太阳能支架（精选四篇）
太阳能支架 篇1
1 柔性光伏支架的优势
柔性光伏支架在山地、荒坡、水池、鱼塘以及林地等复杂地形条件下具更强的环境适应性。相对于固定式光伏支架,采用柔性支架有显著的优势:①加大环境空间的利用率,成功解决大跨度、抗风能力弱等传统光伏支架系统存在的问题;②与传统钢架结构相比,柔性光伏支架用钢材量少、承重小、造价低;③场地基础要求小,预装性强,大大缩短了整体施工周期等。长远来看,随着大型荒漠电站建设指标的减少,在国家大力推广渔光互补、农光互补、山地以及分布式光伏的背景下,柔性光伏支架具有广阔的应用前景。
2 柔性光伏支架的应用环境及缺点
拉索承重结构多应用于江河、峡谷、山川、沙漠、海湾等环境恶劣的区域,它们长期暴露在潮湿、酸雨、太阳辐射氧或盐雾含量较高的环境中,这使钢绞结构在严酷环境中的耐久性研究显得尤为重要,加之以长期的连续荷载与振动作用,加快了钢绞线的腐蚀,拉索截面不断减小,承载性能降低,进而影响了其承重结构的使用寿命和安全性能。
一般在大气环境中,空气中的水分、氧气与钢绞线中的金属元素Fe会在钢绞线表面发生原电池电化学反应(金属元素Fe失去电子发生氧化反应,生成Fe2+,与电化学反应生成的OH-离子结合生成Fe(OH)2,氧气充分时继续氧化为Fe(OH)3,受热分解为Fe2O3;氧气不充分时,氧化为体积膨胀较大的Fe3O4),钢绞线内钢丝锈蚀后,截面面积减少,承载能力降低。
近海环境的大气中往往含有大量的氯离子,容易在钢绞线表面发生不损耗氯离子含量的电化学反应,导致钢绞线锈蚀。此外,在酸雨环境条件下,氢离子H+直接与金属发生化学反应,生成Fe2+,进而生成铁锈,降低了材料有效承载面积。
这些因素都对拉索的使用年限造成了影响,作为柔性支架的主要受力部件,拉索的材料性能很难满足光伏发电站25年的设计使用年限,因而拉索材料的耐久性能研究成为了柔性支架大规模推广应用的关键所在。
3 拉索材料防护现状
在实际工程中,拉索长期承受疲劳荷载,同时暴露在风雨、潮湿和污染空气的环境中,既有“应力腐蚀”“疲劳腐蚀”,又有“金属腐蚀”。索体防腐蚀是拉索防护的基础。
索体防腐蚀是斜拉索防护的基础。一是对基材钢丝的防护,主要方式是对高强度钢丝表面实施热镀锌工艺或环氧材料涂层工艺,对钢丝本体进行表面保护,防止锈蚀;二是对整个索体的保护,主要方式是对钢丝束和钢绞线热挤高密度聚乙烯(PE)护套或外套PE管进行防护,依靠PE材料的气密性、水密性、抗紫外线性能好的特点,达到防护效果。拉索索体防护形式如表1所示。
考虑到柔性光伏支架的的结构特殊性(电池组件要固定于拉索之上),传统防护措施中索体外套PE管的方法不可行,只能通过对基材钢丝表面进行热镀锌或涂防腐涂层的方式进行防护。另外,可开发应用新的材料和工艺,例如应用纤维加劲塑料(FRP)材料代替钢丝和钢绞线,这种材料的特点是高强度、耐腐蚀、耐疲劳、质量轻,但此种材料仍有抗剪强度低、防火性能差等应用局限性。
4 柔性支架拉索材料耐久性试验思路
如上文所述,影响柔性支架索体材料使用寿命的主要因素为酸雨、氯离子侵蚀、高低温循环作用、紫外线照射等。为定量考察其影响程度,应设计索体材料加速老化试验。除考虑单因素影响外,还应考虑多因素交叉影响。每组试验后,分析索体材料表观变化(溶蚀情况)、截面锈蚀率(质量损失变化)及力学性能(断裂伸长率、承载力)等。最后通过数据回归分析,建立不同因素下索体材料腐蚀模型曲线,对索体材料的使用年限进行预测,从而指导柔性支架在实际工程中的应用。
5 柔性支架拉索材料防护展望
在柔性光伏支架中引入架空输电线路广泛使用的镀锌钢绞线和铝包钢绞线等,由于其基材钢丝表面镀膜的存在,可以延长索体材料的使用寿命。
目前业内出现的柔性光伏支架方案结构形式固定单一,不能满足精细化设计使用的需求,未来可效仿固定式光伏支架,考虑单组形式的柔性支架,可根据具体地形地貌进行差异化设计布置。
6 结束语
柔性光伏支架由于其环境适用性强、施工安装便捷等特点,未来有广阔的应用前景,但由于其近年来刚刚兴起,应用规模还有限,因而支架厂家对柔性光伏支架的耐久性、合理结构形式的研究还有待进一步加强。
摘要：随着光伏行业的快速发展,民用建筑、桥梁结构中常用的单层悬索体系被引进光伏发电项目中,统称为柔性太阳能光伏支架。与传统的固定式光伏支架相比,柔性光伏支架优势明显,但拉索材料的使用寿命及耐久性问题成为了限制其大规模推广应用的关键因素。对柔性太阳能支架耐久性相关研究现状进行了介绍,并针对一些主要问题进行了讨论。
关键词：柔性光伏支架,耐久性,拉索材料,钢绞线
参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50797—2012光伏发电站设计规范[S].北京:中国计划出版社,2012.
