太阳能光伏支架实例计算
九江某渔光互补发电项目光伏支架计算书
九江某渔光互补发电项目组件固定支架计算书报告编写：审核：光电池阵列倾角按_20_°考虑；风荷载为0.35 kN/m2 ；雪荷载为0.40kN/m2。
固定架平面图固定架立面图1.结构材料1.1 太阳能电池方阵支架、连接件、紧固件选用Q235B钢材制造, 支架、连接件、紧固件的金属表面进行热镀锌处理，以防止风沙的冲刷和生锈腐蚀。
风荷载为0.35 kN/m2 ；雪荷载为0.40kN/m2。
1.2 太阳能电池方阵支撑、斜梁分别采用一70x5抱箍、L50x50x4.0角钢，和C40x80x15x2.5 C型钢，电池组件檩条采用C40x60x15x2.5 C形钢.2.组件排布方案组件按_2_x_18_竖向排布，立柱_5_件，立柱间距_4.3_米。
3.载荷计算（单阵列）3.1 固定载荷：G固定载荷主要包括电池组件及钢结构的自重G1（KN/m²）电池组件重量G电池=26.5*36*10=9540N檩条的重量为G檩条=240.32x10=2403.2NG电池+G檩条=9540N+2403.2N=11943.2N立柱以上钢结构重量G钢构=4471.54N取总重量G= G电池+G钢构=9540N+4471.54N=14011.54N=14.01KNG1=G/A=14.01/69.86=0.20KN/m²。
3.1.2 光伏池组件面积：A组件=（_1.956_mx_0.992_m）x_36_=_69.86_m^23.1.3分配到每个支架模块上的重力为11943.2N/5=_2388.64_N3.2.1风压荷重（W）从阵列正前面吹来，风（顺风）的风压荷重为W（N）根据有关标准（GB50017-2003《钢结构设计规范》、GB50009-2012《建筑结构荷载规范》，计算获得风荷载：设计风荷载为0.35 kN/m2,图2支架受力模型3.2.2 风荷载计算方法计算风荷载标准值当计算主要承重结构时Wk=βzμsμzw0式中： Wk—风荷载标准值（kN/m2）；W0——基本风压（kN/m2）；βz—风振系数；μs—风载体型系数；μz—高度z处的风压高度变化系数。
光伏支架高度
光伏支架高度（实用版）目录一、光伏支架概述二、光伏支架高度的计算方法1.选择最佳角度2.确定地面高度3.利用三角函数计算高度三、光伏支架高度的实际应用1.农光互补电站的光伏板支架高度规定2.光伏支架强度计算四、分布式光伏电站支架高度的规范正文一、光伏支架概述光伏支架是光伏发电系统中的重要组成部分，它的主要作用是支撑光伏组件，保证组件在阳光下能够最大程度地接收太阳能。
光伏支架的结构形式多样，有固定式、手动可调式和自动跟踪式等。
二、光伏支架高度的计算方法1.选择最佳角度光伏支架的最佳角度一般是太阳高度角 90 度减去该地与太阳直射点纬度差。
太阳高度角是指太阳光线与地平面的夹角，太阳高度角的变化范围为 0-90 度。
太阳直射点纬度差是指该地纬度与太阳直射点纬度之间的差值。
2.确定地面高度地面高度是指光伏支架底部与地面之间的距离。
地面高度的确定需要考虑到光伏组件离地最小距离、地势起伏等因素。
3.利用三角函数计算高度根据三角函数的定义，光伏支架的高度可以通过以下公式计算：支架高度 = 太阳高度角 * 地面高度 / 支架与地面的夹角其中，支架与地面的夹角可以通过测量或计算得到。
三、光伏支架高度的实际应用1.农光互补电站的光伏板支架高度规定农光互补电站的光伏板支架高度一般要求高于灌木丛的平均高度，以保证光伏组件能够充分接收太阳能。
例如，光伏组件离地最小距离一般设定为 1.5 米。
2.光伏支架强度计算光伏支架的强度计算需要考虑到光伏组件的重量、风荷载、雪荷载等因素。
计算公式为：支架强度 = （光伏组件重量 + 风荷载 + 雪荷载）* 安全系数其中，安全系数一般取 1.5-2.0。
四、分布式光伏电站支架高度的规范分布式光伏电站支架高度的规范主要涉及到光伏支架的结构形式、材料、安装等方面。
根据不同的应用场景，规范要求可能会有所不同。
