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一种太阳能光伏支架的设计选型 　　摘要：太阳能组件的发电效率与组件的倾角、日照强度、日照时间有直接的关系。在同一地区，日照强度和日照时间相对固定，而太阳光入射组件的角度在不断变化，因此设计一种可调节组件倾角的光伏支架是提高发电量的有效手段。本文对这种可调倾角光伏支架的结构、材料、负荷进行分析，从而达到优化设计的目的。 　　关键词：光伏发电；光伏阵列；支架设计 　　1 前言 　　目前，世界能源格局正在发生变化，环境问题日益严重，发展和利用清洁可再生能源的呼声越来越高，各国也出台了很多鼓励发展清洁可再生能源的政策措施。太阳能光伏发电作为一种清洁可再生能源，它分布广泛、资源丰富，具有极大的开发利用价值。尤其最近几年，太阳能光伏发电产业发展迅速，光伏发电厂建设进程加快，需要发展新技术来合理布局安装光伏发电设备，提高年发电量。 　　在现有的设计方案中，光伏阵列一般采用固定式支架安装，光伏组件正对南方；也有少量阵列采用跟踪支架安装，光伏组件随着太阳的运动进行方位角和倾角的调整，正对着太阳。其中固定式支架选取最佳倾角，获取年平均最大太阳辐射量；跟踪支架使组件正对着太阳，可以获取最大太阳辐射量。跟踪支架的初始成本和维护成本比较高，不符合经济原理，而光伏阵列可调节倾角支架只在略微增加成本的基础上可以较大提高太阳辐射量。 　　2 光伏组件支架设计 　　2.1 支架需要实现的功能 　　本光伏阵列可调倾角支架用于陕西靖边，根据当地理地纬度设计三种角度，20°、35°、50°，分别应用于不同的季节。20°适用于夏季；35°适用于春、秋季；50°适用于冬季。 　　2.2 支架材料与安装 　　该可调倾角支架采用高碳钢，表面经过热镀锌处理。成本低，强度高，耐腐蚀性强。本系统主要包括：1.立柱；2.定位孔；3斜支撑；4.梁及檩条。支架倾角调节简单可靠，把组件调节到需要的工作角度后紧固定位孔螺栓即可。 　　图一 光伏支架结构图 　　3 光伏组件支架强度设计 　　项目所在地地区气象条件为：基本风压为0.36kN/?O，基本雪压为0.25kN/?O，结构设计年限为25年。 　　3.1基本参数 　　立柱：结构用冷弯空心型型钢J100x50x5.0x1200 　　Q235结构钢：容许拉应力；抗剪强度设计值 　　电池组件：1650x992，单块重量为20kg 　　倾角：20°、35°、50° 　　设计年限：25年 　　3.2 载荷 　　3.3 立柱强度校核 　　由于斜支撑在支架倾角调节过程中使用不方便。想去掉斜支撑，保持结构稳定。立柱受力情况如图二所示。 　　N为轴向受力；N1为立柱的轴向受力；N2为垂直立柱轴向的受力，表现为是立柱产生弯曲效果。 　　立柱轴心方向上所受的力即为恒载，因此有 　　4. 结语 　　可调倾角支架将全年分成四个时间段，对应于不同的季节采用不同的角度，取得了优于固定支架的发电量。带斜支撑的调节方式比较麻烦，通过计算优化设计，取消了支架斜支撑，使支架调节灵活方便，节约人力物力。具有实际应用的意义。 　　参考文献： 　　[1]杨金浣，固定式光伏方阵最佳倾角分析.太阳能学报：1992，13（1） 　　[2]王长贵、王斯成.太阳能光伏发电适用技术（第二版）.北京化学工业出版社.2009.9 　　[3]邓霞，皱新.光伏阵列可调支架的技术研究.第十一届中国光伏大会暨展览会会议论文集 　　[4]张庆祝、刘志璋.太阳能光伏板的风载载荷[J].能源技术.2009.12 　　作者简介： 　　文刚，（1976-） ，男，汉族，四川射洪人，现为陕西光伏产业有限公司研发部工程师。 3