一种用于弯转边坡的格构式光伏支护结构及其施工方法

1.本发明涉及光伏技术领域，具体涉及一种用于弯转边坡的格构式光伏支护结构及其施工方法。


背景技术：

2.为了充分利用土地，减少碳排放、实现“碳达峰”、“碳中和”，可在高速公路等边坡上建设太阳能光伏发电装置。
3.但是传统太阳能发电装置应用于边坡时存在以下问题，一方面由于边坡本身具有一定的倾角，在边坡上增加额外荷载时，常规太阳能板支撑组件长期使用容易产生沉降，尤其当雨水在支撑组件上积累时，使得支撑不稳定，另一方面边坡的朝向和倾角使太阳能板无法达到最佳朝向和倾角，导致无法在有效的光照时间均达到最佳发电效率；
4.另外在边坡所处环境不同，其土壤成分也不同，使得土体强度存在差异，传统的施工方法使得支撑组件基础与土壤颗粒连接不稳定，无法适用于地基加固和防沙固沙工程中，存在局限性。


技术实现要素：

5.本发明目的在于提供一种用于弯转边坡的格构式光伏支护结构，结构简单紧凑，不仅实现对太阳能板的支撑、方便进行排水处理，适用于弯转边坡上使用，而且实现支撑架在一定范围内倾角调整，使得有效光照时间内实现发电效率的最大化。
6.为实现上述目的，本一种用于弯转边坡的格构式光伏支护结构，包括多组通过连接组件相互连接的护坡组件；
7.护坡组件包括同中心布置、从下至上面积依次减小的嵌固层、排水层、支撑层；
8.嵌固层上设有多个用于锚杆固定用的限位孔，支撑层上设有角度调节并用于对太阳能板支撑的支撑架。
9.进一步的，所述支撑架与支撑层之间一侧中部设有的伸缩杆、另一侧两端活动设有调节组件；
10.伸缩杆下端转动安装在支撑层上、上端球铰接并朝向调节组件一侧滑动设置在支撑架上。
11.进一步的，所述调节组件包括转动安装在支撑层上的调节套筒、以及一端螺纹安装在调节套筒上的螺旋杆；
12.螺旋杆的另一端支撑架转动连接。
13.进一步的，所述连接组件包括两端同侧折弯的连接杆；
14.所述嵌固层上设有多个连接孔，连接杆折弯部插装在相邻护坡组件的连接孔中。
15.进一步的，所述连接组件包括两端设有互为反向螺纹的连接套筒、一对l型结构并位于连接套筒两侧的连接杆；
16.每个连接杆的一端螺纹安装在连接套筒内、另一端插装在相邻护坡组件的连接孔
中。
17.进一步的，所述连接杆的两端设有倒刺，限位孔内过盈配合安装有限位套筒，限位套筒内壁设有与倒刺相互匹配的弹性垫。
18.进一步的，所述支撑架上设有感应组件，感应组件与控制器连接，控制器控制伸缩杆的启动升降、停止。
19.本发明目的还在于提供一种用于弯转边坡的格构式光伏支护结构的施工方法，施工快捷方便，不仅避免在边坡上增加额外荷载的情况下长期使用产生沉降，而且利用微生物的矿化作用，在土颗粒之间形成有效胶结，提高土体的强度；
20.一种用于弯转边坡的格构式光伏支护结构的施工方法，具体包括以下步骤：
21.步骤1，清理边坡场地；
22.步骤2，根据护坡组件的尺寸开挖框架基础，基础深25-30cm；向基础表面喷洒适宜浓度的微生物浆液，喷洒的量需能够渗透到表层20cm以下的位置，待其胶结且形成强度后进行下一步；
23.步骤3，确定位置进行锚杆打孔，打孔位置与支撑层上的限位孔相匹配，将锚杆插装在钻孔内并进行注浆凝固；
24.步骤4，在基础中铺上5-10cm厚的水泥砂浆，将护坡组件底部进行凿毛处理，露出的锚杆部分对准限位孔，然后将护坡组件放置基础中，并向限位孔注浆；
25.将多组护坡组件依次布置进行安装；
26.步骤5，将连接杆插装在相邻护坡组件中相邻的连接孔中，并向连接孔中注浆，将相邻的护坡组件进行固定；
