太陽能電池板柔性支架
隨著人們對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，新能源建設(shè)項(xiàng)目日益增多，太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目也日益增多。本文將從工程應(yīng)用角度出發(fā)，介紹了太陽能電池板柔性支架的新思路，指出了該類光伏支架受力的合理性。通過與傳統(tǒng)光伏支架對(duì)比分析，得出柔性支架優(yōu)點(diǎn)更加突出，適用范圍更加廣泛，為今后光伏電池板柔性支架的應(yīng)用提供參考。
隨著國家對(duì)環(huán)境問題的重視，以太陽能為代表的新能源項(xiàng)目日益增多。我國太陽能資源豐富，太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)成為開發(fā)利用綠色能源的重要組成部分。由于以前的太陽能光伏發(fā)電支架不能適應(yīng)各種復(fù)雜的環(huán)境，而且造價(jià)較高。因此，研究一種造價(jià)更低、適應(yīng)性更好、受力更加合理的光伏支架迫在眉睫。基于此，新型的太陽能光伏柔性支架，可有效地解決此問題。
1、 我國太陽能資源我國太陽能資源豐富，目前我國的太陽能資源劃分為4部分。1）最豐富帶，占國土面積17.4%，主要集中在西藏、新疆南部、甘肅和青海等地區(qū)。2）很豐富帶，占國土面積42.7%，主要集中在新疆大部、寧夏、云南、河北、內(nèi)蒙古東部和四川西部等地區(qū)。3）豐富帶，占國土面積36.3%，主要集中在浙江、湖南、湖北、廣西和臺(tái)灣等地區(qū)。4）一般帶，占國土面積3.6%，主要集中在四川中部、湖南西北部、貴州北部。豐富的太陽能資源為我國開發(fā)利用太陽能創(chuàng)造了有利條件，光伏發(fā)電是當(dāng)今開發(fā)利用太陽能資源的最有效形式。
2、傳統(tǒng)太陽能光伏支架
隨著國家對(duì)太陽能光伏發(fā)電支持力度的加大，太陽能光伏發(fā)電越來越受到企業(yè)的青睞，安全、經(jīng)濟(jì)的光伏支撐系統(tǒng)是設(shè)計(jì)師關(guān)注的重點(diǎn)。傳統(tǒng)光伏支架設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，受力分析容易。雖然這種形式的支架仍然被采用，但是它有很多缺點(diǎn)，例如鋼材耗量大、占地面積大、造價(jià)高等。而且這種形式的支架不能適應(yīng)復(fù)雜的地形，因此太陽能光伏柔性支架取代傳統(tǒng)支架變的越來越普遍。
3、柔性太陽能光伏支架
3.1太陽能光伏柔性支架即為在成排的鋼索上安裝光伏板，鋼索兩端由剛性支撐連接。同時(shí)為了減少兩端頂部支撐的彎矩，支撐兩端多采用外部張拉斜拉索或者內(nèi)部剛性斜支撐。索（鋼絞線）作為一種主要承重構(gòu)件，柔性大、質(zhì)量輕、剛度大。預(yù)應(yīng)力為其提供了足夠大的剛度。索結(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)。1）只能承受拉力，不能承受壓力。2）索的剛度主要來源于幾何剛度，主要由預(yù)應(yīng)力提供。3）繃緊狀態(tài)呈現(xiàn)線性特征，其余狀態(tài)呈非線性特征。4）索會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力松弛和損失。
3.2柔性支架的優(yōu)點(diǎn)由于索主要受拉的特點(diǎn)，其材料強(qiáng)度可被充分發(fā)揮，柔性太陽能光伏支架成為設(shè)計(jì)師的首選。1）跨度大且跨度范圍靈活可調(diào)。2）土地空間利用率最大化。3）操作方式靈活，通風(fēng)性能好，發(fā)電效率高。4）相比傳統(tǒng)光伏支架，柔性光伏支架抗裂性能好。5）用鋼材量少，承重小，造價(jià)低。6）場(chǎng)地基礎(chǔ)要求小，預(yù)裝性強(qiáng)，大大縮短了施工周期。
