Diseño e iones de la estructura de montaje del módulo solar fotovoltaico.
Diseño y selección de estructura de montaje de módulos solares fotovoltaicos
En vista de la relación directa entre la generación de energía del módulo solar fotovoltaico y la intensidad de la luz solar, el tiempo, así como la ubicación e inclinación de los paneles solares, en vista de la situación actual de que la mayoría de los soportes no se pueden ajustar en el ángulo y la potencia. La eficiencia de generación es relativamente baja, se puede diseñar un diseño de acuerdo con diferentes latitudes.
Soporte del sistema fotovoltaico para ajustar el ángulo del área. En este artículo, se analizan y explican en detalle el método de conexión, el material, la selección del tipo y el análisis de carga del sistema de soporte del módulo fotovoltaico. Al mismo tiempo, el módulo fotovoltaico no solo puede ajustar el ángulo horizontal de acuerdo con las necesidades, sino que también tiene una alta resistencia, que se puede usar en áreas de alta velocidad del viento y nieve. Utilice, tenga una cierta importancia de promoción y perspectiva de aplicación。starwin es unfabricantes de estanterías solares en China.
1. Introducción
En la actualidad, en el contexto de la escasez mundial de suministro de energía y los problemas ambientales cada vez más graves, el desarrollo sostenible de la economía y la sociedad se ha visto seriamente desafiado, y el desarrollo y el uso de energías renovables limpias y seguras han recibido una gran atención. Aunque se han utilizado muchos tipos de fuentes de energía alternativas renovables, la energía hidroeléctrica, la energía eólica y la energía de las mareas son demasiado pequeñas para satisfacer las necesidades humanas en términos de energía total disponible. Como tipo de energía renovable rica en recursos, ampliamente distribuida y que se puede utilizar de forma permanente, la energía solar tiene un gran potencial de desarrollo y utilización. Especialmente en el siglo XXI, la industria de generación de energía solar fotovoltaica se está desarrollando muy rápidamente. La generación de energía solar fotovoltaica no solo reemplazará algunas fuentes de energía convencionales en un futuro cercano, sino que también se convertirá en el cuerpo principal del suministro de energía del mundo y traerá cambios revolucionarios al desarrollo energético. Según la previsión del Centro de Investigación de la Comisión Conjunta Europea (JRC), a finales del siglo XXI, las energías renovables supondrán más del 80% de la estructura energética, de la cual la energía solar supondrá más del 60%, en su totalidad demostrando su importante posición estratégica.
La estructura de montaje del módulo solar fotovoltaico. es un componente importante para la fijación de paneles solares. Bajo la premisa de obtener la máxima eficiencia de generación de energía de los paneles solares, garantizar la seguridad y fiabilidad del soporte es una cuestión de consideración e investigación para los fabricantes de módulos fotovoltaicos. De acuerdo con las necesidades de las diferentes formas de generación de energía solar fotovoltaica, los sistemas de soporte se dividen generalmente en soportes solares de un solo pilar, soportes solares de doble pilar, soportes solares de matriz, soportes solares de techo, soportes solares de pared, soportes de serie de sistemas de seguimiento y otras especificaciones. y modelos. Los métodos de instalación se dividen en sistema de instalación en el suelo, sistema de instalación en el techo y sistema de instalación de soporte integrado que ahorra energía en el edificio.
2. Diseño del soporte del módulo fotovoltaico
2.1 Estructura de soporte del módulo fotovoltaico
En la actualidad, la mayoría de los soportes de montaje de módulos solares fotovoltaicos comerciales no pueden ajustar el ángulo. El uso de métodos de seguimiento para la generación de energía solar desperdicia una gran cantidad de mano de obra y recursos materiales, y la relación entrada-salida está limitada hasta cierto punto. Este trabajo diseña un soporte de sistema fotovoltaico que puede ajustar el ángulo según diferentes latitudes. (como se muestra en la Figura 1) el sistema de soporte puede ajustar el ángulo horizontal según las necesidades. No solo es adecuado para el uso de centrales fotovoltaicas terrestres, sino que también se puede utilizar en el techo.Utilizado en centrales eléctricas, el ángulo de instalación del soporte se puede ajustar rápidamente durante el proceso de instalación, evitando la desventaja del módulo fotovoltaico convencional. el soporte no puede ajustar rápidamente el ángulo de instalación. Al mismo tiempo, el soporte del módulo adopta una estructura de acero con alto contenido de carbono y la superficie es de material galvanizado en caliente, que tiene bajo costo, alta resistencia, fuerte resistencia a la corrosión de los materiales seleccionados y se puede usar en áreas con entornos relativamente duros. Este sistema incluye un soporte principal triangular 1; un mecanismo de conexión de soporte 2; una placa de posicionamiento de escala 3; un orificio de posicionamiento 4; una clavija 5 de escala de tipo émbolo; una placa de soporte 6; una placa de prensado 7; un casquillo de cojinete 8; una biela 9; El marco principal del sistema es una estructura soldada triangular, que es de estructura simple y puede soportar suficiente carga. El conjunto de la batería se fija al mecanismo de conexión de soporte mediante pernos y el ángulo se ajusta mediante un dial. La placa de posicionamiento de la escala se fija mediante el pasador de escala tipo émbolo. La placa de soporte, La placa de presión y el casquillo del cojinete se utilizan con la placa de posicionamiento de la escala. La biela y el reposapiés se utilizan para aumentar la resistencia del soporte del módulo fotovoltaico.