27.步骤6，重复步骤4、步骤5，安装所有护坡组件；再使用钢纤维混水泥砂浆铺到嵌固层上，将连接件进行掩埋，水泥砂浆的厚度与排水层相同，将其振捣整平后使用木板盖起来养护并防止其流动；
28.钢纤维混水泥砂浆与排水层端面形成排水沟，使得雨水流向坡底；
29.步骤7，在框架基础周处喷洒带有喜阴植物种子的营养液；
30.步骤8，将支撑架上安装在支撑层上，启动伸缩杆、并调整调节组件，伸缩杆伸缩端伸缩并在支撑架上活动，使得支撑架上端面朝向阳光处，以保障太阳能板能够达到最佳发电效率范围，最后将太阳能板安装在支撑架上。
31.与现有技术相比，本一种用于弯转边坡的格构式光伏支护结构由于护坡组件包括同中心布置、从下至上面积依次减小的嵌固层、排水层、支撑层；使得支撑架进行分层次抬高，在不影响护坡组件支撑固定的情况下，实现对太阳能板的支撑、以及方便进行排水处理，更加适用于弯转边坡上使用；
32.由于支撑架与支撑层之间一侧中部设有的伸缩杆、另一侧两端活动设有调节组件，伸缩杆上端球铰接朝向调节组件一侧滑动设置在支撑架上，通过伸缩杆的升降、球铰接活动安装、以及相应的滑动设置，使得支撑架能够在一定范围内对太阳能板朝向、倾角进行调整，避免出现卡点的问题，使得有效光照时间内实现发电效率的最大化；
33.由于支撑架上设有感应组件，感应组件与控制器连接，控制器控制伸缩杆的动作，因此当光照传感器检测到光照强度减弱或者小于某个区间时，控制器接收到光照传感器的信号，控制伸缩杆启动，自动调整支撑架的倾斜角度，保障太阳能板位于合适的角度以实现
最优的太阳能转化；
34.本一种用于弯转边坡的格构式光伏支护结构的施工方法，施工快捷方便，通过锚杆、水泥砂浆对护坡组件进行支撑固定，使用钢纤维混水泥砂浆铺到嵌固层上，并与排水层端面形成排水沟，使得雨水流向坡底，因此整体支撑更稳定，使得边坡承载额外载荷情况下，能够避免本装置整体长期使用产生沉降；
35.由于施工中在基础表面喷洒适宜浓度的微生物浆液、周处喷洒带有喜阴植物种子的营养液，因此利用微生物的矿化作用，实现在土颗粒之间形成有效胶结，提高土体的强度，适用于地基加固和防沙固沙工程中，具有绿色低碳、施工方便的优点。
附图说明
36.图1是本发明的整体示意图；
37.图2是本发明的护坡组件示意图；
38.图3是本发明的支撑架示意图；
39.图4是本发明的支撑架俯视图；
40.图5是本发明的连接组件主视图；
41.图中：1、嵌固层，11、限位孔，12、连接孔，2、排水层，3、支撑层，4、支撑架， 41、伸缩杆，42、调节套筒，43、螺旋杆，44、滑槽；
42.5、连接组件，51、连接杆，52、连接套筒，53、倒刺。
具体实施方式
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
44.如图1、图2、图3所示，本一种用于弯转边坡的格构式光伏支护结构，包括多组通过连接组件5相互连接的护坡组件；
45.护坡组件包括同中心布置、从下至上面积依次减小的嵌固层1、排水层2、支撑层3；
46.嵌固层1上设有多个用于锚杆固定用的限位孔11，支撑层3上设有角度调节并用于对太阳能板支撑的支撑架4；
47.具体的为，护坡组件为塔形结构，优选的，每层面积向上递减的矩形结构，这种方式使得支撑架4进行分层次抬高，在不影响护坡组件支撑固定的情况下，实现对太阳能板的支撑、以及方便进行排水处理，更加适用于弯转边坡上使用；
48.比如每个护坡组件为三层的150cm
×
150cm的四边形框架，支撑层3厚度为10cm，排水层2厚度为5cm，嵌固层1厚度为10cm；
