一种柔性光伏支架模拟系统及实验方法

    技术2026-01-24  7


    本发明涉及光伏,具体涉及一种柔性光伏支架模拟系统及实验方法。


    背景技术:

    1、随着西北、东北以及东南沿海等强风地区装机容量持续增长,和新型光伏结构发展迅速,每年光伏组件由于风致灾害发生的事故也逐渐增加,造成巨大经济损失,而柔性光伏结构能更好地应对风致灾害中的振动问题。

    2、目前,在柔性光伏支架的设计安装有行业规范,但缺乏针对柔性光伏结构的抗风稳定性和结构稳定性的参数化检测分析,无法对设计出的柔性支架进行安全性的评估鉴定。


    技术实现思路

    1、本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足,提供一种柔性光伏支架模拟系统及实验方法,能针对柔性光伏结构的抗风稳定性和结构稳定性进行参数化检测分析,能对设计出的柔性支架进行安全性的评估鉴定。

    2、为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:

    3、一种柔性光伏支架模拟系统,包括基座,所述基座上设有相对设置的两组支架组件,两组所述支架组件之间连接有多个间隔设置的钢索,多个所述钢索上连接有多个光伏组件,所述基座上还设有多个静风稳定检测组件,各所述静风稳定检测组件包括传动杆、伺服电机和传感系统,所述传动杆的一端与钢索连接,所述传动杆的另一端与伺服电机连接,所述伺服电机与基座连接、并用于驱动传动杆对钢索施加静力荷载,所述传感系统与基座连接、并用于用于检测光伏组件的位移和扭转。

    4、作为上述技术方案的进一步改进:

    5、所述基座上还设有多个气动稳定检测组件,所述气动稳定检测组件包括振动杆、激振器和隐裂检测仪,所述振动杆的一端与光伏组件连接,所述振动杆的另一端与激振器连接,所述激振器与基座连接、并用于驱动振动杆对光伏组件施加激振力,所述隐裂检测仪与基座连接、并用于用于检测光伏组件是否产生隐裂。

    6、各所述气动稳定检测组件还包括门架和垫层,所述门架沿垂直钢索的方向架设于基座上,所述激振器设于门架上,所述垫层铺装于光伏组件上,所述振动杆与垫层连接、并通过作用于垫层对光伏组件传导均布激振力。

    7、所述垫层为气囊。

    8、所述基座上还设有变形检测组件,所述变形检测组件包括水带和视觉位移分析仪,所述水带铺装于钢索上、并能对光伏组件施加荷载,所述水带的进水端与进水管连接,所述水带设有排水孔,所述视觉位移分析仪与基座连接、并用于检测光伏组件是否产生形变。

    9、各所述支架组件包括支撑件、转盘、边梁和滑件,所述支撑件与基座连接,所述转盘铰接于支撑件上、并能沿垂直钢索的方向转动,所述边梁与转盘连接,所述滑件套装于边梁上、并能沿边梁的长度方向滑动,所述钢索通过索锚与滑件连接,所述光伏组件通过索扣与钢索连接,并能通过转盘的转动调节倾角。

    10、所述支撑件包括边柱和基柱,所述边柱和基柱设于基座上,所述转盘与边柱铰接,所述基柱位于边柱远离光伏组件的一侧、并通过边锚与边柱连接。

    11、所述静风稳定检测组件还包括固定平台,所述固定平台设于基座上,所述传动杆和伺服电机与固定平台连接。

    12、多个所述光伏组件沿钢索长度方向均布。

    13、一种柔性光伏支架模拟实验方法,使用所述的柔性光伏支架模拟系统,包括如下步骤:

    14、s1、根据相关设计在试验场地完成对需测试柔性光伏支架的原型模拟;

    15、s2、静风稳定性测试:光伏组件初始安装倾角为α,首先通过伺服电机对钢索施加静力荷载m,然后通过传感系统检测并反馈光伏组件的位移和扭转倾角θ,再继续增大施加的静力荷载m,直至光伏组件的结构破坏或始终稳定,最后得到θ+α-m变化曲线,根据理论分析内容,将真实结构的频率和振幅进行换算得到合适的模拟频率和振幅;

    16、s3、气动稳定性测试:首先通过激振器对光伏组件表面施加激振力荷载,然后使光伏组件两侧的激振器实现同步激振,对光伏组件施加竖向均布荷载p,再使其中一个激振器与另一个激振器具有一个相位差的激振,对光伏组件施加扭转荷载m,最后在模拟风振试验完成后对光伏组件的参数进行采样收集,对通过隐裂检测仪对光伏组件进行隐裂测试和发电功率测试;

    17、s4、变形测试:首先在钢索上安装水带,然后使用视觉位移分析仪对光伏组件的结构初始状态进行记录,再通过进水管将水输送至水带中,然后使用视觉位移分析仪对光伏组件的结构变形状态进行测量分析,最后整理分析得到结构荷载-变形曲线。

    18、与现有技术相比,本发明的优点在于:

    19、通过静风稳定检测组件能进行静风失稳检测,针对柔性光伏结构的抗风稳定性和结构稳定性进行参数化检测分析,从而对设计出的柔性支架进行安全性的评估鉴定。



    技术特征:

