Progettazione e ione della struttura di montaggio del modulo solare fotovoltaico
Progettazione e selezione della struttura di montaggio del modulo solare fotovoltaico
In considerazione della relazione diretta tra la produzione di energia del modulo solare fotovoltaico e l'intensità della luce solare, il tempo, nonché il posizionamento e l'inclinazione dei pannelli solari, vista la situazione attuale che la maggior parte delle staffe non può essere regolata all'angolo e alla potenza l'efficienza di generazione è relativamente bassa, un design può essere progettato secondo diverse latitudini.
Staffa per impianto fotovoltaico per la regolazione dell'inclinazione dell'area. In questo documento vengono analizzati e spiegati in dettaglio il metodo di connessione, il materiale, la selezione del tipo e l'analisi del carico del sistema di staffe per moduli fotovoltaici. Allo stesso tempo, il modulo fotovoltaico non solo può regolare l'angolo orizzontale in base alle esigenze, ma ha anche un'elevata resistenza, che può essere utilizzata in presenza di vento ad alta velocità e aree innevate. Utilizzare, avere un certo significato di promozione e prospettiva di applicazione (starwin è un)produttori di scaffalature solari in Cina.
1. Introduzione
Attualmente, nel contesto della carenza di approvvigionamento energetico globale e dei problemi ambientali sempre più gravi, lo sviluppo sostenibile dell'economia e della società è stato fortemente messo in discussione e lo sviluppo e l'uso di energie rinnovabili pulite e sicure hanno ricevuto ampia attenzione. Sebbene siano stati utilizzati molti tipi di fonti energetiche alternative rinnovabili, l'energia idroelettrica, eolica e delle maree sono troppo piccole per soddisfare le esigenze umane in termini di energia totale disponibile. Essendo un tipo di energia rinnovabile ricca di risorse, ampiamente distribuita e utilizzabile in modo permanente, l'energia solare ha un grande potenziale di sviluppo e utilizzo. Soprattutto nel 21° secolo, l'industria della produzione di energia solare fotovoltaica si sta sviluppando molto rapidamente. La produzione di energia solare fotovoltaica non solo sostituirà alcune fonti di energia convenzionali nel prossimo futuro, ma diventerà anche il corpo principale dell'approvvigionamento energetico mondiale e porterà cambiamenti rivoluzionari allo sviluppo energetico. Secondo le previsioni dell'European Joint Commission Research Centre (JRC), entro la fine del 21° secolo, le energie rinnovabili rappresenteranno oltre l'80% della struttura energetica, di cui l'energia solare rappresenterà oltre il 60%, completamente dimostrando la sua importante posizione strategica.
La struttura di montaggio del modulo solare fotovoltaico è un componente importante per il fissaggio dei pannelli solari. Con la premessa di ottenere la massima efficienza di generazione di energia dei pannelli solari, garantire la sicurezza e l'affidabilità della staffa è una questione di considerazione e ricerca per i produttori di moduli fotovoltaici. In base alle esigenze delle diverse forme di generazione di energia solare fotovoltaica, i sistemi di staffe sono generalmente suddivisi in staffe solari a colonna singola, staffe solari a doppio pilastro, staffe solari a matrice, staffe solari da tetto, staffe solari da parete, staffe serie di sistemi di tracciamento e altre specifiche e modelli. I metodi di installazione sono suddivisi in sistema di installazione a terra, sistema di installazione sul tetto e sistema di installazione della staffa integrata a risparmio energetico dell'edificio.
2. Design della staffa del modulo fotovoltaico
2.1 Struttura di supporto del modulo fotovoltaico
Al momento, la maggior parte delle staffe di montaggio dei moduli solari fotovoltaici commerciali non è in grado di regolare l'angolazione. L'uso di metodi di tracciamento per la generazione di energia solare spreca molta manodopera e risorse materiali e il rapporto input-output è limitato in una certa misura. Questo documento progetta una staffa per impianto fotovoltaico in grado di regolare l'angolazione in base alle diverse latitudini. (come mostrato in Figura 1) il sistema di staffe può regolare l'angolo orizzontale in base alle esigenze. Non è solo adatto per l'uso di centrali fotovoltaiche a terra, ma può anche essere utilizzato sul tetto Utilizzato nelle centrali elettriche, l'angolo di installazione della staffa può essere rapidamente regolato durante il processo di installazione, evitando lo svantaggio che il modulo fotovoltaico convenzionale staffa non può regolare rapidamente l'angolo di installazione. Allo stesso tempo, la staffa del modulo adotta una struttura in acciaio ad alto tenore di carbonio e la superficie è in materiale zincato a caldo, che ha un basso costo, un'elevata resistenza, una forte resistenza alla corrosione dei materiali selezionati e può essere utilizzata in aree con ambienti relativamente difficili. Questo sistema include una staffa principale triangolare 1; un meccanismo di collegamento di supporto 2; una piastra di posizionamento scala 3; un foro di posizionamento 4; un perno graduato 5 del tipo a stantuffo; una piastra di supporto 6; una piastra premente 7; un manicotto del cuscinetto 8; una biella 9; Il telaio principale del sistema è una struttura saldata triangolare, di struttura semplice e in grado di sopportare un carico sufficiente. Il gruppo batteria è fissato al meccanismo di collegamento di supporto tramite bulloni e l'angolo è regolato da un quadrante. La piastra di posizionamento della scala è fissata dal perno graduato del tipo a stantuffo. La piastra di supporto, la piastra di pressione e la bussola del cuscinetto vengono utilizzate con la piastra di posizionamento della scala. L'asta di collegamento e il supporto del piede vengono utilizzati per aumentare la resistenza della staffa del modulo fotovoltaico.
