一种单点驱动光伏跟踪系统以及设计方法、装置与流程

本发明涉及光伏，特别涉及一种单点驱动光伏跟踪系统以及设计方法、装置。

背景技术：

1、在单点驱动的光伏平单轴跟踪支架计算中，由于不同项目位于不同地区、不同海拔、不同地形等环境因素中，因此光伏支架所受荷载差异巨大，光伏支架上每一部分的部件所承受的荷载也具有很大差异。为了在保证安全的前提下减少材料冗余，节省成本，每个项目都需要单独建立模型，对模型中每一部件单独指定截面材质，同时又要考虑实际安装过程中的干涉问题等。工程师们每天都有大量的项目需要计算、画总体装配图、出计算书、物料清单等，工作量大导致项目堆积，客户无法及时得到设计方案。

2、目前行业内计算模型及施加荷载的方法未考虑不同区域的跟踪支架结构，建模精度不高，且速度较为缓慢，建模效率不高。同时，目前行业内没有适用的在单点驱动的跟踪支架力学计算过程中使用全自动建模并生成应力比、支座反力等图表的软件化方法。

技术实现思路

1、本发明针对这种问题，本发明提供了一种单点驱动光伏跟踪系统以及设计方法、装置。

2、为了实现本发明以上目的，本发明是通过以下技术实现的：

3、一方面，本发明提供一种单点驱动光伏跟踪支架设计方法，所述光伏跟踪支架用于支撑光伏组件，所述光伏跟踪支架包括多个立柱、檩条、主轴及单个驱动装置，所述主轴安装在所述多个立柱顶部，所述驱动装置用于驱动所述主轴转动，所述设计方法包括：

4、将所述驱动装置轴向一侧的主轴进行分段，得到多个预设段的位置；

5、计算所述驱动装置到所述主轴端部之间的每个所述预设段的扭转角度；

6、计算每个所述预设段的载荷参数；

7、根据多个所述预设段的位置，建立单点驱动光伏跟踪支架的所述主轴及立柱模型，输入模型参数、每段预设段对应的扭转角度、载荷参数后进行有限元分析，获取应力比和支座反力参数；

8、采用上述方法对所述驱动装置另一侧的主轴进行设计。

9、在一些实施方式中，所述计算所述驱动装置到所述主轴端部之间的每个预设段的扭转角度包括：

10、自所述驱动装置朝向所述主轴一端依次计算每个所述预设段的扭矩，并自所述主轴一端朝向所述驱动装置依次迭代累加扭矩，获得多个所述预设段的扭转角度。

11、在一些实施方式中，所述扭矩的计算公式为：

12、t＝q*c2*li*gcmm&d；

13、tsum＝t+tnext；

14、其中，tsum为累加后的实际扭矩；t为当前预设段主轴的扭矩；tnext为当前预设段的下一段主轴的扭矩；q为风压，单位为pa；c为组件高度；li为当前预设段的长度；gcmm&d为扭矩系数。

15、在一些实施方式中，所述扭转角度的计算公式为：

16、

17、θsum＝θsum+θ

18、其中，θsum为每段的扭转角度；θ为扭转角度；g为恒荷载参数，单位为n/mm2；j为当前预设段的圣维南常数，单位为mm4。

19、在一些实施方式中，所述的将所述驱动装置轴向一侧的主轴进行分段，得到多个预设段的位置，包括：

20、将所述立柱的位置对应的风洞测试数据对应分成多个位置点；

21、多个位置点包括驱动装置的位置点、主轴连接件位置点及立柱位置点，所述驱动装置的位置点、所述主轴连接件位置点、多个所述立柱位置点均为对所述主轴进行分段的初始位置点，对所述初始位置点进行去重和排序即可得到多个所述预设段的位置。

22、在一些实施方式中，在所述的将所述驱动装置轴向一侧的主轴进行分段，得到多个预设段的位置之前，还包括：

23、基于光伏组件的尺寸信息计算得到每个光伏组件的位置、檩条的位置；

24、结合目标项目所需的光伏组件的串数，自动计算出光伏跟踪支架的弦长和总长度；

25、通过设置所述光伏跟踪支架的最大跨度和最大单根主轴长度，得到所述光伏跟踪支架之间的外围、内围及深内围的尺寸。

26、在一些实施方式中，所述计算每个所述预设段的载荷参数，包括：

27、基于所述光伏组件的重量数据，计算每个预设段中主轴的恒荷载；

28、基于所述光伏跟踪支架的基本雪压、弦长、倾斜角度，计算每个预设段中主轴的雪荷载；

29、基于所述光伏跟踪支架的风压、弦长和风洞测试数据，计算每个预设段中主轴的风荷载。

30、在一些实施方式中，还包括：

31、基于所述光伏跟踪支架的应力比和支座反力，生成对应的应力比图和支座反力表格，以设计所述光伏跟踪支架。

32、在一些实施方式中，一种单点驱动光伏跟踪系统设计装置，所述光伏跟踪支架用于支撑光伏组件，所述光伏跟踪支架包括多个立柱、檩条、主轴及单个驱动装置，所述主轴安装在所述多个立柱顶部，所述驱动装置用于驱动所述主轴转动，所述设计装置包括：

