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太阳能光伏支架行业发展迎全新里程碑,全球光伏企业第一个风洞实验室落成

纵观今日世界,“双碳目标”下,低碳经济、绿色经济已成为全球未来发展的大趋势和大潮流,中国乃至全球光伏产业正迎来前所未有的发展机遇。与此同时,182、210高功率组件已渐成行业主流,与之相匹配的跟踪系统…

纵观今日世界,“双碳目标”下,低碳经济、绿色经济已成为全球未来发展的大趋势和大潮流,中国乃至全球光伏产业正迎来前所未有的发展机遇。与此同时,182、210高功率组件已渐成行业主流,与之相匹配的跟踪系统也由于可大幅降低项目整体LCOE,产品应用率得到了大幅提升。

但在这背后,高功率组件的适配也对跟踪系统提出了更加严苛的要求。所以,对于跟踪系统而言,面对组件功率及其尺寸的变化,只有采取更加严格的风洞实验保证系统稳定性,才能够真正与高功率组件实现“1+1>2”的效应。

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9月6日,世界领先的太阳能光伏支架厂商中信博正式宣布了属于公司自己的风洞实验室圆满落成,由此中信博成为全球首家拥有风洞实验室的光伏企业。而此次风洞实验室的落成,毫无疑问也再次夯实了中信博在业内的技术领先地位。

风洞实验可有效强健光伏电站“骨骼”

对于太阳能光伏支架尤其是跟踪支架,大多数人往往都认为这个“铁家伙”是一个刚性结构,但实际上它是一种细长型半刚性结构。同时,光伏跟踪支架的南北跨距较大(通常为30~100米左右),并需要进行转动,也正是这些结构特点使得光伏跟踪支架的主轴容易产生“竖弯”和“扭转”的变形。另外,光伏跟踪支架大多安装于阳光充沛的野外空旷地带,自然环境条件多变,运行工况非常复杂,经常遭受极端强风等外在影响,进而导致结构失稳等一系列问题。

为满足大尺寸组件趋势应用的支架设计,保障跟踪支架稳定运行,提升光伏电站收益,太阳能光伏支架厂商目前都已达成共识——在支架产品设计定型前要做风洞实验进行计算验证。

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风洞实验,是通过名为“风洞”的一种管道状实验设备,以人工的方式产生并控制气流,用来模拟太阳能光伏支架周围气体的流动情况,并量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象。通常“风洞”设备可分为直流式风洞(类似于两端开着大喇叭口的大型管道状设备,气流在管道内单向流动)和回流式风洞(类似于首尾相衔接的大型方管状设备,气流可在里面循环流动),中信博风洞实验室采用的便是回流式风洞设计。

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研究人员在对大量风洞实验数据进行分析总结后,便形成了太阳能光伏支架结构抗风设计的重要基础参数,并在寻求最佳的大风保护策略,保证太阳能光伏支架系统在强风作用下的安全性和稳定性。同时,风洞实验对于研究光伏阵列之间存在相互干扰效应、最佳倾角和风向角等最大化提升发电效益方面,也发挥了至关重要的作用。

AeroPlus级风洞实验室落成意义深远

全球对于太阳能光伏支架的风洞实验研究正飞速发展,而风洞实验技术及应用大体可以分为五个层级阶段,分别包括:1、静态实验阶段2、动态实验阶段3、CFD稳定性实验阶段4、气动弹性实验阶段 5、AeroPlus阶段。其中,第一和第二阶段的风洞实验仅单单考虑支架强度计算问题,第三和第四阶段实验则考虑到了稳定性问题,而AeroPlus阶段则是将强度和稳定性结合考虑的实验。

目前世界大部分跟踪器厂家仅进行第一和第二阶段的风洞实验,只有很少的跟踪器厂家会进行第三阶段实验,其余的也基本都止步于第四阶段的风洞实验。而中信博已经成功进行了第五阶段的风洞实验,这在全球市场是屈指可数的。而刚刚落成的中信博风洞实验室,同样能够满足其AeroPlus阶段的风洞实验。

此外,中信博将依托哈尔滨工业大学在空间结构领域的研究和风洞测试方面的技术经验积累,与其开展风洞测试方面的合作。除此之外,中信博也将继续与国际权威太阳能光伏支架风洞测试机构保持紧密合作和交流,在风工程技术应用上将逐步形成“高校做基础研究,企业做产品研发,第三方做研发结果验证”的多方联合、严谨应用的研发技术路线。

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中信博首席技术官王士涛

中信博首席技术官王士涛表示:“通过风洞实验,中信博获取了太阳能光伏支架研发所需的一系列风工程设计系数,建立了企业内部核心技术数据库,为公司的支架产品及BIPV解决方案提供了宝贵的基础设计参数,进而指导产品研发和产品结构设计验证。同时,我们采取太阳能光伏支架结构仿真理论计算与风洞试验验证相结合的研发设计形式,大大提高了太阳能光伏支架产品的研发效率,保证了太阳能光伏支架设计的安全可靠稳定。”

据其进一步介绍,针对具体工程项目,中信博还可根据项目环境情况,单独进行风洞实验,从而对项目进行定制化设计,提供个性化、针对性、有重点的贴身服务。例如在实际工程项目应用中,太阳能光伏支架系统存在的低风速下涡激共振和大风速下颤振失稳等一系列复杂问题,均可通过风洞实验进行问题复现,从而研究出对应的解决方案。

中信博深耕太阳能光伏支架十二年,早已成为国内太阳能光伏支架这一细分领域公认的引领者。此次中信博风洞实验室的落成,不仅进一步夯实了中信博在业内的技术领先地位,也势必将对行业技术的发展产生深远和积极的影响。

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作者: 光伏支架网

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