2.2. Metodo di connessione della staffa del modulo fotovoltaico
Durante l'installazione il sistema di montaggio dei moduli fotovoltaici, la base viene fissata mediante bulloni incorporati, come mostrato nella Figura 2. Il supporto per i piedi nella parte inferiore della staffa viene inserito nella base e collegato alla base mediante bulloni, quindi vengono installati i moduli batteria. I moduli fotovoltaici sono collegati al meccanismo di supporto 2 tramite bulloni. L'angolo richiesto viene regolato dalla piastra di posizionamento della scala 3 e dal perno di posizionamento 5 e l'installazione è completata. Un gruppo. Quando l'energia solare a matrice è collegata, i due set di staffe per moduli adiacenti sono fissati dal foglio di fissaggio 11 per migliorarne la resistenza
2.3 Scelta del materiale della staffa del modulo fotovoltaico
Attualmente, i sistemi di stent solari fotovoltaici comunemente utilizzati nel mio paese sono suddivisi in tre tipi: stent in cemento, stent in acciaio e stent in lega di alluminio. I supporti in calcestruzzo sono utilizzati principalmente nelle centrali fotovoltaiche di grandi dimensioni. A causa del loro peso proprio, possono essere posizionati solo in campo e in aree con buone basi. Tuttavia, hanno un'elevata stabilità e possono supportare pannelli solari su larga scala. Le staffe in lega di alluminio sono generalmente utilizzate nelle applicazioni di energia solare sul tetto degli edifici civili. La lega di alluminio ha le caratteristiche di resistenza alla corrosione, leggerezza, bell'aspetto e durata, ma la sua bassa capacità portante non può essere applicata ai progetti di centrali solari.
La staffa in acciaio progettata in questo documento ha prestazioni stabili, tecnologia di produzione matura, elevata capacità di carico, facilità di installazione, eccellenti prestazioni anticorrosione, bell'aspetto e design di connessione unico, installazione comoda e rapida, strumenti di installazione semplici e universali, utilizzo strutturale materiali anticorrosivi acciaio e acciaio inossidabile componenti zero, la durata è di oltre 20 anni.
2.4 Analisi del carico di supporto del modulo fotovoltaico
La resistenza della staffa include principalmente il calcolo del carico fisso (il peso del componente e altri), il carico del vento e il carico della neve. Il carico del vento si riferisce alla pressione del vento che soffia dalla parte anteriore della staffa (sottovento) e alla pressione del vento che soffia dalla parte posteriore della staffa (sopravento). La resistenza alla flessione e la quantità di flessione del materiale, l'instabilità (compressione) e la resistenza alla trazione del braccio di supporto e le modifiche strutturali causate dalle normali vibrazioni e dai cedimenti del terreno e del tetto.
2.4.1 Analisi della forza del carico da neve
Il carico di neve è mostrato nella formula 2-1:
S=Cs*P*Zs*As(2-1)
Dove S è il carico di neve, Cs è il coefficiente di pendenza e P è la massa unitaria media di neve (equivalente alla massa di 1 cm di neve e alla massa di 1 m2 di superficie). In genere, l'area è 19,6 N o più e l'area innevata è 29,4 N o più. Zs è il manto nevoso verticale più profondo (cm) sul terreno e As è l'area di neve. Il volume di neve di progetto dell'array di celle solari è impostato sul volume di neve verticale più profondo (Zs) sul terreno. Tuttavia, se il volume della neve viene ridotto a causa di frequenti spazzamenti di neve, il valore Zs può essere ridotto in base alla situazione.
2.4.2 Analisi della forza del carico della velocità del vento
La staffa del modulo fotovoltaico progettata in questo documento viene verificata se la forza e la deflessione soddisfano i requisiti alla velocità del vento del decimo vento (27 m/s).
