本發明涉及一種光伏電站的光伏組件更換系統，尤其涉及一種用于柔性光伏電站的光伏組件更換系統，屬于光伏電站維護技術領域。

背景技術：

現如今興起的柔性光伏架體，能夠有效解決跨度大、地質地貌復雜的光伏電站架體問題，土地也可以二次利用，提升發電量，節能減排，在施工方面成本會低，安裝的時候較方便。所述的柔性光伏電站指的是運用柔性架體代替傳統地面架體的新型光伏電站，多見于山體、水池、農田、湖泊等。裝有柔性架體的光伏電站即光伏架體采用的是柔性架體的安裝方式的電站，該類型電站的光伏組件是懸掛式安裝，其下方無法提供良好落腳點和空間用以進行光伏組件的更換工作。

然而這種運用柔性架體方案的光伏電站，由于前期考慮不足或者自身系統的缺陷，往往伴隨著光伏組件易隱裂，光伏組件故障率高的問題。

而此類運用柔性架體安裝的光伏電站，其大多數電站都有一明顯特征，即沒有足夠的空間或者落腳之處去開展運維工作，因此在其后期的運維和光伏組件故障處理方面則顯得有些被動，面臨著光伏組件更換難度大、運維工作不好開展的問題。

目前此類電站在需要更換光伏組件時，都是需要拆除整排的一串光伏組件，再將其中的某個故障光伏組件更換好，最后才重新整排安裝上去；或者在每排光伏組件旁邊搭建云梯，使人能夠爬上去進行運維工作。

另外，對于跨度非常長的柔性架體，由于需要更換部分光伏組件而將整排的光伏組件拆卸下來，影響的應該不止是一串發電單位，而且整排拆卸更換勢必會花費很長時間，導致長時間段的停止發電，這樣對整個電站的發電功率和效益影響深遠；同樣，在每排光伏組件附近搭建云梯的話成本較高，對整個工程項目的初始成本提高很多。

技術實現要素：

本發明為了克服現有技術的不足，提供一種結構簡單，更換光伏組件速度快，效率高，用于柔性光伏電站的光伏組件更換系統。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種用于柔性光伏電站的光伏組件更換系統，所述光伏組件通過由橫梁、立柱、斜支撐以及組件支撐鋼索的組件支架系統支撐并呈陣列排布，其特征在于：所述光伏組件更換系統包括：沿每一排光伏組件預留安裝、與光伏組件的組件支撐鋼索平行的運維鋼索；成對設置的可供人乘坐的載人裝置；以及，可用于安置光伏組件的組件托舉裝置；所述載人裝置和組件托舉裝置均活動連接于運維鋼索并可沿運維鋼索移動。本發明僅需用到運維鋼索、載人裝置及組件托舉裝置，結構簡單，安裝方便；所述載人裝置可用于安置運維人員，組件托舉裝置則用于安置拆卸下的或者需裝上的光伏組件；可根據需要拆裝和重復利用，節約材料，成本低廉；能幫助解決柔性架體電站所存在的維運難題，相對于現有技術而言能夠節約大量運維時間，尤其是柔性架體相比普通架體更容易出現光伏組件隱裂，需要更換光伏組件的情況，使用方便，更換光伏組件速度快，效率高。

進一步地，所述組件托舉裝置包括架體，設于架體上可安置光伏組件的下槽體及可轉動連接架體上并能向下翻轉蓋住下槽體內光伏組件的上蓋體。使用時可將光伏組件放置于下槽體內，然后在蓋上上蓋體，上蓋體可夾緊光伏組件，保證光伏組件安置的穩定性和牢固性。

進一步地，所述下槽體和上蓋體可接觸光伏組件的內壁均設有柔性保護層。加設了所述柔性保護層，增加了光伏組件與組件托舉裝置的摩擦力，能有效防止光伏組件滑落，進一步提高光伏組件安置的牢固性和穩定性，安全性更高；而且還能防止光伏組件移動，防止光伏組件和組件托舉裝置之間磕碰，不會磨損光伏組件表面，防止光伏組件移動過程中損壞。

進一步地，所述架體上連接L形的下擋件，下擋件的底邊連接架體，進而與架體構成所述下槽體。該設置結構簡單，容易實現，使用效果好，所需材料少，制造成本低。

進一步地，所述上蓋體為7字形的上擋件，上擋件的頂部邊緣可轉動連接架體，上擋件下翻時可夾緊光伏組件于架體上。該設置結構簡單，容易實現，使用效果好，所需材料少，制造成本低。