光伏支架受力计算书
光伏支架受力计算书受力计算书一、设计依据规范1. 建筑结构荷载规范GB50009-20XX2. 钢结构设计规范GB50017-20XX 3. 铝合金结构设计规范GB50429-20XX 4. 冷弯薄壁型钢结构技术规范 5. 建筑抗震设计规范材料力学性能钢材碳素结构钢 Q235-B 重力密度ρ= kN/m3 弹性模量E=×10^5N/mm2 线膨胀系数α=×10-5 泊松比ν= 抗拉/压/弯强度 fs=215 N/mm2 抗剪强度 fsv=125N/mm2 端面承压强度 fsce=325 N/mm2设计过程：1、荷载组合中风荷载确定过程。
(1) Wk=βz*Ms*Mz*W0Wk-风荷载标准值，βz-高度z处的风振系数，Ms-风荷载体型系数，Mz-风压高度变化系数，W0-基本风压(kN/m2)。
注：基本风压应按本规范附录中附表给出的50 年一遇的风压采用，但不得小于/m2。
风荷载的组合值、频遇值和准永久值系数可分别取、和0。
全国各站台重现期为10 年、50 年和100 年的雪压和风压值见附表风振系数取值为1。
风荷载体型系数如下表根据组件与地面所成角度，插入法计算风荷载体型系数a＝15正风压荷载体型系数μs＝ (根据GB50009-20XX 表) 负风压荷载体型系数μs＝- (根据GB50009-20XX表) 风压高度变化系数：地面粗糙度类别 : B Mz=1 地貌描述 :A类, 指近海海面和海岛,海岸,湖岸及沙漠地区。
B类，指田野、乡村、丛林、丘陵以及房屋比较稀疏的乡镇和城市郊区 C类，指有密集建筑群的城市市区D 类，指有密集建筑群且房屋较高的城市市区基本风压:Wo=ρVo2/2Wo-基本风压，ρ-空气密度，Vo-平均50年一遇的基本风速m/s。
使用风杯式测风仪时，必须考虑空气密度受温度、气压影响的修正，可按下述公式确定空气密度:p31100000t-空气温度，P-气压，e-水气压(Pa)。
光伏支架荷载计算
G = 6.66kN
第6页
结构自重力 2 = G ⋅lg = 10kN ⋅ m
因此（M1< M2）=“OK 满足要求”
第7页
2617
Ix = 112670 mm4
A =325 mm2
Sx
=
2735
3
mm
Wx =4008 mm3
ix = 16.845 mm
1.2.2 强度验算
Q235B 的设计强度
剪力验算 Q235B 抗剪设计强度 截面面积矩
杆件厚度
总壁厚
fa=215 MPa σ1 = M X
WX
σ1=207MPa
因此（σ1< fa）满足要求。
quk = Wkf - 1.0 Gk =2.1 KPa
(标准值)
qu = 1.4Wkf - 1.0 Gk =2.98 KPa
负风荷载- 自重荷载
(设计值)
qgk = quk =2.1KPa (标准值)
qg = qu =2.98 KPa (设计值)
Q235B
-2
EST = 206000N.mm
-2
fa=215 N.mm
第2页
1.1.2 自重计算
光伏系统面荷载标准值为：
自重标准值：
Ggb= 15kg.m‐2.g Gk= Ggb
Ggb = 0.147 KPa Gk = 0.147 KPa
1.1.4 荷载组合计算 负风情况荷载组合：
最不利荷载为：
1.2 龙骨验算 1.2.1 荷载计算 材料 弹性模量 强度设计值
负风荷载- 自重荷载
Ghk = a ⋅ b ⋅ h ⋅ ρ = 1.2kN
N=18720N θ=18º
Ny = N ⋅sin(θ ) = 5785N
光伏支架载荷计算
支架强度计算支架是安装从下端到上端高度为4m以下的太阳能电池阵列时使用。
计算因从支架前面吹来〔顺风〕的风压及从支架后面吹来〔逆风〕的风压引起的材料的弯曲强度和弯曲量，支撑臂的压曲〔压缩〕以及拉伸强度，安装螺栓的强度等，并确认强度。
（1）结构材料选取支架材料，确定截面二次力矩I M和截面系数Z。