太阳能光伏支架的广告词 篇2
2. 支持新能源是美德!
3. 礼誉中华，德满天下!
4. 托举光伏一切，礼德铝材卓越。
5. 铝架礼德，光伏选择。
6. 礼德，让我们更美好生活。
7. 礼德四海，达济天下。
8. 礼至尚，德致远。
9. 礼德新能源，架起新未来。
10. 礼德新能源，美丽新起点。
11. 铝战屡胜，礼德天下(未来)!
12. 礼德，礼仪为先，德润万民。
13. 礼德新能源，生活新支点!
14. 礼德新能源，绿色新天地。
太阳能光伏组件支架的设计选型 篇3
关键词：太阳能发电；组件支架；支架设计；材质选型
1.引言
目前，在全球能源供应紧张和环境问题日益严重的情况下，经济和社会的可持续发展受到了巨大挑战，发展和利用清洁而安全的可再生能源受到了广泛重视。虽然目前已经实现利用的可再生替代能源种类较多，但从可用总量上看，水能、风能、潮汐能都太小，不足以满足人类需求。太阳能作为一种资源丰富，分布广泛且可永久利用的可再生能源，具有极大的开发利用潜力。特别是进入21世纪，太阳能光伏发电产业发展非常迅速。太阳能光伏发电在不远的将来不仅要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体，将给能源发展带来革命性的变化。根据欧洲联合委员会研究中心（JRC）的预测，到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，其中太阳能发电占到60%以上，充分显示出其重要的战略地位。
太阳能光伏组件支架是固定太阳能电池板的重要部件，在获得太阳能电池板最大发电效率的前提下，保证支架的安全可靠性是光伏组件厂家需要考虑和研究。根据不同形式的太阳能光伏发电的需要，支架系统一般分为单立柱太阳能支架、双立柱太阳能支架、矩阵太阳能支架、屋顶太阳能支架、墙体太阳能支架、追踪系统系列支架等若干规格型号，同时按照不同的安装方式又分为地面安装系统、屋顶安装系统和建筑节能一体化支架安装系统。
2.光伏组件支架设计
A. 光伏组件支架结构
目前商品化的太阳能光伏组件安装支架大多不可以调节角度，采用跟踪方式进行太阳能发电又浪费大量人力物力，投入产出比受到一定程度的局限。本文设计了一种可根据不同纬度地区而调节角度的光伏系统支架，（如图1所示）该支架系统可以根据需要调节水平角度，不但适应于地面光伏电站的使用，同时还可以在屋顶光伏电站使用，在安装过程中可以快速调整支架的安装角度，避免了常规光伏组件支架不能够迅速调整安装角度的缺点，同时该组件支架采用高碳钢结构，表面经过热镀锌材料，具有成本低，强度高，选材耐腐蚀强，可以在环境比较恶劣的地区使用。此系统包括三角形主支架1；支撑连接机构2；刻度定位盘3；定位孔4；柱塞式刻度销 5；托板 6；压板 7；轴承套 8；连接杆 9；地脚支撑10。该系统主支架为三角形焊接结构，结构简单并能承受足够的载荷，电池组件通过螺栓固定在支撑连接机构，并辅以刻度盘调节角度。通过柱塞式刻度销固定刻度定位盘，托板、压板、轴承套配合刻度定位盘使用，连接杆与地脚支撑用来增加光伏组件支架强度。
B.光伏组件支架连接方式
在光伏组件系统安装时，通过预埋螺栓固定底座，如图2所示。该支架底部的地脚支撑放入底座中通过螺栓与底座连接，然后安装电池组件，光伏组件通过螺栓与支撑机构2连接，通过刻度定位盘3与定位销5调节所需角度，完成后安装下一组。在矩阵太阳能发电连接时，两组相邻组件支架通过紧固压片11固定，以增强其强度，如图3所示。