進一步地，所述載人裝置和組件托舉裝置均通過一連接件活動連接在運維鋼索上。所述載人裝置和組件托舉裝置可通過連接件進行旋轉，使用更加自由，而連接件可拆卸連接所述運維鋼索，可方便載人裝置和組件托舉裝置的拆裝。

進一步地，所述連接件為掛鉤，所述掛鉤具有可轉動的關節從而使所述載人裝置和組件托舉裝置可相對其轉動。該設置結構簡單，容易實現。

進一步地，所述載人裝置包括可供人乘坐的坐板、位于坐板正上方的箍體及至少三根長度可調節的連接索；連接索連接坐板和箍體；相鄰連接索之間形成供人手腳伸出的間隙，各連接索的頂部匯集并共同連接于所述運維鋼索。所述載人裝置所需部件少，耗費材料少，結構簡單，制造成本低，速度快；乘坐的安全性高，且不影響運維人員操作的靈活性；連接索上端連接運維鋼索處過于擠壓，不易于運維人員頭部自由活動；加設所述箍體后，保證連接索與運維鋼索連接處具有足夠的空間，保證運維人員乘坐的舒適性；連接索長度可調節，進而能根據需要調節載人裝置的整體高度和箍體與坐板的間距，使用更加自由、靈活，提高了運維人員乘坐的舒適性。

進一步地，所述坐板上對應人臀部處設有可固定人臀部的防滑孔或防滑槽。該防滑孔或防滑槽尺寸略小于人的臀部，進而在人坐于坐板上時，臀部可卡于防滑孔/防滑槽處，進而起到防滑作用，防止人在坐板上滑動，提高乘坐的穩定和安全性。

進一步地，載人裝置和/或組件托舉裝置上還連接有方便人控制載人裝置和/或組件托舉裝置移動的拉拽裝置。維修人員可通過拉拽裝置控制載人裝置和/或組件托舉裝置的移動方向、距離及位置，方便運維人員的使用。

綜上所述，本發明結構簡單，生產成本低，維修人員可通過本發明對柔性光伏電站的光伏組件進行快速更換，維修效率高。

附圖說明

圖1為本發明使用狀態主視圖；

圖2為本發明使用狀態俯視圖；

圖3為本發明使用時的部分結構示意圖；

圖4為本發明的組件托舉裝置主視圖；

圖5為本發明的組件托舉裝置左視圖；

圖6為本發明的組件托舉裝置立體圖；

圖7為本發明的組件托舉裝置使用狀態圖；

圖8為本發明的載人裝置立體圖；

圖9為本發明的載人裝置使用狀態圖；

其中，1為運維鋼索； 2為載人裝置；21為坐板；22為箍體； 23為連接索；3為組件托舉裝置；31為架體；32為下槽體；33為下擋件；34為上擋件；4為連接件；100為建設地；101為端立柱；102為斜支撐；103為橫梁；104為中間立柱；105為支撐鋼索；106為光伏組件；107為人，即運維人員。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好的理解發明方案，下面將結合具體實施例及附圖，對發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述。

如圖1-9所示，本發明的用于柔性光伏電站的光伏組件更換系統，用于采用柔性架體方案的光伏電站，這類電站的建設地100多為農田、湖泊、荒山等無合適落腳點的地方。

光伏組件106通過由橫梁103、端立柱101、中間立柱104、斜支撐102以及組件支撐鋼索105的組件支架系統支撐并呈陣列排布；端立柱101和中間立柱104一般選在可以落腳的位置。具體地，所述端立柱101和斜支撐102安裝在建設地100的兩邊落腳點處，且端立柱101和斜支撐102頂端相交，所述橫梁103則安裝在端立柱101和斜支撐102的頂端相交處。支撐鋼索105設置于兩橫梁103之間，光伏組件106固定在兩根支撐鋼索105之間，兩根支撐鋼索105之間具有高度差，從而形成光伏組件106安裝傾角。

不失一般性地，定義沿橫梁103的方向為列，與其垂直的方向為排，如圖2所示。

本發明的光伏組件更換系統，包括：沿每一排光伏組件預留安裝、與光伏組件的組件支撐鋼索105平行的運維鋼索1；成對設置的可供人107乘坐的載人裝置2；以及，可用于安置光伏組件106的組件托舉裝置3；所述載人裝置2和組件托舉裝置3均活動連接于運維鋼索1并可沿運維鋼索1移動；載人裝置2成對地設置，這樣，兩個運維人員可以在故障組件的兩側，合力完成故障組件的更換工作。

