單個屋面光伏組件風載體型系數(shù)風洞試驗研究.pdf

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1、安徽建筑2015年第6期【總206期)DOI：10．163304．cnki．1007-7359．2015．04．079單個屋面光伏組件風載體型系數(shù)風洞試驗研究ResearchonWindTunnelTestofShapeCoefficientofWindLoadforPhotovoltaicModulewithSingleRoof龔敏，歐添雁(中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司，湖北武漢430071)—■—■■一I-_一摘要：為了研究屋面光伏組件的風荷栽，以單個屋面光伏組件為研■———■一究對象，采用剛

2、性模型表面測壓風洞試驗方法測試了在有無女兒墻情況下，不同傾角的屋面光伏組件在不同風向角情況下的風栽體型系數(shù)。研究結果表明：作用于光伏板上的風壓分布具有漸變性，即光伏方陣上端與下端的風壓大小不一致，上端與下端之間的風壓大體上均勻過度。在試驗傾角范圍內，隨著光伏板傾角的增大。作用在光伏板面板上的風荷載大致呈上升趨勢。女兒墻可有效減小光伏組件的風荷載。研究結果可為光伏發(fā)電板的抗風設計提供參考依據(jù)。關鍵詞：光伏組件；風載體型系數(shù)；風洞試驗；風荷載中圖分類號：TK51文獻標識碼：A文章編號：1oo7—7359(2Ol5)

3、06—0183—031概述太陽能作為一種優(yōu)質的可再生能源，越來越受到人們的重／(m，s)視。與之相應，我國太陽能技術亦獲得了高度重視與迅猛發(fā)展。圖1平均風速和紊流度剖面檢光伏組件作為一種有效利用太陽能的新型技術，得到了廣泛的測應用。為了合理利用屋頂，大量光伏組件安裝于建筑屋頂上。對●試于安裝在屋頂?shù)墓夥l(fā)電組件來說，風荷載是其結構設計的控驗制荷載。因此，提高其抗風能力的研究，歷來受到設計人員的重與視【I_3】。然而，國內外對光伏發(fā)電板結構的抗風問題研究較少，其測風載體型系數(shù)一般是參考建筑結構規(guī)范，然而，屋面光伏

4、組量件的周邊環(huán)境與建筑結構屋面的情況差別太大，利用該規(guī)范計技算得到的光伏組件風荷載勢必與光伏組件的實際風荷載存在術較大差別。為了得到單個光伏組件風載體型系數(shù)，本文以單個屋面光伏組件為研究對象，采用剛性模型表面測壓風洞試驗方法測試了在有無女兒墻情況下，不同傾角的屋面光伏組件在不同風向腸角情況下的風載體型系數(shù)。得到了單個屋面光伏組件風載體型圖2模型處歸一化風速功率譜系數(shù)的變化規(guī)律，為屋面光伏組件的抗風設計提供有用的參考。2風洞實驗簡介本次風洞試驗在武漢大學WD一1號邊界層風洞(3．2m寬×2．1m高X16m長)完成

5、，試驗風場類別為C類風場，其平均風速剖面、紊流度剖面和風速譜分別見圖1、圖2。光伏發(fā)電組件剛性模型縮尺比為1：10，由有機玻璃制成。光伏組件的尺寸為長33cm、寬30em、厚0．8em。通過4根圓柱與一塊模擬(a)無女兒墻(b)有女兒墻屋面的地板相連，通過調節(jié)圓柱的長度來調節(jié)光伏組件的傾圖3模型在風洞中的照片角，本次試驗模擬傾角5。、10。、20o和30。。并通過連接豎向模板矩形底板相連，底板的尺寸為：28emX30cm×1．8em，圓柱模擬女兒墻，對于單一光伏組件，光伏組件傾角為10o情況下，的直徑為0．5e

6、m，與實物在外形上保持幾何相似，縮尺比為1：安設置3種女兒墻高度，分別為0．05m、0．10m和0．15m，同時，根4。光伏發(fā)電板模型上沿高度布置6列測點，正反兩面共64個據(jù)場地情況，考慮光伏組件離女兒墻的距離分別為0．5D、1D、徽測壓點，測壓管路與電子掃描閥相連進行各點的風壓測試，測1．5D三種。有無女兒墻的模型如圖3所示。試采樣頻率為33lHz，采樣時間90s。試驗風向角間隔15o，共建24個風向角。圖4為模型測壓點布置及風向角示意圖。為了測筑作者簡介：龔敏(1984一)，男，湖北荊門人，畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)

7、大學，碩量風洞試驗參考高度處風速，在模型左前方處安裝了澳大利亞士；工程師，國家注冊一級結構工程師。TFI公司生產的眼鏡蛇三維風速探頭與模型測壓同步測量此處囝2015年第6期(總206期)安徽建筑9ot)o君2。t蟊，器，-器。E強)：口(恐)。I暴器，)蠢神，(翳)0’籟o是基，。懈幽‘，o墨，，a匿—■■一c，o0o00q_==-=一=1I—夏——●—一0306o90l201501舯21024o27030o330360圖4模型測壓點布置及風向角示意圖風向角／度。·l圖72O。傾角平均風壓系數(shù)疊加豳0．3。·。

8、0．20．1-0-10．O．0．1．o．2晉—0．3匿輟．0．4垛-05_0·3墨m-0．6-0．8-0．4-．-0．9檢0306090120150180210240270300330360一lJ0測—1．1風向角／度試一1．2圖5soM角平均風壓系數(shù)疊加圈030609012015018021024027030033o36Oo3風向角／度圖830。傾角平均風壓系數(shù)疊加圖量。技0．0術-