论文:柔性太阳能光伏支架耐久性研究进展

常景电力

随着光伏发电项目的大规模建设,为适应山地、水面等各 种复杂地形状况,浙江国利英核能源有限公司、羲和太阳能电 力有限公司都推出各自的柔性光伏支架,如图 1 所示。光伏组 件固定于拉索…

随着光伏发电项目的大规模建设,为适应山地、水面等各 种复杂地形状况,浙江国利英核能源有限公司、羲和太阳能电 力有限公司都推出各自的柔性光伏支架,如图 1 所示。光伏组 件固定于拉索之上,主索选用钢绞线等材料,具有强度高、弹 性模量大、松弛率低的特点,两端与钢框架连接,在主索上间 隔设置次索,将其固定于地面,以抵抗水平风振。

1 柔性光伏支架的优势

柔性光伏支架在山地、荒坡、水池、鱼塘以及林地等复杂 地形条件下具更强的环境适应性。相对于固定式光伏支架,采 用柔性支架有显著的优势:1加大环境空间的利用率,成功解 决大跨度、抗风能力弱等传统光伏支架系统存在的问题;2与传统钢架结构相比,柔性光伏支架用钢材量少、承重小、造价 低;3场地基础要求小,预装性强,大大缩短了整体施工周期 等。长远来看,随着大型荒漠电站建设指标的减少,在国家大 力推广渔光互补、农光互补、山地以及分布式光伏的背景下, 柔性光伏支架具有广阔的应用前景。

2 柔性光伏支架的应用环境及缺点

拉索承重结构多应用于江河、峡谷、山川、沙漠、海湾等 环境恶劣的区域,它们长期暴露在潮湿、酸雨、太阳辐射氧或 盐雾含量较高的环境中,这使钢绞结构在严酷环境中的耐久性 研究显得尤为重要,加之以长期的连续荷载与振动作用,加快 了钢绞线的腐蚀,拉索截面不断减小,承载性能降低,进而影 响了其承重结构的使用寿命和安全性能。

一般在大气环境中,空气中的水分、氧气与钢绞线中的金 属元素 Fe 会在钢绞线表面发生原电池电化学反应(金属元素Fe 失去电子发生氧化反应,生成 Fe2+,与电化学反应生成的OH-离子结合生成 Fe(OH)2,氧气充分时继续氧化为 Fe(OH)3, 受热分解为 Fe2O3;氧气不充分时,氧化为体积膨胀较大的Fe3O4),钢绞线内钢丝锈蚀后,截面面积减少,承载能力降低。

近海环境的大气中往往含有大量的氯离子,容易在钢绞线 表面发生不损耗氯离子含量的电化学反应,导致钢绞线锈蚀。 此外,在酸雨环境条件下,氢离子 H+直接与金属发生化学反应, 生成 Fe2+,进而生成铁锈,降低了材料有效承载面积。

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柔性太阳能支架耐久性研究进展

 

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