    1.一种柔性光伏支架模拟系统,其特征在于,包括基座(1),所述基座(1)上设有相对设置的两组支架组件(2),两组所述支架组件(2)之间连接有多个间隔设置的钢索(21),多个所述钢索(21)上连接有多个光伏组件(100),所述基座(1)上还设有多个静风稳定检测组件(3),各所述静风稳定检测组件(3)包括传动杆(31)、伺服电机(32)和传感系统(33),所述传动杆(31)的一端与钢索(21)连接,所述传动杆(31)的另一端与伺服电机(32)连接,所述伺服电机(32)与基座(1)连接、并用于驱动传动杆(31)对钢索(21)施加静力荷载,所述传感系统(33)与基座(1)连接、并用于用于检测光伏组件(100)的位移和扭转。

    2.根据权利要求1所述的柔性光伏支架模拟系统,其特征在于,所述基座(1)上还设有多个气动稳定检测组件(4),所述气动稳定检测组件(4)包括振动杆(41)、激振器(42)和隐裂检测仪(43),所述振动杆(41)的一端与光伏组件(100)连接,所述振动杆(41)的另一端与激振器(42)连接,所述激振器(42)与基座(1)连接、并用于驱动振动杆(41)对光伏组件(100)施加激振力,所述隐裂检测仪(43)与基座(1)连接、并用于用于检测光伏组件(100)是否产生隐裂。

    3.根据权利要求2所述的柔性光伏支架模拟系统,其特征在于,各所述气动稳定检测组件(4)还包括门架(44)和垫层(45),所述门架(44)沿垂直钢索(21)的方向架设于基座(1)上,所述激振器(42)设于门架(44)上,所述垫层(45)铺装于光伏组件(100)上,所述振动杆(41)与垫层(45)连接、并通过作用于垫层(45)对光伏组件(100)传导均布激振力。

    4.根据权利要求3所述的柔性光伏支架模拟系统,其特征在于,所述垫层(45)为气囊。

    5.根据权利要求2所述的柔性光伏支架模拟系统,其特征在于,所述基座(1)上还设有变形检测组件(5),所述变形检测组件(5)包括水带(51)和视觉位移分析仪(52),所述水带(51)铺装于光伏组件(100)上、并能对光伏组件(100)施加荷载,所述水带(51)的进水端与进水管(53)连接,所述水带(51)设有排水孔(54),所述视觉位移分析仪(52)与基座(1)连接、并用于检测光伏组件(100)是否产生形变。

    6.根据权利要求5所述的柔性光伏支架模拟系统,其特征在于,各所述支架组件(2)包括支撑件(22)、转盘(23)、边梁(24)和滑件(25),所述支撑件(22)与基座(1)连接,所述转盘(23)铰接于支撑件(22)上、并能沿垂直钢索(21)的方向转动,所述边梁(24)与转盘(23)连接,所述滑件(25)套装于边梁(24)上、并能沿边梁(24)的长度方向滑动,所述钢索(21)通过索锚(26)与滑件(25)连接,所述光伏组件(100)通过索扣(27)与钢索(21)连接,并能通过转盘(23)的转动调节倾角。

    7.根据权利要求6所述的柔性光伏支架模拟系统,其特征在于,所述支撑件(22)包括边柱(221)和基柱(222),所述边柱(221)和基柱(222)设于基座(1)上,所述转盘(23)与边柱(221)铰接,所述基柱(222)位于边柱(221)远离光伏组件(100)的一侧、并通过边锚(223)与边柱(221)连接。

    8.根据权利要求7所述的柔性光伏支架模拟系统,其特征在于,所述静风稳定检测组件(3)还包括固定平台(34),所述固定平台(34)设于基座(1)上,所述传动杆(31)和伺服电机(32)与固定平台(34)连接。

    9.根据权利要求8所述的柔性光伏支架模拟系统,其特征在于,多个所述光伏组件(100)沿钢索(21)长度方向均布。

    10.一种柔性光伏支架模拟实验方法,其特征在于,使用权利要求5-9中任一所述的柔性光伏支架模拟系统,包括如下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种柔性光伏支架模拟系统,包括基座,基座上设有相对设置的两组支架组件,两组支架组件之间连接有多个间隔设置的钢索,多个钢索上连接有多个光伏组件,基座上还设有多个静风稳定检测组件,各静风稳定检测组件包括传动杆、伺服电机和传感系统,传动杆的一端与钢索连接,传动杆的另一端与伺服电机连接,伺服电机与基座连接、并用于驱动传动杆对钢索施加静力荷载,传感系统与基座连接、并用于用于检测光伏组件的位移和扭转。本发明还公开了一种柔性光伏支架模拟实验方法。本发明通过静风稳定检测组件能进行静风失稳检测,针对柔性光伏结构的抗风稳定性和结构稳定性进行参数化检测分析,从而对设计出的柔性支架进行安全性的评估鉴定。

    技术研发人员:何旭辉,雷智皓,敬海泉
    受保护的技术使用者:中南大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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