应所述悬臂下方的区域作为放置区，需要安装的多个光伏板堆叠放置在所述放置区内；所述操作平台位于所述放置区旁侧。

本发明还提供一种光伏板安装方法，应用于固定式光伏阵列中光伏板的安装，所述光伏板安装方法包括如下步骤：

S1：提供安装系统，所述安装系统用于辅助安装光伏板，所述安装系统包括转移机构、举升机构及操作平台，所述举升机构及所述操作平台均安装于所述转移机构上；

S2：将所述转移机构移动至光伏板支架的背光侧，在所述操作平台上配置操作员，操作员手动在所述光伏板支架的斜面上布设轨道，所述举升机构将单个的光伏板吊装至操作员的操作范围内，操作员手动将光伏板转移至所述轨道上，光伏板沿所述轨道下滑至光伏板支架的预设安装位置；

S3：将光伏板与光伏板支架固定，拆离所述轨道；

S4：沿光伏板支架的延展方向移动所述转移机构至下一个待安装位置，重复步骤S2-S3，完成光伏板支架上所有光伏板的安装。

与相关技术相比，本发明提供的光伏板安装方法及成套装备中，举升机构与光伏支架的斜面之间不发生直接定位关系，它们之间用“人”的环节进行联接，举升机构只负责简单的举升动作，因此动作的重复度很高，效率可以得到保证；人负责将光伏板从平台转移至斜面及定位工作，因为人适应变化的能力强，所以定位的效率比机械高很多，而滑轨利用重力势能将光伏板由高处滑下安装，实现了简单的流水线作业。本发明的三个环节通过“人”结合在一起，实现了机械与人之间的刚柔耦合，充分发挥了机械的高强度和人工的高准度的优势。此外，由于减省了搭建脚手架的工序，可以大幅提升施工效率。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本发明提供的一种光伏板安装成套装备的结构示意图；

图2为图1所示的轨道的结构示意图；

图3为图2中A区域的放大图。

【具体实施方式】

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明实施例中的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合本申请的附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

请结合参阅图1-3，本发明提供一种光伏板安装方法，包括如下步骤：

S1：提供安装系统，所述安装系统用于辅助安装光伏板，所述安装系统包括转移机构、举升机构及操作平台，所述举升机构及所述操作平台均安装于所述转移机构上；

S2：将所述转移机构移动至光伏板支架的背光侧，在所述操作平台上配置操作员，操作员手动在所述光伏板支架的斜面上布设轨道，所述举升机构将单个的光伏板吊装至操作员的操作范围内，操作员手动将光伏板转移至所述轨道上，光伏板沿所述轨道下滑至光伏板支架的预设安装位置；

S3：将光伏板与光伏板支架固定，拆离所述轨道；

S4：沿光伏板支架的延展方向移动所述转移机构至下一个待安装位置，重复步骤S2-S3，完成光伏板支架上所有光伏板的安装。

本发明还提供一种光伏板安装成套装备，包括安装系统200及轨道300。

固定式光伏阵列中包括多个呈直线排布的光伏板支架100，所述光伏板支架100与地面锚固，其安装过程按照相应的国家标准及施工要求进行，本实施方式对此不做赘述。所述光伏板支架100可以为新项目中新建的支架，也可以为老项目中需要对光伏板进行更换的支架，本实施方式对此不做限制。所述光伏板支架100整体为框架式结构，在保持结构稳定性的同时，可以降低自重并且节省材料。

具体的，所述光伏板支架100包括承载框架110、向光侧支杆120、背光侧支杆130及安装框架140。

所述承载框架110由四根首尾相接的杆体拼接形成矩形的框架结构，所述承载框架10 与地面锚固。

所述向光侧支杆120和所述背光侧支杆130均固定于所述承载框架110的上方，且所述向光侧支杆120和所述背光侧支杆130平行间隔。所述向光侧支杆120的高度小于所述背光侧支杆130的高度。

所述安装框架140的底端与所述向光侧支杆120固定，顶端与所述背光侧支杆130固定，由于所述向光侧支杆120与所述背光侧支杆130支架之间存在高度差，所述安装框架140安装后朝向光侧倾斜。所述向光侧支杆120和所述背光侧支杆130用于支撑所述安装框架140，所述向光侧支杆120和所述背光侧支杆130的数量根据实际的载重需求进行设定。

所述安装框架140用于固定安装光伏板，光伏板安装后，面向向光侧接受光照。每个所述安装框架140上设置有多个安装位，多个所述安装位沿所述安装框架140的倾斜方向直线排布，每个所述安装位上安装一块光伏板。在本实施方式中，每个所述安装框架140 沿倾斜方向可以布设四块光伏板。

所述安装系统200用于辅助所述光伏板的安装，所述安装系统200包括转移机构210、举升机构220及操作平台230，所述举升机构220及所述操作平台230均安装于所述转移机构210上，所述转移机构210驱动所述举升机构220及所述操作平台230移动，实现位置的转移。

具体的，所述转移机构210为工程车辆，可以在施工现场进行转移，适应性及实用性较高。

所述举升机构220包括液压油缸221、顶升杆222、悬臂223、连接杆224及吸盘225。所述液压油缸221固定于所述转移机构210的上方，用于驱动所述顶升杆222沿竖直方向上下移动，所述悬臂223固定于所述顶升杆222的顶端，并位于所述顶升杆222靠近所述安装支架200的一侧，所述连接杆224安装于所述悬臂223的下方，用于安装所述吸盘225，所述吸盘225用于对应吸取所述光伏板。所述吸盘225可以选择为真空吸盘，其上设置有与负压系统连通的吸气口，通过负压系统将所述真空吸盘抽取为负压状态，使其牢牢吸附住所述光伏板，所述吸盘225的数量可以为多个，并沿所述光伏板的四周均匀分布，以提高光伏板在转移过程中的平稳性。