33、分段模块，用于将所述驱动装置轴向一侧的主轴进行分段，得到多个预设段的位置；

34、计算模块，用于计算所述驱动装置到所述主轴端部之间的每个所述预设段的扭转角度；

35、所述计算模块，还用于计算每个所述预设段的载荷参数；

36、获取模块，用于根据多个所述预设段的位置，建立单点驱动光伏跟踪支架的所述主轴及立柱模型，输入模型参数、每段预设段对应的扭转角度、载荷参数后进行有限元分析，获取应力比和支座反力参数。

37、在一些实施方式中，一种单点驱动光伏跟踪系统，包括：利用所述的单点驱动光伏跟踪系统设计方法生成的单点驱动光伏跟踪系统。

38、本发明提供的一种单点驱动光伏跟踪系统以及设计方法、装置至少具有以下有益效果：

39、本发明提出一种单点驱动光伏跟踪系统力学分析自动建模方法，生成基于有限元分析结果的应力比图表、支座反力、计算书等文件，用于快速进行单点驱动光伏跟踪支架的设计。

技术特征：

1.一种单点驱动光伏跟踪支架设计方法，其特征在于，所述光伏跟踪支架用于支撑并转动光伏组件，所述光伏跟踪支架包括多个立柱、檩条、主轴及单个驱动装置，所述主轴安装在所述多个立柱顶部，所述驱动装置用于驱动所述主轴转动，所述设计方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种单点驱动光伏跟踪支架设计方法，其特征在于，所述计算所述驱动装置到所述主轴端部之间的每个预设段的扭转角度包括：

3.根据权利要求2所述的一种单点驱动光伏跟踪支架设计方法，其特征在于，所述扭矩的计算公式为：

4.根据权利要求3所述的一种单点驱动光伏跟踪支架设计方法，其特征在于，所述扭转角度的计算公式为：

5.根据权利要求1所述的单点驱动光伏跟踪系统设计方法，其特征在于，所述的将所述驱动装置轴向一侧的主轴进行分段，得到多个预设段的位置，包括：

6.根据权利要求1所述的单点驱动光伏跟踪系统设计方法，其特征在于，在所述的将所述驱动装置轴向一侧的主轴进行分段，得到多个预设段的位置之前，还包括：

7.根据权利要求1所述的单点驱动光伏跟踪系统设计方法，其特征在于，所述计算每个所述预设段的载荷参数，包括：

8.根据权利要求1～7中任一项所述的单点驱动光伏跟踪系统设计方法，其特征在于，还包括：

9.一种单点驱动光伏跟踪系统设计装置，其特征在于，所述光伏跟踪支架用于支撑光伏组件，所述光伏跟踪支架包括多个立柱、檩条、主轴及单个驱动装置，所述主轴安装在所述多个立柱顶部，所述驱动装置用于驱动所述主轴转动，所述设计装置包括：

10.一种单点驱动光伏跟踪系统，其特征在于，包括：利用如权利要求1～8中任一项所述的单点驱动光伏跟踪系统设计方法生成的单点驱动光伏跟踪系统。

技术总结
本发明属于光伏技术领域，提供一种单点驱动光伏跟踪系统设计方法，包括：所述光伏跟踪支架用于支撑光伏组件，所述光伏跟踪支架包括多个立柱、檩条、主轴及单个驱动装置，所述主轴安装在所述多个立柱顶部，所述驱动装置用于驱动所述主轴转动，所述设计方法包括：将所述驱动装置轴向一侧的主轴进行分段，得到多个预设段的位置；计算所述驱动装置到所述主轴端部之间的每个所述预设段的扭转角度；计算每个所述预设段的载荷参数；根据多个所述预设段的位置，建立单点驱动光伏跟踪支架的所述主轴及立柱模型，输入模型参数、每段预设段对应的扭转角度、载荷参数后进行有限元分析，获取应力比和支座反力参数。

技术研发人员：张春庆
受保护的技术使用者：江苏中信博新能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11