双主梁平单轴光伏支架系统设计

发布时间：2020-06-20 08:35

【摘要】：光伏支架系统装置作为太阳能电站光伏组件最为重要的支撑体系,是实现光伏能源利用最大化的可靠保障,支架成本在整个电站建设的投资中占有很重的比例,因此,支架设计的合理性、成本的控制和使用寿命成为光伏支架行业竞争的重要途径。本课题基于国家电投黄河上游水电开发有限公司项目“平单轴光伏支架系统关键技术开发及分布式电站示范系统”,研究青海省极端气候下的光伏支架系统,具有重要的工程意义。本文在对比、分析日、美、中三国风载荷设计规范基础上,利用计算流体力学软件对风场条件下的光伏组件受力情况进行仿真模拟,将有限元流体计算的结果与日本的经验计算相比较,误差为4.6%;结合项目实施地区的位置特点,同时考虑成本,本项目最终采用了日本的计算方法;综合分析项目实施地区气象站观测资料,确定光伏组件最佳倾角调节角度及风载参数,在此基础上,设计了双主梁平单轴光伏支架系统及其高度角调节的液压推杆机构,对调节机构进行了参数计算,对结构进行强度校核,解决了特殊环境下,光伏电池板组件变形、破裂等问题;本文根据运用有限元方法,对该光伏支架系统进行静态分析,对比了双主梁结构的主梁间距对结构应力、应变的影响,在满足结构强度前提下,降低成本;由于突风载荷可能引起光伏板振动变形,导致光伏系统的光能转换效率降低,本文应用Davenport模型分析脉动风载荷的频谱,结合双主梁结构的模态分析,可以得出结论:双主梁结构可以有效降低由于风载引起的振动、变形,有利于提高光伏系统的能量转换效率;最后,论文对所设计的双主梁结构进行了强度试验,通过支架横梁和纵梁在最大竖向载荷作用下的变形测试,结构形量在规范允许的范围内,试验结果表明,本文所设计的双主梁平单轴结构满足项目实施地区的静刚度要求。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM615
【图文】：

趋势图,替代能源,可再生,趋势

1 绪论1 绪论1.1 研究背景与意义目前，全球能源消费以化石能源(煤炭、石油、天然气等)为主要组成部分，其消耗总量随着经济的增长也逐年大幅提升，据美国能源情报署预测，2001年至2025年间，全球能源消费总量将从102.4亿吨油当量增加到162亿吨油当量。《BP世界能源统计2006》指出以目前的开采速度计算，全球探明石油储量可供生产40.6年，天然气和煤炭则分别可以供应65.1和155年[1-4]。世界各国都面临传统化石能源日渐枯竭、能源匮乏、温室效应和环境污染日益加剧的问题。如图1.1所示，风能、太阳能光电转换、生物质能、地热能、潮汐能等可再生替代能源的开发和利用受到了世界各国的关注。欧洲联合研究中心((JRC)预计，今后最重要的战略能源是太阳能资源，作为可持续利用的清洁能源，未来太阳能的生产将以20%~30%的速度增长[1-4]。

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[8-28]。太阳能资源在我国比较丰富，应用前景无比广阔，如图1-2所示，因为绝大部分国土处于温带、亚热各带地区，相关资料显示，我国年日照时数在2200h以上地区占国土面积的2/3以上，年辐射量超过600MJ/m2，每年地表吸收的太阳能相当于17万亿t标准煤的能量，约等于上万个三峡工程发电量的总和[4-5]。根据我国700个气象站点的统计数据，统计结果

【参考文献】