2.2. Método de conexión del soporte del módulo fotovoltaico
Al instalar el sistema de montaje del módulo fotovoltaico, la base se fija mediante pernos incrustados, como se muestra en la Figura 2. El soporte para los pies en la parte inferior del soporte se coloca en la base y se conecta con la base mediante pernos, y luego se instalan los módulos de batería. Los módulos fotovoltaicos están conectados con el mecanismo de soporte 2 mediante pernos. El ángulo requerido se ajusta mediante la placa de posicionamiento de la escala 3 y el pasador de posicionamiento 5, y la instalación está completa. Un grupo. Cuando la energía solar de la matriz está conectada, los dos conjuntos de soportes de módulo adyacentes se fijan mediante la hoja de fijación 11 para mejorar su resistencia.
2.3 Selección de material del soporte del módulo fotovoltaico
En la actualidad, los sistemas de stents solares fotovoltaicos comúnmente utilizados en mi país se dividen en tres tipos: stents de hormigón, stents de acero y stents de aleación de aluminio. Los soportes de hormigón se utilizan principalmente en centrales fotovoltaicas a gran escala. Debido a su peso propio, solo se pueden colocar en el campo y en áreas con buenos cimientos. Sin embargo, tienen una alta estabilidad y pueden soportar paneles solares a gran escala. Los soportes de aleación de aluminio se utilizan generalmente en aplicaciones de energía solar en el techo de edificios civiles. La aleación de aluminio tiene las características de resistencia a la corrosión, peso ligero, apariencia hermosa y durabilidad, pero su baja capacidad de carga no se puede aplicar a proyectos de estaciones de energía solar.
El soporte de acero diseñado en este documento tiene un rendimiento estable, tecnología de fabricación madura, alta capacidad de carga, fácil instalación, excelente rendimiento anticorrosión, apariencia hermosa y diseño de conexión único, instalación conveniente y rápida, herramientas de instalación simples y universales, utilizando estructuras materiales anticorrosión acero y acero inoxidable cero componentes, la vida útil es de más de 20 años.
2.4 Análisis de la carga de soporte del módulo fotovoltaico
La resistencia del soporte incluye principalmente el cálculo de la carga fija (el peso del componente y otros), la carga de viento y la carga de nieve. La carga de viento se refiere a la presión del viento que sopla desde la parte delantera del soporte (a favor del viento) y la presión del viento que sopla desde la parte posterior del soporte (a favor del viento). La resistencia a la flexión y la cantidad de flexión del material, el pandeo (compresión) y la resistencia a la tracción del brazo de soporte y los cambios estructurales causados por la vibración y asentamiento normales del suelo y el techo.
2.4.1 Análisis de fuerza de la carga de nieve
La carga de nieve se muestra en la fórmula 2-1:
S = Cs * P * Zs * Como (2-1)
Donde S es la carga de nieve, Cs es el coeficiente de pendiente y P es la unidad de masa promedio de nieve (equivalente a la masa de 1 cm de nieve y la masa de 1 m2 de área). Generalmente, el área es de 19,6 N o más, y el área nevada es de 29,4 N o más. Zs es la capa de nieve vertical más profunda (cm) en el suelo y As es el área de nieve. El volumen de nieve de diseño de la matriz de células solares se establece en el volumen de nieve vertical más profundo (Zs) en el suelo. Sin embargo, si el volumen de nieve se reduce debido al barrido frecuente de nieve, el valor de Zs se puede reducir según la situación.
2.4.2 Análisis de fuerza de la carga de velocidad del viento
El soporte del módulo fotovoltaico diseñado en este trabajo se verifica si la fuerza y la deflexión cumplen con los requisitos bajo la velocidad del viento del décimo viento (27 m / s).
