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单轴、双轴太阳能跟踪系统受力分析及计算 暨太阳能电池板受力，仰角和水平方向的驱动扭矩分析及计算公式 在太阳能跟踪系统中，受外部风力的影响是在设计时需要考虑的重要环节， 决定着整套系统的稳定性和安全性，下面是太阳能光伏跟踪发电系统中一些计算 公式和经验，对于初入太阳能或已经从事太阳能跟踪发电的工程技术人员有着很 好的借鉴和帮助作用。 太阳能跟踪设计原理简易图： 一、太阳能电池板受到风力计算 太阳能电池板受到风力也就是支架、立柱及跟踪传动部件的受力情况，在设 计时各部件均要克服也就是大于其所承受的力，整套系统在实际使用过程中才能 够安全可靠的运行。 太阳能电池板受到风力计算公式如下: F=CA*A*WO*cos(a) 式中：F——太阳板上所受的力 kg ；CA——安全系数，取 1.3~1.4；A—太阳 板面积平方米（m2 ）；WO——风压kg/m2 ，风压WO 的标准，通常我们应该考 虑其最大、最恶劣的使用工况，要按照 30 年一遇的 11 级暴风，风速 30m/s 计 算，其风压WO=60kg/m2 cos(a) ——太阳能电池板最大工作角度 举例：63m2 的太阳能电池板受风力是多少？ 依照公式：F=CA*A*WO*cos(a) 带入公式：F=1.4*63*60*0.9063(cos25)=4796kg 分析： 1、支架的强度 支架的轴向负载载荷要大于等于4796kg+太阳能板本身重量kg 2 、立柱的强度 本资料来源于网络，版权归原著作所有，禁止使用于一切商业行为，仅供交流学习用！请在下载后24小时内删除！ 立柱的抗弯曲和剪切力要大于等于4796kg 3、跟踪传动部件的强度 跟踪传动部件的轴向和径向载荷要大于等于4796kg+系统本身重量 二、仰角方向驱动扭矩计算 仰角方向的驱动扭矩，即整个跟踪系统驱动仰角方向时所需要的动力。驱动 扭矩的合理选择决定着整套系统的发电效率的高低和系统的正常运行，电机的功 率过大会消耗更多的太阳能电池板自身的发电能量，减低整套系统的发电效率； 电机功率太小，驱动不了整套系统，不能正常运行。 仰角方向驱动扭矩计算 M1=CM*A*WO*D* cos(a) *10 式中：M1——太阳板上所受的仰角方向扭力矩Nm ；CM——安全系数，取 0.02~0.04 ；A——太阳板面积m2 ；WO——风压kg/m2；， (按照最大工作状态7 级风， 风速 15m/s计算，WO=15kg/m2) D ——太阳能板最大受力方向的尺寸m cos(a) ——太阳能电池板最大工作角度 举例：63m2 的太阳能电池板仰角方向驱动扭矩是多少？太阳能板受力方向的尺 寸7.5m 依照公式：M=CM*A*WO*D* cos(a) *10 带入公式：M=0.02*63*15*9*0.9063*10=1541 Nm 最终经过若干级的减速后，输出扭矩达到1541Nm 即可驱动63m2 的太阳能仰角 方向的电池板。 三、水平方向驱动扭矩计算 水平方向的驱动扭矩相对较小一些，按照摩擦力计算即可以了。这里要考虑 2 方面的摩擦力，一方面是整个支架和电池板的自身重量产生的摩擦力和风对电 池板产生的摩擦力。整体太阳能电池板相对与跟踪传动轴心的倾覆力矩而产生的 摩擦力可忽略不计，取值稍比实际计算的大些就可以了。 M2=CM*(F+N) *10