2.4.2.1 Controllo dello stress normale
quando la trave di sostegno del modulo fotovoltaico è piegato in una direzione, la sollecitazione normale è come mostrato nella formula 2-2:
(2-2)
Dove Mx è il momento flettente della stessa trave di sezione nel piano di massima rigidezza (asse x); Wnx è il modulo di sezione netta (modulo di sezione a flessione) rispetto all'asse x; è il valore di progetto della resistenza dell'acciaio. Secondo la formula 2-2, lo stress normale è come mostrato nella formula 2-3:
Dopo aver controllato il manuale dell'hardware, il valore di progetto è [f], σmax<[f], quindi soddisfa i requisiti di resistenza.
2.4.2.2 Controllare la flessione
La deflessione massima della campata della trave è mostrata nella formula 2-4:
Dove l0 è la luce calcolata della trave; S è la trave semplicemente supportata che è correlata alla forma del carico e alle condizioni di supporto e agisce su carichi uniformemente distribuiti. S=5/384; E è il modulo elastico; M è il momento flettente massimo al centro della campata; EI è la rigidezza flessionale della sezione. Il calcolo longitudinale è lo stesso di sopra.
2.4.2.3 Resistenza a trazione e compressione del braccio di supporto posteriore
2.4.2.3.1 Vento contrario
Il carico della pressione del vento W agisce come un carico di trazione sul braccio di supporto e diventa un carico che soffia verso l'alto (forza di sollevamento). La tensione di trazione è mostrata nella formula 2-5:
Nella formula, P è la tensione di trazione; A è l'area della sezione trasversale del braccio di supporto. Controllare il valore di progetto della resistenza alla trazione dell'acciaio Q235 [f], <[f], quindi non ci sono problemi.
2.4.2.3.2 Occasioni sottovento
Quando la staffa del componente viene compressa con una lunghezza maggiore della larghezza della sezione trasversale, la probabilità di rottura per flessione è maggiore della rottura per compressione. Questo è chiamato instabilità della colonna e il carico in questo momento è chiamato carico di instabilità. Il carico di punta (formula euleriana) è mostrato nella formula 2-6:
Dov'è il carico di punta; è il momento d'inerzia della sezione assiale; è il coefficiente determinato dalle condizioni di appoggio ad entrambe le estremità, ed è 1 quando le cerniere ad entrambe le estremità sono incernierate; è il coefficiente elastico longitudinale del materiale; L è la lunghezza assiale. Il processo di calcolo della resistenza a trazione e compressione del supporto anteriore è lo stesso di quello del supporto posteriore.
3. Prospettive di candidatura
L'attuale situazione energetica internazionale è relativamente grave e i paesi stanno cercando di trovare nuove fonti energetiche che possano sostituire l'energia fossile convenzionale. Inoltre, la sicurezza della produzione di energia nucleare è discutibile. L'energia eolica e idroelettrica sono fortemente influenzate dalle regioni e dalle stagioni. Tuttavia, l'energia solare è una fonte di energia pulita inesauribile e inesauribile che attira l'attenzione e utilizza. Con la diffusa promozione e applicazione di sistemi solari fotovoltaici su terra e tetto su larga scala in tutto il mondo, la generazione di energia solare fotovoltaica è diventata una delle fonti indispensabili di generazione di energia nell'alimentazione elettrica. Allo stesso tempo, per garantire il funzionamento affidabile, sicuro e stabile dei sistemi di moduli fotovoltaici, è necessario che i vari componenti del modulo solare abbiano una buona resistenza al vento, resistenza alla pressione della neve e resistenza alla corrosione. L'installazione della staffa del modulo solare fotovoltaico progettata in questo documento non solo soddisfa le prestazioni di resistenza al vento, resistenza alla pressione della neve e resistenza alla corrosione, ma può anche essere completamente adatta per l'energia solare a matrice di terra e i sistemi di energia solare sul tetto. La staffa del modulo solare fotovoltaico ha una buona prospettiva di applicazione nelle future applicazioni di generazione di energia fotovoltaica.
Sulla base delle carenze dei tradizionali supporti per moduli solari fotovoltaici e combinati con le caratteristiche della generazione di energia solare, questo documento progetta un nuovo tipo di supporto per moduli solari fotovoltaici. L'esclusiva struttura di progettazione del modulo fotovoltaico consente di regolare l'angolazione del modulo in base alle diverse regioni, in modo da sfruttare appieno le risorse di energia solare locali e ottenere la massima efficienza di generazione di energia del modulo solare. Allo stesso tempo, l'analisi dettagliata e la pratica del metodo di connessione del modulo fotovoltaico, la selezione dei materiali e l'analisi della forza del carico di supporto gli conferiscono buone proprietà fisiche come resistenza ai terremoti, resistenza al vento, resistenza alla pressione della neve e resistenza alla corrosione, in modo che i moduli fotovoltaici può essere utilizzato in un'area geografica più ampia.