2.4.2.1 Comprobación de estrés normal
Cuando la viga de soporte del módulo fotovoltaico está doblado en una dirección, la tensión normal es como se muestra en la fórmula 2-2:
(2-2)
Donde Mx es el momento flector de la misma viga de sección en el plano de máxima rigidez (eje x); Wnx es el módulo de sección neta (módulo de sección de flexión) con respecto al eje x; es el valor de diseño de la resistencia del acero. Según la fórmula 2-2, la tensión normal es la que se muestra en la fórmula 2-3:
Después de consultar el manual de hardware, el valor de diseño es [f], σmax <[f], por lo que cumple con los requisitos de resistencia.
2.4.2.2 Verificar la deflexión
La deflexión máxima del tramo de la viga se muestra en la fórmula 2-4:
Donde l0 es el tramo calculado de la viga; S es la viga simplemente apoyada que está relacionada con la forma de carga y las condiciones de apoyo y actúa sobre cargas distribuidas uniformemente. S = 5/384; E es el módulo de elasticidad; M es el momento flector máximo en la mitad del tramo; EI es la rigidez a la flexión de la sección. El cálculo longitudinal es el mismo que el anterior.
2.4.2.3 Resistencia a la tracción y a la compresión del brazo de soporte trasero
2.4.2.3.1 Viento en contra
La carga de presión del viento W actúa como una carga de tracción en el brazo de soporte y se convierte en una carga de soplado hacia arriba (fuerza de elevación). El esfuerzo de tracción se muestra en la fórmula 2-5:
En la fórmula, P es la tensión de tracción; A es el área de la sección transversal del brazo de soporte. Compruebe el valor de diseño de la resistencia a la tracción del acero Q235 [f], <[f], para que no haya ningún problema.
2.4.2.3.2 Ocasiones a favor del viento
Cuando el soporte del componente se comprime con una longitud mayor que el ancho de la sección transversal, la probabilidad de falla por flexión es mayor que la falla por compresión. Esto se llama pandeo de la columna y la carga en este momento se llama carga de pandeo. La carga de pandeo (fórmula euleriana) se muestra en la fórmula 2-6:
¿Dónde está la carga de pandeo? es el momento de inercia de la sección axial; es el coeficiente determinado por las condiciones de apoyo en ambos extremos, y es 1 cuando las bisagras de ambos extremos están articuladas; es el coeficiente elástico longitudinal del material; L es la longitud axial. El proceso de cálculo de la resistencia a tracción y compresión del soporte delantero es el mismo que el del soporte trasero.
3. Perspectivas de solicitud
La actual situación energética internacional es relativamente grave y los países se esfuerzan por encontrar nuevas fuentes de energía que puedan reemplazar la energía fósil convencional. Además, la seguridad de la generación de energía nuclear es cuestionable. La energía eólica e hidroeléctrica se ven muy afectadas por las regiones y las estaciones. Sin embargo, la energía solar es una fuente de energía limpia inagotable e inagotable que llama la atención y los usos. Con la promoción y aplicación generalizadas de sistemas fotovoltaicos solares de suelo y techo a gran escala en todo el mundo, la generación de energía solar fotovoltaica se ha convertido en una de las fuentes indispensables de generación de energía en el suministro de energía. Al mismo tiempo, para garantizar el funcionamiento confiable, seguro y estable de los sistemas de módulos fotovoltaicos, se debe exigir que los diversos componentes del módulo solar tengan una buena resistencia al viento, Resistencia a la presión de la nieve y resistencia a la corrosión. La instalación del soporte del módulo solar fotovoltaico diseñada en este documento no solo cumple con el rendimiento de resistencia al viento, resistencia a la presión de la nieve y resistencia a la corrosión, sino que también puede ser totalmente adecuada para sistemas de energía solar de matriz terrestre y de energía solar en tejados. El soporte del módulo solar fotovoltaico tiene una buena perspectiva de aplicación en futuras aplicaciones de generación de energía fotovoltaica.
Basado en las deficiencias de los soportes de módulo solar fotovoltaico convencionales y combinado con las características de la generación de energía solar, este trabajo diseña un nuevo tipo de soporte de módulo solar fotovoltaico. La estructura de diseño único del módulo fotovoltaico permite que el módulo sea ajustable en ángulo según las diferentes regiones, para aprovechar al máximo los recursos de energía solar local y lograr la máxima eficiencia de generación de energía del módulo solar. Al mismo tiempo, el análisis detallado y la práctica del método de conexión del módulo fotovoltaico, la selección de material y el análisis de la fuerza de carga de soporte hacen que tenga buenas propiedades físicas como resistencia a terremotos, resistencia al viento, resistencia a la presión de la nieve y resistencia a la corrosión, de modo que los módulos fotovoltaicos se puede utilizar en un área geográfica más amplia.
