为何对跟踪支架进行风洞测试至关重要?
2021.11.01

风洞测试在跟踪支架设计过程中之所以如此重要,是因为地方规范未包含定义跟踪支架结构的所有参数。此外,组件尺寸的增加降低了跟踪支架的气动稳定性,有必要根据这些新的条件重新设计跟踪支架。通过风洞测试可以获得更真实的风压系数等数据,并对跟踪支架的气动稳定性进行评估。

风致失效的危害

地方规范主要适用于较为刚性和更为重型的结构,对于较为柔性的跟踪支架,地方规范没有对其稳定性做出规定。此外,这些规范未考虑沿跟踪支架扭矩管的可变扭转刚度。在结构稳定性方面,这些规范未考虑不同临界速度取决于不同保护位置这一因素。

地方规范未涉及柔性结构的风致振动效应,因此需要对跟踪支架进行全面的气动弹性测试,考察支架阵列在不同来流条件、跟踪角度、排布方式等影响因素下的气动稳定性。将支架阵列的柔性缩比模型置于不同的风速和风向环境中,该柔性缩比模型在制作过程中模拟了跟踪支架的固有频率,阻尼比等参数,能够获得跟踪支架在不同条件下的最低临界风速。

此外,组件行业经历了一些实质性变化,如今大尺寸组件越来越多地应用于光伏行业。

因此,升级跟踪支架使其适应大尺寸组件,需要对结构设计作出许多改变,以保证系统在所有风速下的可靠性和最佳发电性能。

这些组件的尺寸和重量有所增加,影响到跟踪支架的稳定性,因此在风洞测试中需要加以考虑。

组件长度增加意味着跟踪支架的弦杆长度相应增加,进而增大扭矩。组件宽度增加使得跟踪支架的长度相应增加。更长的支架长度和更长的弦杆会降低支架的固有频率,从而增大风振响应和气动弹性效应。

由于组件长度增加,需要增加跟踪支架的高度,这意味着桩基反作用力升高,因此需要修正计算。

研发团队在设计跟踪支架时需要考虑这些因素,并在考虑静态和气动弹性效应的前提下进行了完整的风洞测试。气动弹性效应对跟踪支架的稳定性和可靠性至关重要,包括颤振、涡激共振和扭转发散等内容。

●  涡激共振是由卡门涡街现象引起的。同时,由阵列第一排产生的脱落涡也会导致后续排产生尾流共振效应。

●  颤振是一种自激式的气动失稳现象,其受到的气动自激力取决于结构本身的运动。颤振能在扭转或竖弯方向引起大幅度振动,造成结构的破坏。

●  对于高度柔性的中心扭矩管系统,在其旋转时施加到排上的扭矩变化可能会超过扭矩管的承受能力,从而产生所谓的扭转发散效应。

在风洞测试的不同阶段对这些效应进行分析,有助于优化跟踪支架的系统和关键部件的设计,提升跟踪系统全生命周期时间内的稳定性和可靠性。

 
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