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要点2 找准最薄弱点,优化设计,承载力提升27%
当遭受大风等外界压力时,组件的破坏都是从最薄弱点开始的,即连接处的C面。这在两家主流厂家的风洞测试中,得到了同样的验证结果:组件失效均为螺栓固定的孔位剪切破坏。因此,提高最薄弱点的承载力,是提高组件抗载荷能力最有效和最经济的方式。
01. 优化边框设计:
主要做法为增加边框壁厚、增大型腔,采用高强度铝合金材质,确保组件具备超高结构强度。而通过对截面腔体尺寸、组件尺寸和组件形变量的交叉有限元分析得知,优化型材腔体尺寸,扩大了组件尺寸的边界条件,使得大组件依然具备优秀的载荷能力。
02. 增大螺栓垫片
增大螺栓垫片即增大螺栓与组件接触的有效面积,可以有效提高最薄弱连接点处的承载能力。据估算,采用20-24mm大螺栓垫片,有效直径可增加11.2%-15.5%。
在1、2两种方案下,根据连接处抗力计算公式:
简单计算便可得出对应承载力。不难看出,210@670W组件在最薄弱连接处的承载力约为182@540W组件的1.27倍。也就是说,相同风压下,670W至尊组件连接点虽受力增加20%,但优化设计后的连接处承载力却提升27%,可靠性得到进一步增强!
再以青海省作为项目实例说明,取全省最大基本风压0.5kN/m2为计算值,参考规范GB5009-2012《荷载规范》、GB 50429-2007 《铝合金结构设计规范》、NB/T10115-2018《光伏支架结构设计规程》可知,全省范围内节点处作用力远小于组件连接处承载力,三款参考组件都处于安全状态。(下表绿色数字部分)
假设风力等级继续提高、风压加大,可从表格中看到,670W至尊组件最大承载力4.292kN,足以承受堪比18级大风的节点受力。这与风洞实验室环境下,至尊670W组件通过17级超强大风的极限风速考验得结果基本一致,其机械可靠性得到实验室与项目应用两种环境下的双重验证!
(备注:节点受力值根据,计算而来,其中风振系数、体型系数、高度系数、分项系数、组合系数几种工况下数值相同,故未列出。)
要点3 极端环境,采用螺栓+压块安装方式
光伏应用的全球化及场景多元化对组件性能提出了更高需求,比起组件设计,安装方式对可靠性的保障同样至关重要。针对高纬度地区特别是恶劣的大风大雪地区,可采用螺栓+压块的连接方式,确保双重保护。
近十多年来,硅片尺寸从125mm发展到210mm,组件功率从不到300W提高到670W,光伏发电度电成本顺势下降了87%,全行业在为光伏发电加速替代煤炭、原油等化石能源,成为真正能够走入寻常百姓家的清洁能源的道路上,不断努力探索着、进步着。
树木在森林中相依偎而生长,星辰在银河中因辉映而璀璨。天合光能将始终秉承开放创新的企业态度,一如既往致力于探索研发更好的产品,致力于生态联合、优势互补、携手共进,提出问题更解决问题,共推行业发展!
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