如圖1和2所示，所述運維鋼索1成排地設置，在本實施例中，支撐鋼索105和運維鋼索1都是成排連接在橫梁103上，每一排都包括兩根支撐鋼索105和一根或兩根運維鋼索1；運維鋼索1可以設置兩根，分別用來運送運維人員和組件；運維鋼索1也可以每排僅設置一根，在組件更換過程中，運維人員先將更換下來的組件拉拽上岸，再將擬更換的組件推到故障位置，進行更換。兩根支撐鋼索105之間設置有光伏組件106。所述運維鋼索1和支撐鋼索105具有較高的強度，其材料可以為鋼絞線、鋼管、鋼纜、鋼鏈或者其中任意集中的組合，還可以是高強度的非金屬或者復合材料等。

載人裝置2可供人107乘坐，而人107則為運維人員。

組件托舉裝置3可用于安置光伏組件，所述載人裝置2和組件托舉裝置3均通過一連接件4活動連接在運維鋼索1上。具體地，連接件4可以為掛鉤，所述掛鉤具有可轉動的關節從而使所述載人裝置2和組件托舉裝置3可相對其轉動；此為現有技術，在此不贅述。

具體實施時，可根據故障組件精確定位到某一排的某一個光伏組件，再利用載人裝置2和組件托舉裝置3去進行光伏組件更換操作。而故障組件指某一排的某一處出現故障的光伏組件。當運維鋼索1為一根的情況下，維修時，在需要更換的光伏組件處的運維鋼索1上，連接上載人裝置2和組件托舉裝置3，一組載人裝置2中的一個移動到待更換的光伏組件的一側，另一個移動到待更換的光伏組件的另一側；組件托舉裝置3亦連接到該條運維鋼索1上，并移動至待更換的光伏組件處。組件托舉裝置3的具體功能是托舉住拆卸下來的故障組件，然后快速移動到建設地100的兩邊落腳點處，最后將全新的光伏組件106按相同的方式運載到指定位置，再由運維人員107將其安裝上去。當運維鋼索1為兩根時，則運維人員和組件分別通過相應的運維鋼索進行運送，相對而言，步驟更為簡潔，但過程和原理基本相似，在此不贅述。

具體的，所述組件托舉裝置3包括架體31、下槽體32及上蓋體。組件托舉裝置3可以是一體成型的零件，也可以是通過多個部件焊接成型，其作用是為了實現組件的臨時放置、移動和輔助更換組件的功能。所述下槽體32設于架體31上，下槽體32可安置光伏組件106。上蓋體可轉動地連接架體31上，上蓋體能向下翻轉蓋住下槽體32內光伏組件106，進而保證光伏組件106安置的穩定性。在其他實施例中，所述上蓋體可設置成普通蓋子，而所述下槽體則可由架體下凹形成的結構，但在本實施例中，如圖4-7所述，所述架體31上連接L形的下擋件33，下擋件33的底邊連接架體31，進而與架體31構成所述下槽體32。而所述上蓋體為7字形的上擋件34，上擋件34的頂部邊緣可轉動連接架體31，上擋件34下翻時可夾緊光伏組件106于架體31上。該上擋件34通過固定式螺栓安裝在架體31上，該固定式螺栓與上擋件34和架體31連接處存在一定的間隙，使得上擋件34能夠自由翻轉。組件托舉裝置3的長和寬符合光伏組件的大小要求，使光伏組件106能夠斜靠在該組件托舉裝置3上。在本實施例中，下槽體32寬度大于光伏組件106的寬度，而下槽體32的長度要小于光伏組件106的長度，這樣才能使光伏組件106能夠更穩定地固定在該組件托舉裝置3上，且給予光伏組件106一定緩沖空間。組件托舉裝置3的上擋件33能夠實現翻轉反扣的功能，使得光伏組件106能夠更好的托住和固定。

所述架體31包括兩豎桿和連接兩豎桿的橫桿，所述上擋件34和下擋件33成對設于兩豎桿上，豎桿和橫桿制成一體成型裝置，也可以通過焊接成型。而在其他實施例中，所述架體31也可采用現有架體結構、網板結構或者板體結構等。

優選地，所述下槽體32和上蓋體的內壁均可接觸光伏組件106，且下槽體32和上蓋體的內壁均設有柔性保護層。所述柔性保護層可選用膠材料、布料或者其他輕質軟材料，保障組件不松動滑落，且不會造成光伏組件106的磕碰和損壞。

