一种太阳能光伏支架的设计选型

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1、一种太阳能光伏支架的设计选型　　摘要：太阳能组件的发电效率与组件的倾角、日照强度、日照时间有直接的关系。在同一地区，日照强度和日照时间相对固定，而太阳光入射组件的角度在不断变化，因此设计一种可调节组件倾角的光伏支架是提高发电量的有效手段。本文对这种可调倾角光伏支架的结构、材料、负荷进行分析，从而达到优化设计的目的。　　关键词：光伏发电；光伏阵列；支架设计　　1前言　　目前，世界能源格局正在发生变化，环境问题日益严重，发展和利用清洁可再生能源的呼声越来越高，各国也出台了很多鼓励发展清洁可再生能源的政策措施。太阳能光伏发电作为一种清洁可

2、再生能源，它分布广泛、资源丰富，具有极大的开发利用价值。尤其最近几年，太阳能光伏发电产业发展迅速，光伏发电厂建设进程加快，需要发展新技术来合理布局安装光伏发电设备，提高年发电量。3　　在现有的设计方案中，光伏阵列一般采用固定式支架安装，光伏组件正对南方；也有少量阵列采用跟踪支架安装，光伏组件随着太阳的运动进行方位角和倾角的调整，正对着太阳。其中固定式支架选取最佳倾角，获取年平均最大太阳辐射量；跟踪支架使组件正对着太阳，可以获取最大太阳辐射量。跟踪支架的初始成本和维护成本比较高，不符合经济原理，而光伏阵列可调节倾角支架只在略微增加成本

3、的基础上可以较大提高太阳辐射量。　　2光伏组件支架设计　　2.1支架需要实现的功能　　本光伏阵列可调倾角支架用于陕西靖边，根据当地理地纬度设计三种角度，20°、35°、50°，分别应用于不同的季节。20°适用于夏季；35°适用于春、秋季；50°适用于冬季。　　2.2支架材料与安装　　该可调倾角支架采用高碳钢，表面经过热镀锌处理。成本低，强度高，耐腐蚀性强。本系统主要包括：1.立柱；2.定位孔；3斜支撑；4.梁及檩条。支架倾角调节简单可靠，把组件调节到需要的工作角度后紧固定位孔螺栓即可。　　图一光伏支架结构图　　3光伏组件支架强度设计

4、　　项目所在地地区气象条件为：基本风压为0.36kN/?O，基本雪压为0.25kN/?O，结构设计年限为25年。　　3.1基本参数　　立柱：结构用冷弯空心型型钢J100x50x5.0x1200　　Q235结构钢：容许拉应力；抗剪强度设计值　　电池组件：1650x992，单块重量为20kg　　倾角：20°、35°、50°　　设计年限：25年　　3.2载荷3　　3.3立柱强度校核　　由于斜支撑在支架倾角调节过程中使用不方便。想去掉斜支撑，保持结构稳定。立柱受力情况如图二所示。　　N为轴向受力；N1为立柱的轴向受力；N2为垂直立柱轴向的受

5、力，表现为是立柱产生弯曲效果。　　立柱轴心方向上所受的力即为恒载，因此有　　4.结语　　可调倾角支架将全年分成四个时间段，对应于不同的季节采用不同的角度，取得了优于固定支架的发电量。带斜支撑的调节方式比较麻烦，通过计算优化设计，取消了支架斜支撑，使支架调节灵活方便，节约人力物力。具有实际应用的意义。　　参考文献：　　[1]杨金浣，固定式光伏方阵最佳倾角分析.太阳能学报：1992，13（1）　　[2]王长贵、王斯成.太阳能光伏发电适用技术（第二版）.北京化学工业出版社.2009.9　　[3]邓霞，皱新.光伏阵列可调支架的技术研究.第十

6、一届中国光伏大会暨展览会会议论文集　　[4]张庆祝、刘志璋.太阳能光伏板的风载载荷[J].能源技术.2009.12　　作者简介：　　文刚，（1976-），男，汉族，四川射洪人，现为陕西光伏产业有限公司研发部工程师。3