光伏支架载荷计算.docx
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光伏支架载荷计算
支架强度计算
支架是安装从下端到上端高度为4m以下的太阳能电池阵列时使用计算因从支架前面吹来（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，安装螺栓的强度等，并确认强度。
（1）结构材料
选取支架材料，确定截面二次力矩Im和截面系数Z。
负压：
5）=1）-2）+3）+4）
载荷的条件和组合
载荷条件
一般地方
多雪区域
长期
平时
G
G+0.7S
短期
积雪时
G+S
G+S
暴风时
G+W
G+0.35S+W
地震时
G+K
G+0.35S+K
（3）悬空横梁模型
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（7）
（8）
（9）
（10）
基础稳定性计算
1、风压载荷的计算
2、作用于基础的反作用力的计算
3、基础稳定性计算
当受到强风时，对于构造物基础要考虑以下问题：
1受横向风的影响，基础滑动或者跌倒
2地基下沉（垂直力超过垂直支撑力）
3基础本身被破坏
4吹进电池板背面的风使构造物浮起
5吹过电池板下侧的风产生旋涡，弓I起气压变化，使电池板向地面吸引
对于③〜⑤须采用流体解析等方法才能详细研究。
研究风向只考虑危险侧的逆风状态
以下所示为各种稳定条件：
a.对滑动的稳定
平时：
安全率Fs》1.5;地震及暴风时：
安全率Fs》1.2
b.对跌倒的稳定
平时：
合力作用位置在底盘的中央1/3以内时
地震及暴风时：
合力作用位置在底盘的中央2/3以内时
c.对垂直支撑力的稳定
平时：
安全率Fs>3;地震及暴风时：
安全率Fs>2
附件1:
△风荷载计算△
（1）设计时的风压载荷
W=CwxqXAw（作用于阵列的风压载荷公式）
式中W——风压荷重
Cw――风力系数
q设计用速度压（N/m2）
Aw受风面积（m2）
（2）设计时的速度压
q=q0XaXXJ
式中q设计时的速度压（N/m2）
qo——基准速度压（N/m2）
a――高度补偿系数
I――用途系数
J――环境系数
1）基准速度压。
设定基准高度10m，由下式算出：
qo=1/2x^Xo2
式中qo――基准速度压（N/m2）
（T――空气密度风速（Ns2/m4）
Vo设计用基准（m/s）
2）高度补正系数。
随地面以上的高度不同，速度压也不同，因此要进行高度补正。
高度补正系数由下式算出：
a=（h/ho）1/n
式中a——高度补正系数；
h――阵列的地面以上高度
ho——基准地面以上高度10米
n表示因高度递增变化的程度，5为标准
3）用途系数。
通常1.0
用途系数
建设地点的周围地形等状况
1.15
①极重要的太阳能光伏发电系统
1.0
②普通的太阳能光伏发电系统
0.85
③短时间或者①以外的系统，且太阳能电池阵列在地面以上高度为2m以下场合
4）环境系数。
通常1.0
环境系数
建设地点的周围地形等状况
1.15
如海面一样基本没有障碍物的平坦地域
0.90
树木、低层房屋（楼房）分布平坦的地域
0.70
树木、低层房屋密集的地域，或者中层建筑（4-9层）物分布的地域
（3）风力系数
1）组件面的风力系数。
若是如下图所示的安装形态的场合，采用下图数据即可。
备注
支架为数个的场合，周围端部的风力系数取左边值，中央部的风力系数取左边值的1/2最好。
在左边没有标注的角度由下式求得：
（正压）0.65+0.009①；
（负压）0.71+0,016①
2）支撑物构成材料的风力系数
附件2:
△积雪荷载计算厶
设计时的积雪载荷：
S二CsXPXZsXAs
式中S积雪荷重
Cs――坡度系数
P――雪的平均单位质量（相当于积雪1cm的质量，N/m）一般的地方19.6N以上，多雪区域为29.4N以上。
Zs——地上垂直最深积雪量（cm）
As――积雪面积
（1）坡度系数
坡度
v30°
>30°-40°
40°-50°
50°-60°
>60°
坡度系数Cs
1.0
0.75
0.5
0.25
0
5.10），多雪区域由式:
（5.10）
（5.11）
附件3:
△地震荷载计算厶
设计用地震载荷的计算，一般的地方由式（
（5.11）计算。
K=CiXG
K=Cix（G+0.35S）
式中K——地震载荷（N）;
Ci——地震层抗剪系数；
G――地震载荷（N）;
S积雪载荷（N）。
地震层抗剪系数由下式计算:
Ci=ZXRtXAixCo
式中Z——地震地域系数
Rt——振动特性系数
Ai——层抗剪分布系数
Co――标准抗剪系数（0.2）以上
（2）假象载荷
1）固定荷重（G）
组件质量（包括边框）Gm+框架自重Gki+其他Gk2
固定载荷G=Gm+Gki+Gk2
2）风压荷重（W）
（加在组件上的风压力（Wm）和加在支撑物上的风压力（Wk）的总和）
W=1/2x（Cwx^Mo2xS）xaxixj
3）积雪载荷（S）。
与组件面垂直的积雪荷重。
4）地震载荷（K）。
加在支撑物上的水平地震力
5）总荷重（W）正压：
5）=1）+2）+3）+4）
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