留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

光伏阵列风荷载干扰效应风洞试验研究

马文勇 马成成 王彩玉 韩晓乐 高飞

马文勇,马成成,王彩玉,等. 光伏阵列风荷载干扰效应风洞试验研究[J]. 实验流体力学,2021,35(4):19-25 doi: 10.11729/syltlx20200127
引用本文: 马文勇,马成成,王彩玉,等. 光伏阵列风荷载干扰效应风洞试验研究[J]. 实验流体力学,2021,35(4):19-25 doi: 10.11729/syltlx20200127
MA W Y,MA C C,WANG C Y,et al. Wind tunnel experimental study on the wind load interference effect of solar panel arrays[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021,35(4):19-25. doi: 10.11729/syltlx20200127
Citation: MA W Y,MA C C,WANG C Y,et al. Wind tunnel experimental study on the wind load interference effect of solar panel arrays[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021,35(4):19-25. doi: 10.11729/syltlx20200127

光伏阵列风荷载干扰效应风洞试验研究

doi: 10.11729/syltlx20200127
基金项目: 河北省自然科学基金(E2021210053)
详细信息
    作者简介:

    马文勇:(1981-),陕西蒲城人,教授,博士生导师。研究方向:结构荷载及风致振动,风洞试验方法,细长结构风致振动与控制。通信地址:河北省石家庄市北二环东路17号石家庄铁道大学土木工程学院(050043)。E-mail:ma@stdu.edu.cn

    通讯作者:

    E-mail:ma@stdu.edu.cn

  • 中图分类号: TU312+.1

Wind tunnel experimental study on the wind load interference effect of solar panel arrays

  • 摘要: 风荷载是光伏板设计的主要荷载,对于大面积光伏阵列,其风致干扰效应明显,风荷载取值需要进一步研究明确。本文采用刚性模型测压风洞试验研究了光伏板体型系数干扰效应。通过改变倾角、风向角和光伏板的组数,研究了阵列中干扰效应对光伏板风荷载取值的影响。结果表明:当光伏板面迎风或者背风时,出现最大正压或负压;上游光伏板对下游光伏板存在明显的遮挡效应,倾角越大,遮挡效应越显著;上游光伏板三排以后,下游光伏板的风荷载趋于稳定。基于上述干扰效应给出了光伏阵列体型系数的取值建议并与规范取值进行了对比,为光伏阵列的抗风设计提供参考。
  • 图  1  试验模型及参数定义

    Figure  1.  Test model and parameter definition

    图  2  风洞试验照片

    Figure  2.  Photos in wind tunnel test

    图  3  平均风速剖面和湍流度剖面

    Figure  3.  Mean wind speed profile and turbulence intensity profile

    图  4  体型系数随风向角变化情况

    Figure  4.  Variation of pressure coefficient to wind angle

    图  5  光伏板体型系数分布

    Figure  5.  Distribution of solar panels pressure coefficient

    图  6  不同位置光伏板的体型系数

    Figure  6.  Pressure coefficients of solar panels at different positions

    图  7  折减系数随着光伏板位置的变化

    Figure  7.  The reduction coefficient changes with the position of the solar panels

    图  8  光伏板体型系数分布

    Figure  8.  Distribution of solar panels pressure coefficient

    表  1  光伏板体型系数试验值与规范值对比

    Table  1.   Comparison between the test value and the standard value of the solar panel pressure coefficient

    体型系数 试验值 光伏支架结构
    设计规程
    β=10° μs1 0.35 0.80
    μs2 –0.90 –0.95
    β=30° μs1 1.10 1.00
    μs2 –1.35 –1.30
    体型系数 ASCE 7-10 AS/NZS 1170
    β=10° μs1 1.67 0.67
    μs2 0.40 0.27
    μs3 –1.57 –0.77
    μs4 0.00 –0.53
    β=30° μs1 2.60 1.60
    μs2 1.00 0.80
    μs3 –2.50 –2.20
    μs4 –0.50 –1.10
    下载: 导出CSV
  • [1] 光伏支架结构设计规程: NB/T 10115-2018[S]. 北京: 中国计划出版社, 2018.

    Code for design of photovoltaic modules support structures: NB/T 10115-2018[S]. Beijing: China Planning Press, 2018.
    [2] 张庆祝,刘志璋,齐晓慧,等. 太阳能光伏板风载的载荷分析[J]. 能源技术,2010,31(2):93-95.

