基于有限元的光伏支架风荷载的确定及强度分析

摘要

我国《光伏发电站设计规范》针对太阳能光伏支架的风荷载计算,规定体型系数为1.3,未考虑光伏组件倾角和风向角的影响,且大于美国、欧洲和日本的规范.以沈阳地区为例,提出确定光伏组件的最佳倾角的方法,利用有限元ANSYS软件,基于CFD方法,计算出最佳倾角下不同风向角的风荷载,据此开展流固耦合条件下光伏组件支架的强度分析.结果表明:对于0°和180°风向角,按规范计算,支架应力和位移都比按CFD方法的风荷载计算的数值大;对于45°和135°风向角,按CFD方法的风荷载计算的应力和位移相差较大,其中45°风向角的结果较小,而135°风向角算出的应力和位移较大,甚至超出了按规范计算的结果.由此提出精确地分析光伏支架的风荷载及强度的方法.