如圖8和圖9所示，載人裝置2作用是搭載運維人員在運維鋼索1上移動，進而到達指定位置進行故障組件的更換工作。所述載人裝置2包括坐板21、箍體22及連接索23。所述坐板21供人107坐下，所述坐板21上對應人臀部處設有可固定人臀部的防滑孔24，該防滑孔24尺寸略小于人的臀部，在人坐107于坐板21上時，人的臀部可卡于防滑孔24內，保證乘坐的穩定性；且坐板21和防滑孔24均呈圓形，防滑效果更好，乘坐的穩定性更好，安全性更高，當然所述坐板21的形狀和防滑孔24的形狀可根據需要進行設計，所述防滑孔24也可用防滑槽代替，其達到的效果近似。而所述箍體22位于坐板21正上方，該箍體22直徑大于人的頭部直徑，連接索23為至少三根，且連接索23的長度可調節，使用更加自由。連接索23連接坐板21和箍體22；相鄰連接索23之間形成間隙，間隙可供人107手腳伸出，保證人107的正常操作。在本實施例中，所述連接索23將箍體22和坐板21連接在一起，然后再連接所述連接件。而在其他實施例中，也可以是所述箍體22和連接索23均直接連接所述運維鋼索1，當然也可以是所述箍體22或者連接索23連接所述運維鋼索1。為了提高安全性，所述載人裝置2上還引出了一根加固線到運維鋼索1上，有效防止載人裝置2掉落，保障工作人員安全。

此外，為了方便人107的操作，所述載人裝置2和組件托舉裝置3均連接有拉拽裝置，該拉拽裝置可方便人為控制載人裝置2和組件托舉裝置3移動。所述載人裝置上連接的拉拽裝置結構為固定于運維裝置1上的滑輪和與滑輪配合的拉繩，拉繩一端連接載人裝置，另一端供人握持移動，實現控制。而所述組件托舉裝置3的拉拽裝置可以與組件托舉裝置3相同，也可以是僅僅為一根繩體，方便人拖拽移動。繩體的長度應大于或等于故障組件所在位置與落腳點之間的距離；這樣設置可以使得運維人員回到兩邊落腳點后再開始拉拽繩體，控制裝有光伏組件106的組件托舉裝置3移動，如此操作起來更加方便安全，避免由人直接拖拽組件托舉裝置3前行而費時費力的情形。當然也可根據需要只在載人裝置2或者托舉裝置3上設置拉拽裝置。而所述拉拽裝置可以是現有的一些控制結構，如通過電控裝置進行控制，即設置電機和控制器，電機驅動載人裝置2和組件托舉裝置3移動，控制器對電機進行控制等。所述的載人裝置2可通過滑輪和拉繩的方式進行移動，也可以根據自身的徒手攀爬能力，抓住運維鋼索1，通過向身前和身后方向使力，達到自己在運維鋼索1上前進和后退的目的。

使用過程：運維人員從兩邊落腳點分別乘坐載人裝置2，利用拖拽裝置控制載人裝置2沿運維鋼索1朝前朝后移動，到達故障組建的兩端，合力將故障組件拆卸下來。更換故障組件時兩邊同時有人拆換光伏組件，能夠更有效的保證更換工作的快速進行，同時保證施工人員的人身安全。

實際運用時，組件托舉裝置3要隨著運維人員或兩邊輔助人員的推動達到故障組件附近，且位于兩個運維人員中間，運維人員先將上擋件34翻轉上去，騰出空間放置拆卸下來的故障組件，再將上擋件34翻轉下來將光伏組件106蓋住，最后將故障組件拉拽至一邊的落腳處，將故障組件換成全新的光伏組件后，又反方向進行，直到移動到故障位置，兩人合力完成更換工作。

采用柔性架體方案建設的光伏電站，電站的后期運維一直是一個難題，而且就該類型電站本身來說，對后期運維、更換光伏組件的需求較傳統電站也要多，相對于目前搭建運維云梯、整排拆除重裝的更換方式來說，采用本申請的更換裝置具有一定的優勢。

本申請的一種柔性光伏電站后期故障組件的更換裝置僅通過預留的運維鋼索1、組件托舉裝置3和兩個載人裝置2這三者有機結合就可以實現柔性光伏電站的故障組件更換工作，相對于搭建運維云梯結構簡單，安裝操作便捷易學，且可以根據具體需要情況來拆卸、安裝組合施工，有效節約材料，成本低廉；省去了整排拆除重裝的煩惱，采用哪里出現問題到哪里更換的模式，降低了施工要求，施工更簡單；同時緊跟光伏電站新潮流，完善柔性光伏電站存在的弊端，幫助解決柔性架體電站所存在的運維難題，相對于現有技術而言，能夠節約大量的運維時間，保證施工安全有效地進行，提高了光伏電站的運維效率和經濟效益。