（2）假象载荷1）固定荷重〔G〕组件质量〔包括边框〕G M +框架自重G K1+其他G K2固定载荷G=G M+ G K1+ G K22）风压荷重〔W〕〔加在组件上的风压力〔W M〕和加在支撑物上的风压力〔W K〕的总和〕。
W=1/2×〔C W×σ×V02×S〕×a×I×J3）积雪载荷〔S〕。
与组件面垂直的积雪荷重。
4）地震载荷〔K〕。
加在支撑物上的水平地震力5）总荷重〔W〕正压：5〕=1〕+2〕+3〕+4〕负压：5〕=1〕-2〕+3〕+4〕载荷的条件和组合（3）悬空横梁模型（4）A-B间的弯曲应力顺风时A-B点上发生的弯曲力矩：M1=WL2/8应力σ1=M1/Z（5）A-B间的弯曲（6）B-C间的弯曲应力和弯曲形变（7）C-D间的弯曲应力和弯曲形变（8）支撑臂的压曲（9）支撑臂的拉伸强度（10）安装螺栓的强度根底稳定性计算1、风压载荷的计算2、作用于根底的反作用力的计算3、根底稳定性计算当受到强风时，对于构造物根底要考虑以下问题：①受横向风的影响，根底滑动或者跌倒②地基下沉〔垂直力超过垂直支撑力〕③根底本身被破坏④吹进电池板反面的风使构造物浮起⑤吹过电池板下侧的风产生旋涡，引起气压变化，使电池板向地面吸引对于③～⑤须采用流体解析等方法才能详细研究。
研究风向只考虑危险侧的逆风状态以下所示为各种稳定条件：a．对滑动的稳定平时：平安率F s≥1.5；地震及暴风时：平安率F s≥1.2b．对跌倒的稳定平时：合力作用位置在底盘的中央1/3以内时地震及暴风时：合力作用位置在底盘的中央2/3以内时c．对垂直支撑力的稳定平时：平安率F s≥3；地震及暴风时：平安率F s≥2附件1：△风荷载计算△〔1〕设计时的风压载荷W=C w×q×A w〔作用于阵列的风压载荷公式〕式中W——风压荷重C w——风力系数q ——设计用速度压〔N/m2〕A w——受风面积〔m2〕〔2〕设计时的速度压q=q0×a×I×J式中q——设计时的速度压〔N/m2〕q0——基准速度压〔N/m2〕a——高度补偿系数I——用途系数J——环境系数1〕基准速度压。
光伏支架设计方案受力计算书-参考
（1） 恒载 G：
恒载包含太阳能板的重量和支架的自重。其中太阳能板总重量：
G1＝40P×20kg/P×9.8N/s2=7840N
支架自重根据计算不同的梁时分别施加。
（2） 风载 W：
根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2012）中对风荷载的规定如下（按承重结构
设计）：
wk z s z w0
应对称分布。下图为光伏组件的受力简图，剪力图与弯距图。
由剪力图可以得出：当 a=b 时，剪力 Q 取最小极值，为 qa。即横梁间距等于光伏
组件长度的一半。 由弯距图可以看出：当 a=b 时，弯距 M 极值为[0，-0.0625ql2]；
当 1 q(l 2 la) 1 qa 2 时，即 a 2 1l 时，弯距 M 极值为[0.0215ql2，-0.0215ql2]，因此当
l23 b2
3l22 b
)
R0 R1
R2
1 2
P(1
P(3
l1
5l2 b
l1
5l2 b
3l22 b2
3l22 b2
l23 b3
)
l23 b3
)
由剪力图中可以看出斜梁中分布了 6 个峰值，分别为：
当 0<b< l2 时
QQ10
Q5 Q4
P 2P
剪力极值 Qmax>P
Q2 Q3 R0 2P
数值 Q235B 4.705 23.059 12.935 35.994 32.862 29.138 7.016919238 7.913720914
单位
cm2 cm4 cm4 cm4 mm mm cm3 cm3
项目 屈服极限 σs 弹性横量 E 对 y 轴惯性半径 iy 对 z 轴惯性半径 iz 极惯性半径 ip 左端离质心距离 右端离质心距离 抗弯截面系数 Wz(左) 抗弯截面系数 Wz(右)
光伏支架结构计算分析
光伏支架强度计算分析支架是安装从下端到上端高度为4m以下的太阳能电池阵列时使用。
计算因从支架前面吹来(顺风)的风压及从支架后面吹来(逆风)的风压引起的材料的弯曲强度和弯曲量，支撑臂的压曲(压缩)以及拉伸强度，安装螺栓的强度等，并确认强度。
