一种柔性光伏组件风洞试验装置及其试验方法

本发明涉及光伏，尤其涉及一种柔性光伏组件风洞试验装置及其试验方法。

背景技术：

1、随着光伏产业的不断发展和产业升级，传统光伏支架的弊端逐渐凸显，目前出现了柔性光伏组件结构体系来解决传统光伏支架存在的问题。柔性光伏组件结构使用数根预应力悬索取代传统的钢架作为柔性光伏组件的支撑系统，并将悬索两端锚固在支承系统上，具有重量轻、桩基数量较少、承重力强、施工周期短、散热性能好、跨越能力强、节约土地资源等众多优势，具有广阔的应用前景。

2、现有的柔性光伏支架结构体系主要是通过对与柔性光伏组件直接接触的双索施加预应力来抵抗结构自重以及风雪工况下的作用力。由于采用了柔性的索结构进行支撑，出现了结构刚度小，跨中挠度大，抗风能力弱，极易产生大幅振动的问题。

3、另外，随着使用年限的增长，索结构上施加的预应力会逐渐损失，结构的安全性和正常使用都会受到一定程度的影响。用于连接柔性光伏组件与索的扣件在长期荷载作用下，也可能出现摩擦力损失等耐久性问题。

技术实现思路

1、本发明目的在于提供一种柔性光伏组件风洞试验装置及其试验方法，从而解决上述问题。

2、为实现上述目的，本发明首先公开了一种柔性光伏组件风洞试验装置，包括柔性光伏组件、用于测量柔性光伏组件参数的数据采集装置、支撑装置和安装在所述支撑装置上的用于安装柔性光伏组件的索系、用于调节所述索系索力大小的索力调节件及用于调节所述柔性光伏组件高度和倾角的高度倾角调节装置，两所述索系相对设置以支撑所述柔性光伏组件的两端。

3、进一步的，所述支撑装置为设置有多个过风孔的支撑框架。

4、进一步的，所述高度倾角调节装置包括相对设置在所述支撑装置两侧的高度倾角杆，任一所述高度倾角杆的端部相对所述支撑装置高度可调，所述索系的两端跨接在所述两侧的高度倾角杆上。

5、进一步的，两侧所述高度倾角杆和支撑装置的底部均设置有转向滑轮，所述索系经过所述高度倾角杆和所述支撑装置上的转向滑轮以形成环状结构。

6、进一步的，所述索力调节件包括安装在所述索系上的索扭和索力检测件，所述索扭靠近所述支撑装置的底部设置。

7、进一步的，所述索系上可拆式安装有固定连接装置，所述柔性光伏组件安装在所述固定连接装置上。

8、进一步的，所述柔性光伏组件的光伏板的上下表面设置有测压孔，所述柔性光伏组件的内部设置有连接所述测压孔的测压管，所述测压管与所述数据采集装置连接。

9、进一步的，所述数据采集装置还包括用于测量柔性光伏组件加速度的加速度采集装置和用于测量柔性光伏组件位移的位移采集装置。

10、然后，本发明公开了一种柔性光伏组件风洞试验方法，采用任一所述的柔性光伏组件风洞试验装置，包括如下步骤：

11、s1、在风洞试验段内完成柔性光伏组件风洞试验装置的搭建。

12、s2、调节高度倾角调节装置，将柔性光伏组件装置调节到模拟试验所需的高度和倾角。

13、s3、通过所述索力调节件将所述索系调节到预定的索力。

14、s4、通过改变风洞试验段内的试验风速可以模拟柔性光伏组件在不同风速下可能出现的振动情况，通过改变风洞试验段内转盘的角度可以模拟柔性光伏组件在不同风向角下的情况，得到该次的数据后停风暂停试验。