目前我国普遍使用的太阳能光伏支架系统从材质上分，主要有混凝土支架、钢支架和铝合金支架等三种。混凝土支架主要应用在大型光伏电站上，因其自重大，只能安放于野外，且基础较好的地区，但稳定性高，可以支撑尺寸巨大的电池板。铝合金支架一般用在民用建筑屋顶太阳能应用上，铝合金具有耐腐蚀、质量轻、美观耐用的特点，但其承载力低，无法应用在太阳能电站项目上。
本文设计的这款钢支架性能稳定，制造工艺成熟，承载能力高，安装简便，防腐性能优良，外形美观独特的连接设计，安装方便快速，安装工具简单通用采用结构防腐材料的钢制及不锈钢零部件，使用寿命在20年以上。
D. 光伏组件支架载荷分析
支架强度主要包括计算固定载荷（组件自身重量及其他）、风载荷及雪载荷，风载荷是指从支架前面吹来（顺风）的风压及从支架后面吹来（逆风）的风压引起的材料的弯曲强度和弯曲量，支撑臂的压曲（压缩）以及拉伸强度和正常的地面、屋顶震动、沉降引起的结构变化。
a.积雪载荷受力分析
积雪载荷负重如公式2-1所示：
S=Cs*P*Zs*As （2-1）
其中S为积雪荷重，Cs为坡度系数，P为雪的平均单位质量（相当于积雪1cm的质量，面积为1m 2的质量）一般的地方19.6N以上，多雪区域为29.4N以上。Zs为地上垂直最深积雪量（cm），As为积雪面积。太阳能电池阵列列面的设计用积雪量设定为地上垂直最深的积雪量（Zs），但是，经常扫雪而积雪量减少的场合，根据状况可以减少Zs值。其中坡度系数如表1所示。
经查五金手册表查处设计值为[f]，所以满足强度要求。
d.对挠度进行校核
梁跨中最大挠度如公式2-4所示：（2-4）
式中l0 为粱的计算跨度；S 为与荷载形式、支承情况有关，对均布荷载作用的简支梁S=5/384；E 为弹性模量；M 为跨中最大弯矩；EI 为截面抗弯刚度。纵向计算同上。
e. 后支撑臂的拉伸和压缩强度
逆风的场合
风压荷重W对支撑臂起拉伸荷重的作用，变为上吹荷重（扬力）。拉伸应力如公式2-5所示：
（2-5）
式中P为拉伸张力；A为支撑臂的截面积，查表Q235钢的抗拉强度设计值[f]， ,所以没有问题。
顺风的场合
当组件支架与截面宽度比较长度长的支柱当收到压缩时，弯曲破坏的几率高于压缩破坏。这称为柱的压曲，此时的荷重称为压曲荷重。压曲荷重（欧拉公式）如公式2-6所示：
（2-6）
式中为压曲荷重；为轴向截面惯性矩；为由两端的支撑条件决定的系数，两端合叶铰接的场合为1；为材料纵向弹性系数；为轴长。前支撑的拉压强度，计算过程同后支撑。
3. 应用前景
当前国际能源形势相对严峻，各国都在极力寻找可以代替常规化石能源的新能源。此外核能发电的安全性让人质疑，风能水能受地域和季节影响较大，然而太阳能作为取之不尽，用之不绝的清洁能源备受关注和加以利用。随着全球大型地面、屋顶太阳能光伏系统的广泛推广与应用，太阳能光伏发电在电力供应中成为必不可少的发电源泉之一，同时为了保证光伏组件系统的可靠、安全、稳定的运行，必须要求太阳能组件的各个部件具有良好的抗风、抗雪压、耐腐蚀等性能。本文设计的太阳能光伏组件支架安装不仅满足抗风、抗雪压、耐腐蚀等性能，而且完全可以适合于地面矩阵太阳能、屋顶太阳能系统。此太阳能光伏组件支架在未来的光伏发电应用中具有良好的应用前景。
太阳能支架 篇4
一、总体方案设计
