太陽能支架是太陽能組件的重要組成部分,其起到的主要作用就是支撐和固定太陽能光伏組件的作用,所以太陽能支架的承壓能力和負載能力是一個大的考驗。太陽能支架一般由 碳素鋼,不銹鋼,鑄鐵,鋁合金,等不同金屬組成,其中鑄鐵和碳素鋼的材料來的更為經濟實惠,但是由于這些材料本身含碳量高,長期至于外面風曬雨淋,很容易導致生銹腐蝕,所以其使用壽命也比較短。 假如使用不銹鋼和鋁合金這類的材料作為太陽能支架的主要材料,不光外面光亮,而且能有效的抗腐蝕和生銹,使用壽命也長。
再來講講太陽能支架的生成工藝,太陽能支架是由材料注入磨具一次成型的比較多,也有注入模具后形成半成品,然后再進行二次加工,我們在加工的時候要注意,一定要控制好設備角度和力差,防止加工出來的成品有形變等不良特點。
為使力學計算方便,在SAP2000中對支架結構進行整體有限元分析時,常將支架橫梁建模成簡單的C型鋼形式,這樣計算結果就與真實結果有所出入。為準確計算出橫梁在不同工況下的應力,在SAP2000中對整體結構進行計算后,再在ANSYS中對實際的冷彎內卷C型鋼進行有限元分析,通過分析結果,可判定橫梁結構是否安全。 取一根4720mm橫梁進行有限元分析。光伏支架在某地使用時,受到了自重、風荷載、雪荷載、溫度荷載、等作用,將這些荷載進行組合,將不利組合時的荷載換算成面荷載,施加在橫梁上。得出了兩種橫梁在相同外荷載作用下的強度、剛度結果,冷彎內卷C型鋼強度結果。由計算結果可知,在荷載、約束等外部條件相同的情況下,冷彎內卷C型鋼的承載能力更好。簡化的C型鋼大應力為179MPa,大應變為6.83mm;冷彎內卷C型鋼的大應力為153Mpa,大應變為6.2mm。強度都小于Q235鋼的許用應力235/1.2=196MPa,剛度也滿足規范要求。
太陽能光伏支架材料、安裝方式的選擇,需要較嚴格的計算才能確定。另外,受安裝地點的質地、氣候、環境等因素影響,耐候性也是選擇的依據之一。如質地松軟的安裝地點可以采用地錨的方式固定,若歷史大風速或大雪量都在一定范圍內,則可以適當選擇既能滿足要求,成本又較低的材料。計算項目如上述第二章所述,需要計算風載、雪載等。另外,還需考慮維修及材料回收等因素。目前,太陽能光伏支架的材料主要有鋁合金(Al6005-T5 表面陽極氧化)、不銹鋼(304)、 鍍鋅鋼件(Q235 熱鍍鋅)等,其中以不銹鋼材料成本高,耐候性好,可回收利用價值高