3.3柔性支架適用范圍太陽能柔性支架靈活可調(diào)、占地面積小的特點(diǎn)，使其具有廣泛的應(yīng)用范圍。灘涂、漁塘、污水廠、復(fù)雜山地、荒坡和水池等復(fù)雜地形都可利用，并且在國家大力倡導(dǎo)漁光互補(bǔ)、農(nóng)光互補(bǔ)（圖4）的前提下，柔性光伏支架具有廣闊的應(yīng)用前景。
3.4柔性支架結(jié)構(gòu)體系柔性光伏支架結(jié)構(gòu)體系分為2個(gè)部分：柔性系統(tǒng)和支架系統(tǒng)。柔性系統(tǒng)由預(yù)應(yīng)力懸索、穩(wěn)定索、組件固定夾具、光伏組件等構(gòu)成；支架系統(tǒng)由基礎(chǔ)（包括獨(dú)立基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)）、鋼立柱、鋼梁、支撐體系（包括斜拉索、斜支撐）等構(gòu)成。根據(jù)太陽能光伏支架受力特點(diǎn)，通常在兩側(cè)設(shè)置斜拉桿（索）和斜支撐。當(dāng)光伏組件受到風(fēng)荷載或者雪荷載作用時(shí)，拉索受力變形，鋼立柱抵抗豎直方向的力，斜拉索或者斜支撐抵抗水平方向的力。對(duì)于污水處理廠光伏電站，由于跨度比較大，通常在鋼立柱和中間支柱之間再設(shè)置鋼桁架，減小跨度，從而減小撓度。對(duì)于山坡復(fù)雜地形，通常順應(yīng)山體坡度設(shè)置斜拉索（鋼絞線），然后鋪設(shè)光伏組件，不僅利用了天然地勢(shì)條件，而且也達(dá)到美觀的效果。
4結(jié)語
太陽能光伏發(fā)電能有效的利用太陽能資源，對(duì)于結(jié)構(gòu)工程師而言，設(shè)計(jì)安全、經(jīng)濟(jì)的支撐系統(tǒng)是其考慮的重點(diǎn)。太陽能光伏柔性支架能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境和復(fù)雜的地形條件，具有廣闊的應(yīng)用前景。但是柔性支架抗風(fēng)方面存在諸多問題，是科研工作者需要重點(diǎn)關(guān)注的，也是設(shè)計(jì)人員所關(guān)心的。未來隨著更多科研力量的加入，太陽能光伏柔性支架也必將推動(dòng)光伏產(chǎn)業(yè)向著安全、經(jīng)濟(jì)、耐久的方向發(fā)展。
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邁貝特（廈門）新能源有限公司是一家致力于提供專利技術(shù)和高效服務(wù)的高科技企業(yè)，專業(yè)從事各類光伏支架系統(tǒng)解決方案的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)，始終為客戶提供最穩(wěn)定可靠和經(jīng)濟(jì)高效的光伏支架系統(tǒng)解決方案。公司自成立至今，光伏產(chǎn)品已成功銷往全球100多個(gè)國家和地區(qū)，是目前中國最大的太陽能光伏產(chǎn)品出口企業(yè)之一。公司擁有全系列產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造，供應(yīng)能力，包括地面支架、光伏車棚、農(nóng)業(yè)大棚、工商業(yè)屋頂、水上漂浮平臺(tái)、戶用分布式、單軸跟蹤系統(tǒng)等一系列高科技支架產(chǎn)品，并成功通過了TUV、SGS、AS NZS 1170 認(rèn)證及MCS等多項(xiàng)國際和國內(nèi)權(quán)威認(rèn)證，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和系統(tǒng)性能上始終處于行業(yè)領(lǐng)先地位。
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