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《光伏支架設計受力分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、太陽能電池陣列用支架強度計算在太陽能電池陣列用的支架設計時，為了使其成為能承受各種荷重的支架，要考慮用什么樣的材料，且用多少，再根據(jù)計算確定強度。這里，以安裝結構最簡單的太陽能電池組件（橫置型）上下共5塊的小型支架作為例子，介紹強度計算方法（見圖5.43）序號名稱數(shù)量材質(zhì)工藝備注1太陽能組件52組件安裝用角鋼框架2SS400熱浸鍍鋅L50*50*t63框架1SS400熱浸鍍鋅L50*30*34支撐臂2SS400熱浸鍍鋅L50*30*t65底角鋼4SS400熱浸鍍鋅6框架安裝螺栓4SUS3047支撐臂安裝螺栓2
2、SWRM熱浸鍍鋅M148基礎安裝螺栓4SWRM熱浸鍍鋅M14圖5.43小型太陽能電池陣列用支架1.設計條件（1）設計對象一個搞太陽能電池組件，用位于左右的2個角鋼框（L50*50*t6）和4組M8螺栓，螺母安裝。這里的2個角鋼框，上端連接框架，下端與底角鋼連接，還有上端由2個支撐臂（L50*50*t6）支撐，相對水平有45°角，再用6組M14螺栓，螺母固定。（2）強度計算條件.根據(jù)表5.6，假設為一般地方最大荷重。采用固定荷重G和因暴風雨產(chǎn)生的風壓荷重W的短期復合荷重。.沒有積雪的一般地區(qū)，最大風速設定60m
3、/s。2.強度計算計算因從支架前面吹來（順風）的風壓及從支架后面吹來（逆風）的風壓引起的材料的彎曲強度和彎曲量，支撐臂的壓曲（壓縮）以及拉伸強度，安裝螺栓的強度等，并確認強度。（1）.結構材料角鋼框及支撐臂采用L50*50*t6，因此截面二次力矩IM和截面系數(shù)Z由熱軋成型鋼的截面特性表（JISG3192）得到下面數(shù)值。因為是等邊直角型鋼，取X軸，Y軸向的任何以方向都是同樣的數(shù)值IM=12.6cm4Z=3.55cm3（2）.假想荷重.固定荷重（G）組件質(zhì)量GM=5.5KG*5=27.5KG=269N角鋼框自重G
4、K1=4.43KG/m*2.2m*2=19.5kg=191N框架自重GK2=1.36kg/m*1.0m=1.36kg=13N其他架構材料，防水接線箱，驅(qū)鳥棒等（GK3）=3kg=29N固定荷重G=269+191+13+29=502（N）風壓荷重（W）。假設從陣列前面吹來的風（順風）的風壓荷重為W（N）,從式（5.5）式（5.8）導出W=*(CW*p*V02*S)*a*I*J(5.24)式中CW——風力系數(shù)=1.06（見圖5.40）P——空氣密度=1.27N·S2/m4V0——風速=60m/sS——面積=2.2
5、*1.0=2.2（m2）a——高度補正系數(shù)=（）=0.833(上是角標)I——用途系數(shù)=假設為通常的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，系數(shù)為1J——環(huán)境系數(shù)=假設為像海上那樣沒有障礙物的平坦地，系數(shù)為1.15W=*1.06*1.274*602*2.2*0.833*1*1.15=5123（N）從陣列后面吹來的風（逆風）的風壓荷重為Wˊ(N),風力系數(shù)變更為CW——風力系數(shù)=1.43（見圖5.40）Wˊ=*1.43*1.274*602*2.2*0.833*1*1.15=6911（N）該風壓荷重Wˊ對太陽能電池陣列作為上吹荷重（
6、揚力）起作用。總荷重。順風時的總荷重G+W可由下式表示：G+W=GM+GK1+GK2+GK3+W=269+191+13+29+5123=5625(N)逆風時固定荷重G與重力方向一致，但因為Wˊ作為上吹荷重（揚力）起作用，因此總荷重變?yōu)镚-WˊG-Wˊ=GM+GK1+GK2+GK3-Wˊ=269+191+13+29-6911=-6409（N）（3）懸空橫梁模型角鋼框架如圖5.44所示，認為是受到均布荷重的懸空橫梁（也稱懸臂梁）從A點至C點間均布荷重作用名為使角鋼框架不被破壞地找平衡，在A點，B點上產(chǎn)生對荷重的反
7、作用力和力矩.作用于A點，B點的反作用力，可以分為兩個部分，即A-B間部分兩端的簡支梁和B-C部分的懸臂梁考慮。（4）A-B間的彎曲應力順風時A-B點上發(fā)生的彎曲力矩M，由下式表示：M1=（式中是L2）（5.27）式中W——單位長度的質(zhì)量=（5625*）/1.7=2557（N/M）L——跨距長1.7m則有M1==924（N·M）應力σ1由下式表示σ1=（5.28）因為角鋼框架使用L50*50*t6，所以截面系數(shù)Z=3.55cm2角鋼框左右共有2根，σ1變?yōu)?/2即σ1==13014（N/CM2）由于所使用材料
8、SS400的短期彎曲允許應力為24500N/CM2，則有（13014/24500）<1,所以是安全的。逆風時A-B點發(fā)生的彎曲力矩M2為：M2==1052(N·M)應力σ2為：σ2==14817（N/CM2）（14817/24500）<1,所以是安全的。（5）A-B間的彎曲順風時，角鋼框架的彎曲δ1由下式表示：δ1=（5.29）式中PT——總荷重（G+W）=5626N*=4347(N)E——材料的縱