49.所述嵌固层1主要与弯转边坡接触，用于支撑固定，比如将限位孔11对准锚杆，锚杆露出部分插入限位孔11内，再向着限位孔11内注入水泥砂浆，实现嵌固层1的固定；
50.在嵌固层1上浇灌与排水层2相齐平的钢纤维混凝土，钢纤维混凝土不仅有效提高整体结构的稳定性，而且其与排水层2端端面形成排水沟，使得雨水流向坡底；
51.太阳能板可将雨水导入排水层2中，大大减少了雨水入渗，结合护坡组件可有效的
提高边坡稳定性，以解决传统太阳能板的支撑架4沉降的问题；
52.支撑层3上可预埋设有用于固定支撑架4的螺栓，比如将支撑架4放置在支撑层3上，再通过螺栓将其紧固。
53.如图3、图4所示，进一步的，所述支撑架4与支撑层3之间一侧中部设有的伸缩杆 41、另一侧两端活动设有调节组件；
54.伸缩杆41下端转动安装在支撑层3上、上端球铰接朝向调节组件一侧滑动设置在支撑架4上；
55.具体的为，伸缩杆41可为小型电动千斤顶，其输出的电力来源可采用太阳能，比如在护坡组件内部设有储电组件，光伏接收产生的太阳能部分通过转化器与储电组件连接，储电组件为电动千斤顶提供电源；
56.可在支撑架4上设有滑槽44，伸缩杆41的一端为球头结构，其可先球铰接安装在滑块上，然后滑动与滑槽44匹配连接；电动千斤顶启动后，其伸缩端带动支撑架4升降，由于伸缩杆41下端转动安装在支撑层3上、上端滑动与支撑架4球铰接连接，电动千斤顶升降时，更灵活带动支撑架4的升降，避免出现卡点的问题；
57.通过伸缩杆41的升降、球铰接活动安装、以及相应的滑动设置，支撑架4能够在一定范围内，对太阳能板朝向、倾角进行调整，使得有效光照时间内实现发电效率的最大化。
58.如图3所示，进一步的，所述调节组件包括转动安装在支撑层3上的调节套筒42、以及一端螺纹安装在调节套筒42上、另一端与支撑架4转动连接的螺旋杆43；
59.具体的为，调节组件主要用于支撑架4的活动支撑，其也可以采用升降结构，并且调节组件可采用电动结构，也可采用手动结构，当为电动结构时，储电组件可与调节组件连接用于提供电力，调节组件为伸缩杆41，当为手动结构时，调节组件包括调节套筒42和螺旋杆43，此时调节套筒42，由于调节套筒42与螺旋杆43螺纹连接，因此通过螺纹带动螺旋杆43相对调节套筒42升降，实现支撑架4与支撑层3之间的间距调整；
60.示例性的，所述连接组件5包括两端同侧折弯的连接杆51，即连接杆51为c型结构；
61.所述嵌固层1上设有多个连接孔12，连接杆51折弯部插装在相邻护坡组件的连接孔 12中；
62.优选的，嵌固层1的四角位置设置连接孔12，限位孔11位于嵌固层1每边的中间位置；当相邻护坡组件靠近或者相邻时，将连接杆51折弯一端插装在相邻的连接孔12中进行连接，
63.一种实施例，可向连接孔12中注浆，将相邻护坡组件进行固定；
64.另一种实施例，连接杆51的两端设有倒刺53，限位孔11内过盈配合安装有限位套筒，限位套筒内壁设有与倒刺53相互匹配的弹性垫；
65.即当连接杆51折弯端插装在相邻的连接孔12内时，其上的倒刺53与弹性垫密切接触，有效实现连接杆51的固定，避免连接杆51连接在相邻护坡组件之间不稳定；
66.如图5所示，示例性的，所述连接组件5包括两端设有互为反向螺纹的连接套筒52、一对l型结构并位于连接套筒52两侧的连接杆51；
67.每个连接杆51的一端螺纹安装在连接套筒52内、另一端插装在相邻护坡组件的连接孔12中；
68.具体的为，多组护坡组件并排放置时，由于加工、安装等误差或者特殊地形，会造
成相邻护坡组件中的邻近限位孔11距离出现误差，即无法保持统一尺寸，因此通过本实施例的连接组件5对相邻护坡组件进行安装；