针对便于偏远山区游牧民携带的问题,将太阳能支架设计成可拆装的结构。太阳能电池板托架和支撑杆之间、支撑杆和底座之间是可拆卸组装的。安装在底座上的棘轮可以带动支撑杆旋转,棘轮的拨杆和电磁铁的活动衔铁相连接,通过单片机系统控制电磁铁实现棘轮的转动,从而控制太阳能电池板的朝向。根据太阳的运动规律设置9个位置,电池板起始位置为东偏南30度角,即机器工作至8点钟电池板朝向;机器每工作1个小时电池板旋转15度角;机器工作至当地时间正午12点钟时电池板朝向为正南方向;电池板的终点位置为南偏西60度角,即机器工作至下午4点钟电池板朝向。底盘上设有自锁装置,能在每个位置进行自锁,使装置在停止工作时能锁死棘轮结构,从而达到较好的抗外界干扰的效果。支架的自动旋转是由单片机系统控制,以单片机系统时钟为基准,在每个时间点上控制电磁铁完成棘轮的转动控制,实现太阳能电池板的位置变换。
二、支架系统机械结构部分设计
太阳能电池板托架采用框架式结构,可以固定一定尺寸范围内的太阳能电池板。托架与支撑杆由销钉连接,支撑杆与托架之间可拆装并且可调节托架轴向倾斜度。太阳能电池板托架的正面安装太阳能电池板,背面安装单片机系统控制箱。
支撑杆与棘轮机构由销钉相连接,棘轮结构带动支撑杆旋转,从而使太阳能电池板旋转。棘轮机构由与电磁铁活动衔铁相连的拨杆带动旋转,电磁铁A通电吸合拨杆,拨杆拨动齿轮,电磁铁A断电拨杆回到初始位置,即完成一次运动,重复此动作完成棘轮的旋转,使太阳能电池板旋转到指定的位置。在棘轮9个指定的位置上有定位孔,底盘上有自锁装置,自锁装置由电磁铁B和自锁销钉组成。当电池板旋转到指定位置棘轮上的销钉孔正好对准自锁装置上销钉位置,电磁铁B断电销钉吸合完成自锁,锁定电池板位置。
三、电控部分设计
单片机系统由12V转5V的DCDC模块供电,采用DS1302模块作为系统时钟,两个继电器模块分别控制两个电磁铁A和B。控制面板上有程序启动按钮、程序停止按钮、电源开关、解锁按钮。系统启动之前,将电池板调到初始位置,使其朝向为东偏南30度角。打开面板上电源开关后,按启动程序按钮,程序启动单片机读取内置时钟时间。若系统时间在早上9点之前,则装置保持初始状态;若系统时间在9点之后,单片机则根据内部算法计算出所需转动到的位置并控制棘轮进行旋转。若要保持现有角度,则电磁铁A断电,电磁铁B断电;若需要进行转动,则电磁铁B通电,装置解除锁定,电磁铁A通电,吸引拨杆摆动来拨动棘轮使棘轮旋转,重复此过程直到棘轮旋转到指定位置。当时间到下午16点时,装置自动停止工作并保持现有状态。单片机系统硬件原理图和软件程序框图如图3和图4所示。
朝向固定的太阳能电池板支架成本低、结构简单,便于游牧民迁居时携带,但此类支架结构简陋、使用寿命短,需人工调节太阳能电池板朝向来跟踪太阳,对太阳能的利用率低,因此,无法满足牧民的正常需求。市场上的单双轴跟踪的太阳能支架结构笨重、不易于携带且成本高,它依靠电机传动,实时跟踪太阳方向,导致电机长时间处于工作状态,长期受到外界风力等诸多环境因素的影响使电机容易被烧坏,并缩短其使用寿命。而高智能传感器式的自动旋转支架易受山区恶劣环境的影响,有很大的局限性。本文介绍的太阳能电池自动旋转支架具有很好的抗外界干扰能力、稳定性强,便于游牧民迁居时携带使用,而且无需人工调整就能跟踪太阳方向,对太阳能的利用率高,能有效地满足游牧民日常生活中的用电需求。
摘要：为解决偏远山区牧民用电困难问题,结合牧区太阳能资源丰富的特点,设计了结构简单、价格低廉的可拆卸便携式太阳能电池板支架。该支架用单片机控制九个位置定时旋转的方式跟踪太阳,旋转机构采用机械与电磁联动方式工作,支架整体可拆卸便于牧民搬迁时携带。
关键词：自动跟踪,太阳能电池板支架,单片机控制系统,电磁铁,装置
参考文献
[1]付允,马永欢,刘怡君,牛文元.低碳经济发展模式研究[J].中国人口资源与环境,2008(3):14-19.
[2]薛建国.基于单片机的太阳能电池自动跟踪系统的设计[J].长春师范学院报,2005(3):26-30.