    ZHANG Q Z,LIU Z Z,QI X H,et al. Solar photovoltaic panels wind load testing and analysis[J]. Energy Technology,2010,31(2):93-95.
    [3] 何惧,朱锐,王建勃. 光伏电池板风荷载数值模拟计算[J]. 太阳能,2013(16):56-58. doi: 10.3969/j.issn.1003-0417.2013.16.018

    HE J,ZHU R,WANG J B. Numerical simulation of wind load of photovoltaic panels[J]. Solar Energy,2013(16):56-58. doi: 10.3969/j.issn.1003-0417.2013.16.018
    [4] AGARWAL A,IRTAZA H,ZAMEEL A. Numerical study of lift and drag coefficients on a ground-mounted photo-voltaic solar panel[J]. Materials Today: Proceedings,2017,4(9):9822-9827. doi: 10.1016/j.matpr.2017.06.274
    [5] SHADEMAN M,BALACHANDAR R,BARRON R M. Detached eddy simulation of flow past an isolated inclined solar panel[J]. Journal of Fluids and Structures,2014,50:217-230. doi: 10.1016/j.jfluidstructs.2014.06.024
    [6] 马文勇,孙高健,刘小兵,等. 太阳能光伏板风荷载分布模型试验研究[J]. 振动与冲击,2017,36(7):8-13. doi: 10.13465/j.cnki.Jvs.2017.07.002

    MA W Y,SUN G J,LIU X B,et al. Tests for wind load distribution model of solar panels[J]. Journal of Vibration and Shock,2017,36(7):8-13. doi: 10.13465/j.cnki.Jvs.2017.07.002
    [7] 马文勇,柴晓兵,刘庆宽,等. 底部阻塞对太阳能光伏板风荷载的影响研究[J]. 建筑结构,2019,49(2):129-134.

    MA W Y,CHAI X B,LIU Q K,et al. Study on effect of bottom flow obstruction on wind load of solar photovoltaic panels[J]. Building Structure,2019,49(2):129-134.
    [8] 李寿科,李寿英,陈政清. 太阳电池板风荷载试验研究[J]. 太阳能学报,2015,36(8):1884-1889. doi: 10.3969/j.issn.0254-0096.2015.08.015

    LI S K,LI S Y,CHEN Z Q. Experimental investigation of wind loading of solar panels[J]. Acta Energiae Solaris Sinica,2015,36(8):1884-1889. doi: 10.3969/j.issn.0254-0096.2015.08.015
    [9] JUBAYER C M,HANGAN H. Numerical simulation of wind effects on a stand-alone ground mounted photovoltaic (PV) system[J]. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics,2014,134:56-64. doi: 10.1016/j.jweia.2014.08.008
    [10] 高亮,窦珍珍,白桦,等. 光伏组件风荷载影响因素分析[J]. 太阳能学报,2016,37(8):1931-1937. doi: 10.3969/j.issn.0254-0096.2016.08.005

    GAO L,DOU Z Z,BAI H,et al. Analysis of influence factors for wind lode of pv module[J]. Acta Energiae Solaris Sinica,2016,37(8):1931-1937. doi: 10.3969/j.issn.0254-0096.2016.08.005
    [11] 江继波,章正暘,陆元明,等. 考虑弯矩的光伏阵列风荷载数值分析[J]. 可再生能源,2019,37(1):46-52. doi: 10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2019.01.008

    JIANG J B,ZHANG Z Y,LU Y M,et al. Numerical analysis of wind loads about photovoltaic arrays considering bending moment[J]. Renewable Energy Resources,2019,37(1):46-52. doi: 10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2019.01.008
    [12] JUBAYER C M,HANGAN H. A numerical approach to the investigation of wind loading on an array of ground mounted solar photovoltaic (PV) panels[J]. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics,2016,153:60-70. doi: 10.1016/j.jweia.2016.03.009
    [13] WARSIDO W P,BITSUAMLAK G T,BARATA J,et al. Influence of spacing parameters on the wind loading of solar array[J]. Journal of Fluids and Structures,2014,48:295-315. doi: 10.1016/j.jfluidstructs.2014.03.005
    [14] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 中华人民共和国国家标准: 建筑结构荷载规范 GB 50009—2012[S]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2012.

    Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People's Republic of China. National Standard (Mandatory) of the People's Republic of China: Load code for the design of building structures. GB 50009—2012[S]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2012.
    [15] 韩晓乐. 太阳能光伏阵列风荷载取值研究[D]. 石家庄: 石家庄铁道大学, 2016.

    HAN X L. Study on wind load of solar photovoltaic array[D]. Shijiazhuang: Shijiazhuang Tiedao University, 2016.
    [16] Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures: ASCE Standard ASCE/SEI 7-10[S]. Virginia: American Society of Civil Engineers, 2010.
    [17] Structural Design Actions: Australian/New Zealand Standard AS/NZS 1170[S]. Wellington: Standards Australia International Ltd, 2002.
  • 加载中
图(8) / 表(1)
计量
  • 文章访问数:  636
  • HTML全文浏览量:  304
  • PDF下载量:  66
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-10-17
  • 修回日期:  2020-12-21
  • 网络出版日期:  2021-08-26
  • 刊出日期:  2021-08-25

目录

    /

    返回文章
    返回

    重要公告

    www.syltlx.com是《实验流体力学》期刊唯一官方网站,其他皆为仿冒。请注意识别。

    《实验流体力学》期刊不收取任何费用。如有组织或个人以我刊名义向作者、读者收取费用,皆为假冒。

    相关真实信息均印刷于《实验流体力学》纸刊。如有任何疑问,请先行致电编辑部咨询并确认,以避免损失。编辑部电话0816-2463376,2463374,2463373。

    请广大读者、作者相互转告,广为宣传!

    感谢大家对《实验流体力学》的支持与厚爱,欢迎继续关注我刊!


    《实验流体力学》编辑部

    2021年8月13日