(1) 结构材料选取支架材料，确定截面二次力矩IM和截面系数Z。
大部分用角钢，或方管。
(2) 假象载荷固定荷重(G)组件质量(包括边框)GM +框架自重GK1+其他GK2固定载荷G=GM+ GK1+ GK2风压荷重(W)(加在组件上的风压力(WM)和加在支撑物上的风压力(WK)的总和)。
W=1/2×(CW×σ×V02×S)×a×I×J3) 积雪载荷(S)。
与组件面垂直的积雪荷重。
4) 地震载荷(K)。
加在支撑物上的水平地震力5) 总荷重(W)正压：5)=1)+2)+3)+4)负压：5)=1)-2)+3)+4)载荷的条件和组合载荷条件一般地方多雪区域长期平时GG+0.7S短期积雪时G+SG+S暴风时G+WG+0.35S+W地震时G+KG+0.35S+K基础稳定性计算1、风压载荷的计算2、作用于基础的反作用力的计算3、基础稳定性计算当受到强风时，对于构造物基础要考虑以下问题：①受横向风的影响，基础滑动或者跌倒②地基下沉(垂直力超过垂直支撑力)③基础本身被破坏④吹进电池板背面的风使构造物浮起⑤吹过电池板下侧的风产生旋涡，引起气压变化，使电池板向地面吸引对于③～⑤须采用流体解析等方法才能详细研究。
研究风向只考虑危险侧的逆风状态以下所示为各种稳定条件：a.对滑动的稳定平时：安全率Fs≥1.5;地震及暴风时：安全率Fs≥1.2b.对跌倒的稳定平时：合力作用位置在底盘的中央1/3以内时地震及暴风时：合力作用位置在底盘的中央2/3以内时c.对垂直支撑力的稳定平时：安全率Fs≥3;地震及暴风时：安全率Fs≥2风荷载计算(1)设计时的风压载荷W=Cw×q×Aw(作用于阵列的风压载荷公式)式中 W——风压荷重Cw——风力系数q ——设计用速度压(N/m2)Aw——受风面积(m2)(2)设计时的速度压q=q0×a×I×J式中 q——设计时的速度压(N/m2)q0——基准速度压(N/m2)a——高度补偿系数I——用途系数J——环境系数1)基准速度压。
固定式光伏支架计算书
固定式光伏组件支架结构计算书2015年11月目录1工程概述 (1)2分析方法与软件 (1)3设计依据 (1)4材料及其截面 (1)5荷载工况与组合 (2)5.1 荷载工况 (2)5.1.1 支架所受荷载 (2)5.2 荷载组合 (2)6 结构建模 (3)6.1 模型概况 (3)6.2 结构计算模型、坐标系及约束关系 (3)6.3 荷载施加 (4)7主要计算结果 (5)7.1 构件应力比 (5)7.2 构件稳定性校核 (8)1工程概述支架共8榀，间距为3m，两端带悬挑0.58mm，总长22.16m，电池板组水平宽度2.708米、斜面长度3.3米，荷载按25年重现期计算，结构重要性系数0.95，项目地点在黑龙江省牡丹江市,结构计算的三维示意如下图1所示。
图1.1 总体结构模型2分析方法与软件采用SAP2000 V15钢结构分析软件进行结构计算分析。
3设计依据1)建筑结构可靠度设计统一标准( GB 50068-2001 )2)建筑结构荷载规范( GB 50009-2012)3)建筑抗震设计规范( GB 50011-20104)钢结构设计规范( GB 50017-2003 )4材料及其截面材料材质性能，详见下表4.1。
表4.1 材料性能材料名称单位重量N/m3fy屈服强度N/m2f设计强度N/m2抗拉强度N/m2弹性模量E1N/m2泊松比UQ235 7.85E4 235E6 215E6 390E6 2.1E11 0.3 Q345 7.85E4 345E6 310E6 470E6 2.1E11 0.35荷载工况与组合5.1 荷载工况计算所考虑的荷载有恒载、雪荷载以及风荷载作用（由于本支架比较轻，地震工况与风荷载相比，其远不起控制作用，因此，可不考虑地震工况）。
5.1.1 支架所受荷载支架受到的荷载主要有支架自重、电池板及安装附件自重、风载、雪载。
荷载通过檩条传递到支架柱上，模型按各荷载大小均匀分布到檩条上进行加载。