所述運維鋼索1是前期建設柔性光伏架體時預留建造的，且通過載荷計算和風險預估，完全符合后期人力搭載和組件托舉移動的所需應力。

所述載人裝置2需滿足載人要求，并且可以通過滑輪和身上的拉繩拉拽來控制前進和后退，以準確到達具體的故障組件所在位置。所述組件托舉裝置3可以承受組件的自身重力，且方便拉拽使之穩定移動而不晃動掉落。

上述載人裝置2和組件托舉裝置3可以根據具體運維情況，在需要進行組件更換的時候，再將這兩個裝置固定在運維鋼索1上，然后進行接下來的組件更換工作。

為了保證光伏組件106更換工作更順利進行，所描述的運維鋼索1應該是橫跨在兩邊橫梁103上，為了減少兩邊橫梁103所受的彎矩，也可以酌情選擇硬性材料，搭在兩邊橫梁103上，然后將其固定。

實際安裝運用時，運維鋼索1必須能夠很可靠的固定在兩邊橫梁103之上，在安裝設計時，必須預留好電站運維因光伏組件106和運維人員重力所增加的應力空間，使之保障運維人員的人身安全和運維工作的順利進行。

運維鋼索1是每排都有預留安裝，而所述的載人裝置2和組件托舉裝置3可以根據電站規模或者具體運維需要安裝配備，也可以根據維護人員的人數，每兩人配一套，一套含兩個載人裝置2和一套組件托舉裝置3，這樣設置可以有效節約材料和成本。具體實施時，可以根據故障組件精確定位到某一排的某一個光伏組件，再利用該組件托舉裝置3去進行光伏組件106的更換工作。實際進行組件更換工作時至少要求兩位工作人員在場，同時由柔性架體兩邊出發，每位工作人員負責自己所在一邊的組件拆卸工作，再一同放置在組件托舉裝置3上。在實際運用時也可以增派工作人員在柔性架體兩邊落腳點處輔助，包括后期的拉拽裝置等輔助作業，這樣既可以提高工作效率和運維的速度，還可以有效避免工作人員的安全隱患。

本申請的運維鋼索1可以是平行于柔性架體的支撐鋼索105安裝，也可以視具體架體的傾斜角度和載人裝置2的掛臂長度具體定位安裝，使得運維人員坐在載人裝置2內能夠輕松夠著光伏組件106的安裝螺栓。

本系統包括一根預留的運維鋼索1，運維鋼索1兩頭各安一個懸掛式的載人裝置1以及用于托舉移動光伏組件的組件托舉裝置3。預留的運維鋼索1同柔性架體的支撐鋼索105一樣是鏈接在兩端的橫梁103上，而懸掛式的載人裝置2可通過滑輪和拉繩來控制前進和后退，以到達具體的故障組件在位置。在拆換光伏組件106的時候兩邊橫梁103處各派一個人通過運維鋼索1抵達故障組件的兩端，拆卸故障組件，然后將故障組件放置在組件托舉裝置3上，最后可由一人牽引故障組件到達橫梁103邊緣，再上岸將故障組件取出。同理，安裝全新的光伏組件的時候，先將全新的光伏組件放入組件托舉裝置3上，再由一人牽引組件托舉裝置3到達需要更換的位置，兩人再合力將全新的組件重新安裝上去。本發明通過簡易的預留鋼索1、組件托舉裝置3及載人裝置2，更方便完成運用柔性架體的光伏電站的組件更換工作。且在此過程一定程度的保證了施工的安全性，提高了光伏電站的運維效率和經濟效益，避免柔性架體更換組件時全排拆卸的局限性。

運維鋼索1考慮后期鋼索受力問題，以及考慮好運維鋼索1的鏈接位置，使得工作人員能夠在光伏組件106下方能夠輕松自如的移動而不磕碰到光伏組件106。

所述掛鉤可以借助滑輪和拉繩，或手拽式實現運維人員再運維鋼索1上到達指定的需要更換光伏組件的位置。組件托舉裝置能夠承受光伏組件106自身的重力，而且操作簡單，實現光伏組件106移動而不滑落的功能。

顯然，所描述的實施例僅僅是發明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诎l明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于發明保護的范圍。