15、进一步的，调节所述柔性光伏组件装置的倾角和高度，调节所述索系的索力，完成工况的调整后重新加风，直至该次工况结束。

16、与现有技术相比，本发明的优点在于：

17、本发明通过不同类型的光伏组件构成所需要试验不同种类的柔性光伏模拟结构，并将柔性光伏组件通过连接装置安装在索系上，通过高度倾角调节装置为组件安装提供试验所需的合适的倾角和高度，通过索力调节件调整索系上的索力，充分模拟了柔性光伏组件在真实结构中的状态。当完成了一组高度、倾角和索力下的风洞试验后重新调节高度倾角调节装置和索力调节件，将其调节至另一组试验所需的高度、倾角和索力，从而完成不同规格和类型的组件在不同高度、倾角和索力下的风洞试验，无需更换多个模型，避免不同模型的制作和测点加工误差造成的试验结果不准确的同时还提高了试验效率。同时，该种装置可以适用于原型光伏组件的试验测试，对各种组件都有普遍适用性。通过数据采集装置可以获取柔性光伏组件在来流风下的风荷载和震动情况，对原型组件可能出现的隐裂也能进行观察检测，为组件设计和结构设计提供可靠真实的参考。

18、下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

技术特征：

1.一种柔性光伏组件风洞试验装置，其特征在于，包括柔性光伏组件(1)、用于测量柔性光伏组件(1)参数的数据采集装置(2)、支撑装置(3)和安装在所述支撑装置(3)上的用于安装柔性光伏组件(1)的索系(4)、用于调节所述索系(4)索力大小的索力调节件及用于调节所述柔性光伏组件(1)高度和倾角的高度倾角调节装置(5)，两所述索系(4)相对设置以支撑所述柔性光伏组件(1)的两端。

2.根据权利要求1所述的柔性光伏组件风洞试验装置，其特征在于，所述支撑装置(3)为设置有多个过风孔(31)的支撑框架。

3.根据权利要求1所述的柔性光伏组件风洞试验装置，其特征在于，所述高度倾角调节装置(5)包括相对设置在所述支撑装置(3)两侧的高度倾角杆(51)，任一所述高度倾角杆(51)的端部相对所述支撑装置(3)高度可调，所述索系(4)的两端跨接在所述两侧的高度倾角杆(51)上。

4.根据权利要求3所述的柔性光伏组件风洞试验装置，其特征在于，两侧所述高度倾角杆(51)和支撑装置(3)的底部均设置有转向滑轮(52)，所述索系(4)经过所述高度倾角杆(51)和支撑装置(3)上的转向滑轮(52)以形成环状结构。

5.根据权利要求1所述的柔性光伏组件风洞试验装置，其特征在于，所述索力调节件包括安装在所述索系(4)上的索扭(6)和索力检测件(8)，所述索扭(6)靠近所述支撑装置(3)的底部设置。

6.根据权利要求1所述的柔性光伏组件风洞试验装置，其特征在于，所述索系(4)上可拆式安装有固定连接装置(7)，所述柔性光伏组件(1)安装在所述固定连接装置(7)上。

7.根据权利要求6所述的柔性光伏组件风洞试验装置，其特征在于，所述柔性光伏组件(1)的光伏板(11)的上下表面设置有测压孔(12)，所述柔性光伏组件(1)的内部设置有连接所述测压孔(12)的测压管(13)，所述测压管(13)与所述数据采集装置(2)连接。

8.根据权利要求1-7任一所述的柔性光伏组件风洞试验装置，其特征在于，所述数据采集装置(2)还包括用于测量柔性光伏组件(1)加速度的加速度采集装置和用于测量柔性光伏组件(1)位移的位移采集装置。

9.一种柔性光伏组件风洞试验方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述的柔性光伏组件风洞试验装置，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的柔性光伏组件风洞试验方法，其特征在于，调节所述柔性光伏组件装置(1)的倾角和高度，调节所述索系(4)的索力，完成工况的调整后重新加风，直至该次工况结束。

技术总结
本发明公开了一种柔性光伏组件风洞试验装置，包括柔性光伏组件、用于测量柔性光伏组件参数的数据采集装置、支撑装置和安装在支撑装置上的用于安装柔性光伏组件的索系、用于调节索系索力大小的索力调节件及用于调节柔性光伏组件高度和倾角的高度倾角调节装置，两索系相对设置以支撑柔性光伏组件的两端。本发明通过不同类型的光伏组件构成所需要试验不同种类的柔性光伏模拟结构，并将柔性光伏组件通过连接装置安装在索系上，通过高度倾角调节装置为组件安装提供试验所需的合适的倾角和高度，通过索力调节件调整索系上的索力，充分模拟了柔性光伏组件在真实结构中的状态。

技术研发人员：何旭辉,敬海泉,雷智皓
受保护的技术使用者：中南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14