进一步的，所述连接杆224包括主杆2241及支杆2242，所述主杆2241固定于所述悬臂223端部的下方，所述支杆2242与主杆2241固定，所述支杆2242的数量为多个，多个所述支杆2242平行间隔，每个所述支杆2242的两端均设置有多个所述吸盘225，位于所述连接杆224上的多个吸盘225同时吸取一个所述光伏板。

所述液压油缸221设置于所述转移机构210远离所述光伏板支架100的一侧，所述悬臂223悬置于所述转移机构210上方，所述转移机构210对应所述悬臂223下方的区域作为放置区，需要安装的多个光伏板堆叠放置在所述放置区内。所述顶升杆222向下移动，使所述操作平台230设置于所述转移机构210靠近所述光伏板支架100的一侧，并临近所述光伏板放置区设置，以避让所述悬臂223的运行路线。所述操作平台230上配置有操作员工，操作员工的数量为1-2名，操作员工用于对吊装起来的光伏板进行转移。

所述举升机构220的使用过程为：所述液压油缸221驱动所述顶升杆222向下收缩，所述悬臂223、连接杆224及吸盘225的高度下降，所述吸盘225贴在光伏板的表面进行吸附，然后所述液压油缸221驱动所述顶升杆222向上伸出，所述悬臂223、连接杆224 及吸盘225的高度上升，将光伏板抬升至安装高度。

所述操作平台230的设置高度可以根据所述光伏板支架的高度进行设定：操作平台230 高度过高，则操作员在后续光伏板与轨道对位的过程中需要俯身操作，存在一定的安全隐患；操作平台230高度过低，则操作员在后续光伏板与轨道对位的过程中需要仰头操作，视野较差；因此所述操作平台230高度设置的条件可以选择为：操作员站在所述操作平台 230上，所述光伏板支架100的顶端位于操作员的腰部位置，一方面可以使操作员保持较好的俯视视角，方便光伏板安装过程中与轨道的对位，另一方面，操作员可以不用俯身操作，工作强度较小。

所述轨道300包括滑轨310及连接档条320，所述滑轨310的数量为两个，两个所述滑轨310设置于所述安装框架140的相对两侧并沿所述安装框架140的倾斜方向延伸，所述连接档条320连接两个所述滑轨310，所述连接档条320的数量为多个。

两个所述滑轨310配合围成滑道，所述光伏板可以沿所述滑道直线下滑。具体的，所述滑轨310的截面为U形结构，两个所述滑轨310的U形开口正对设置，所述光伏板的两侧对应限位于两个所述滑轨310的U形开口内。

利用所述连接档条320的连接，可以限制两个所述滑轨310之间的相对移动，进而保持在所述安装框架140上的稳定性。同时，所述连接档条320位于所述滑道的上方，还可以对所述光伏板形成限位，避免光伏板从所述滑道内脱出。

所述滑轨310安装后，所述向光侧支杆120的顶部高出所述滑道的末端，可以对所述滑道的末端形成限位，避免光伏板从所述滑道的末端直接冲出。位于所述安装框架140最下方的光伏板抵接所述向光侧支杆120。

所述操作平台230上的操作员手动将光伏板转移至所述轨道300上，转移的过程具体为：操作员从举升机构上取下光伏板，将光伏板的端部插入所述滑道的首端，调整光伏板的倾斜方向与所述滑道的倾斜方向一致。然后光伏板可以在重力作用下沿所述滑道下滑至光伏板支架100的预设安装位置。

在实际施工过程中，由于设计要求、施工精度等各方面条件的影响，不同光伏板支架中安装框架140的倾斜程度可能不同，因此采用人工手动将举升结构上的光伏板转移至滑道的顶端，具有较高的容错率及对位准度，并且可以适配不同倾斜角度的光伏板支架。同时，由于借助举升机构220进行辅助吊装，操作员也不需要使用很大的力气就可以完成光伏板的转移，降低了工作强度，可以极大的提升安装效率。

在本实施方式中，每个所述安装框架140内装4片所述光伏板，即需要吊装转移4次。所述光伏板与所述安装框架140的固定方式采用本领域的常规技术，本实施方式对此不做赘述。

所述轨道300与所述光伏板支架可拆卸连接，例如通过螺栓固定，在单个安装框架140 内的光伏板全部安装完成后，将所述轨道300拆离，然后转移至下一个待安装的安装框架 140上，只需要一个轨道300就可以完成多个所述安装框架140上光伏板的安装，施工成本较低。

与相关技术相比，本发明提供的光伏板安装方法中，举升机构与光伏支架的斜面之间不发生直接定位关系，它们之间用“人”的环节进行联接，举升机构只负责简单的举升动作，因此动作的重复度很高，效率可以得到保证；人负责将光伏板从平台转移至斜面及定位工作，因为人适应变化的能力强，所以定位的效率比机械高很多，而滑轨利用重力势能将光伏板由高处滑下安装，实现了简单的流水线作业。本发明的三个环节通过“人”结合在一起，实现了机械与人之间的刚柔耦合，充分发挥了机械的高强度和人工的高准度的优势。此外，由于减省了搭建脚手架的工序，可以大幅提升施工效率。

以上对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下对这些实施例进行的多种变化、修改、替换和变型均仍落入在本发明的保护范围之内。