69.即转动连接套筒52，由于连接套筒52两端互相反向螺纹的与一对连接杆51相连接，因此实现一对连接杆51在连接套筒52轴线上的移动，使得l型结构的连接杆51能够与不同距离的连接杆51孔插装匹配，适用性更强。
70.进一步的，所述支撑架4上设有感应组件，感应组件与控制器连接，控制器控制伸缩杆41的动作，此动作包括伸缩杆41的启动升降、停止；
71.具体的为，此感应组件可为用于检测光照强度的光照传感器，其与控制器之间通过无线方式进行信号传输，当光照传感器检测到光照强度减弱或者小于某个区间时，控制器接收到光照传感器的信号，控制伸缩杆41启动，调整支撑架4的倾斜角度，保障太阳能板位于合适的角度以实现最优的太阳能转化。
72.本一种用于弯转边坡的格构式光伏支护结构使用时，将护坡组件根据地形等环境并排固定，相邻之间采用连接组件5，与坡面之间采用注浆锚杆；
73.将太阳能板固定在支撑架4上，太阳能板可与支撑架4为一体式结构，支撑架4为三角形结构，启动伸缩杆41，伸缩杆41的一端为球头结构，其可先球铰接安装在滑块上，然后滑动与滑槽44匹配连接，因此通过伸缩杆41的升降、球铰接活动安装、以及相应的滑动设置，支撑架4能够在一定范围内，对太阳能板朝向、倾角进行调整，使得有效光照时间内实现发电效率的最大化，另外也可调整调节组件；
74.其相应的施工方法，具体包括以下步骤：
75.步骤1，清理边坡场地；比如修整边坡表面使其表面整体平整光滑，可测量边坡朝向和倾角，若为弯转边坡，每隔1.5米测量一次；
76.步骤2，根据护坡组件的尺寸开挖框架基础，基础深25-30cm；可向基础表面喷洒适宜浓度的微生物浆液，喷洒的量需能够渗透到表层20cm以下的位置，待其胶结且形成强度后进行下一步；
77.步骤3，确定位置进行锚杆打孔，打孔位置与支撑层3上的限位孔11相匹配，将锚杆插装在钻孔内并进行注浆凝固；
78.步骤4，在基础中铺上5-10cm厚的水泥砂浆，将护坡组件底部进行凿毛处理，露出的锚杆部分对准限位孔11，然后将护坡组件放置基础当中，并向限位孔11注浆；
79.将多组护坡组件依次布置进行安装；
80.步骤5，将连接杆51插装在相邻护坡组件中相邻的连接孔12中，并向连接孔12中注浆，将相邻的护坡组件进行固定；
81.步骤6，重复步骤4、步骤5，安装所有护坡组件；再使用钢纤维混水泥砂浆铺到嵌固层1上，将连接件进行掩埋，水泥砂浆的厚度与排水层2相同，将其振捣整平后使用木板盖起来养护并防止其流动；
82.钢纤维混水泥砂浆与排水层2端面形成排水沟，使得雨水流向坡底；
83.步骤7，在框架基础周处喷洒带有喜阴植物种子的营养液；
84.步骤8，将支撑架4上安装在支撑层3上，启动伸缩杆41、并调整调节组件，伸缩杆41伸缩端伸缩并在支撑架4上活动，使得支撑架4上端面朝向阳光处，比如正南方，以保障太阳能板能够达到最佳发电效率范围，最后将太阳能板安装在支撑架4上。
85.本用于弯转边坡的格构式光伏支护结构的施工方法，施工快捷方便，通过锚杆、水泥砂浆对护坡组件进行支撑固定，使用钢纤维混水泥砂浆铺到嵌固层1上，并与排水层2端面形成排水沟，使得雨水流向坡底，因此整体支撑更稳定，使得边坡承载额外载荷情况下，能够避免本装置整体长期使用产生沉降；
86.由于施工中在基础表面喷洒适宜浓度的微生物浆液、周处喷洒带有喜阴植物种子的营养液，因此利用微生物的矿化作用，实现在土颗粒之间形成有效胶结，提高土体的强度，用于地基加固和防沙固沙工程中，具有绿色低碳、施工方便的优点。
87.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。