摘要:无基础的光伏板支架可以节约成本和工期,无地基光伏板支架倾翻力矩的计算需要较为精确的风载数值,而传统的经验数值是否准确设计需要也有待验证。采用Labview编程,使用拉压传感器对光伏板的拉压力进行测试,所得结果再与经验数值对比分析,验证经验数值,为光伏板支架强度设计和光伏板倾翻力矩的计算提供依据。

　　关键词:Labview;风载;测试;分析

　　荒漠地区和沙漠地区的太阳能资源相对比较丰富非常适合建设太阳能光伏电站,但是荒漠的风沙也比较大,当风速很大时无基础的光伏板支架有可能倾覆,因此光伏电池板的力学计算非常重要。本文将结合一个光伏电池板介绍它的风载性能测定方法,并对测定结果进行分析。

　　1.1  测试设备

　　测定对象为京瓷KC130GH??2p太阳能电池板,尺寸为:1425mm×625mm×36mm。光伏板支架固定在地面的地角螺栓上,支架中间有两个法兰连接,以便光伏板旋转,可以测得各个方向的风载,如图1。光伏板上安装了4个北京航宇华科测控技术有限公司HK-812型拉压力传感器,传感器的精度±0.1%F.S;线性范围为±0.03%F.S;工作温度为-20~+60℃。

　　本实验所用的风洞是吹气式B1/K2开路低速卧式风洞,风洞水平布置。风洞结构全长24.6m,洞体部分长20.8m,中心线高1.7m。风扇下游依次为稳定段、收缩段、闭口段和扩压段,扩压段出口形成稳定射流,构成开口实验段,实验在开口实验段进行。闭口实验段直径1m,风速60m/s;开口实验段直径2m,风速15m/s;闭口实验段湍流度ζ≤5%;驱动电机功率55kW。风洞的风速由变频控制,与频率相对应;例如变频机为10Hz时,风速为3.28m/s,14Hz时风速为4.51m/s。启动时由较小的频率开始,即启动风速较小,频率的调节从小到大逐步缓慢的进行,这是因为如果风洞的风速变化太大,不易稳定。变频器调到新的频率后过几分钟再测量风速,因为频率改变后电机转速变化较大,转速需要经过一段时间才能稳定。

　　1.2  测试方法

　　光伏板的安装倾角根据内蒙古呼和浩特市的经纬度取41°。为了测定光伏板的受力大小及光伏板上的受力情况,选择在光伏板的四个角处各安装一个拉压力传感器,9s00410与9s00409是位于垂直方向上的低端,9s00408与9s00407是位于垂直方向上的高端。拉压传感器受力时拉力为正,压力为负,由于光伏板等本身重力的影响,所以安装后无风测得数据均为负值,需进行归零处理。首先连接传感器与数据采集卡,启动测试软件,在无风时测出自重下拉压力传感器的数值,然后再程序中减去自重时的数值,再启动风洞,变频器的频率从10Hz时开始,每次增加4Hz,一直测到40Hz。测试完一个方向后调转图1中的法兰,旋转180°后重新对拉压力的自重数值进行调零处理,再从10Hz时的风速开始测量一直测到40Hz,记录下测试的数值。