单个屋面光伏组件风载体型系数风洞试验研究.pdf

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1、安徽建筑2015年第6期【总206期)DOI：10．163304．cnki．1007-7359．2015．04．079单个屋面光伏组件风载体型系数风洞试验研究ResearchonWindTunnelTestofShapeCoefficientofWindLoadforPhotovoltaicModulewithSingleRoof龚敏，欧添雁(中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，湖北武汉430071)—■—■■一I-_一摘要：为了研究屋面光伏组件的风荷栽，以单个屋面光伏组件为研■———■一究对象，采用刚

2、性模型表面测压风洞试验方法测试了在有无女儿墙情况下，不同倾角的屋面光伏组件在不同风向角情况下的风栽体型系数。研究结果表明：作用于光伏板上的风压分布具有渐变性，即光伏方阵上端与下端的风压大小不一致，上端与下端之间的风压大体上均匀过度。在试验倾角范围内，随着光伏板倾角的增大。作用在光伏板面板上的风荷载大致呈上升趋势。女儿墙可有效减小光伏组件的风荷载。研究结果可为光伏发电板的抗风设计提供参考依据。关键词：光伏组件；风载体型系数；风洞试验；风荷载中图分类号：TK51文献标识码：A文章编号：1oo7—7359(2Ol5)

3、06—0183—031概述太阳能作为一种优质的可再生能源，越来越受到人们的重／(m，s)视。与之相应，我国太阳能技术亦获得了高度重视与迅猛发展。图1平均风速和紊流度剖面检光伏组件作为一种有效利用太阳能的新型技术，得到了广泛的测应用。为了合理利用屋顶，大量光伏组件安装于建筑屋顶上。对●试于安装在屋顶的光伏发电组件来说，风荷载是其结构设计的控验制荷载。因此，提高其抗风能力的研究，历来受到设计人员的重与视【I_3】。然而，国内外对光伏发电板结构的抗风问题研究较少，其测风载体型系数一般是参考建筑结构规范，然而，屋面光伏

4、组量件的周边环境与建筑结构屋面的情况差别太大，利用该规范计技算得到的光伏组件风荷载势必与光伏组件的实际风荷载存在术较大差别。为了得到单个光伏组件风载体型系数，本文以单个屋面光伏组件为研究对象，采用刚性模型表面测压风洞试验方法测试了在有无女儿墙情况下，不同倾角的屋面光伏组件在不同风向肠角情况下的风载体型系数。得到了单个屋面光伏组件风载体型图2模型处归一化风速功率谱系数的变化规律，为屋面光伏组件的抗风设计提供有用的参考。2风洞实验简介本次风洞试验在武汉大学WD一1号边界层风洞(3．2m宽×2．1m高X16m长)完成

5、，试验风场类别为C类风场，其平均风速剖面、紊流度剖面和风速谱分别见图1、图2。光伏发电组件刚性模型缩尺比为1：10，由有机玻璃制成。光伏组件的尺寸为长33cm、宽30em、厚0．8em。通过4根圆柱与一块模拟(a)无女儿墙(b)有女儿墙屋面的地板相连，通过调节圆柱的长度来调节光伏组件的倾图3模型在风洞中的照片角，本次试验模拟倾角5。、10。、20o和30。。并通过连接竖向模板矩形底板相连，底板的尺寸为：28emX30cm×1．8em，圆柱模拟女儿墙，对于单一光伏组件，光伏组件倾角为10o情况下，的直径为0．5e

6、m，与实物在外形上保持几何相似，缩尺比为1：安设置3种女儿墙高度，分别为0．05m、0．10m和0．15m，同时，根4。光伏发电板模型上沿高度布置6列测点，正反两面共64个据场地情况，考虑光伏组件离女儿墙的距离分别为0．5D、1D、徽测压点，测压管路与电子扫描阀相连进行各点的风压测试，测1．5D三种。有无女儿墙的模型如图3所示。试采样频率为33lHz，采样时间90s。试验风向角间隔15o，共建24个风向角。图4为模型测压点布置及风向角示意图。为了测筑作者简介：龚敏(1984一)，男，湖北荆门人，毕业于哈尔滨工业

7、大学，硕量风洞试验参考高度处风速，在模型左前方处安装了澳大利亚士；工程师，国家注册一级结构工程师。TFI公司生产的眼镜蛇三维风速探头与模型测压同步测量此处囝2015年第6期(总206期)安徽建筑9ot)o君2。t蟊，器，-器。E强)：口(恐)。I暴器，)蠢神，(翳)0’籁o是基，。懈幽‘，o墨，，a匿—■■一c，o0o00q_==-=一=1I—夏——●—一0306o90l201501舯21024o27030o330360图4模型测压点布置及风向角示意图风向角／度。·l图72O。倾角平均风压系数叠加豳0．3。·。

8、0．20．1-0-10．O．0．1．o．2晋—0．3匿辍．0．4垛-05_0·3墨m-0．6-0．8-0．4-．-0．9检0306090120150180210240270300330360一lJ0测—1．1风向角／度试一1．2图5soM角平均风压系数叠加圈030609012015018021024027030033o36Oo3风向角／度图830。倾角平均风压系数叠加图量。技0．0术-