近日,课题组研究论文 “Investigation on load distribution characteristics and zoning method for large-scale PV arrays under varying wind conditions” 在国际期刊 Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics 正式在线发表。该论文围绕不同风条件下大规模光伏阵列风荷载分布特征及分区方法开展了系统研究,为大型光伏电站结构抗风设计与安全评估提供了理论支撑。
随着光伏发电规模不断扩大,光伏阵列在复杂风环境下的受力特征及其安全性问题日益受到重视。现有相关研究多集中于单排或少排光伏阵列,而针对大规模阵列风荷载特征的研究仍相对不足。针对这一问题,该研究采用计算流体力学(CFD)模拟方法,分析了不同排数光伏阵列在垂直来流下的风压分布特征,并进一步研究了多排光伏阵列 在不同倾角和不同风向角条件下的风压响应规律。
研究结果表明,阵列排数对各排平均风压系数的影响相对有限,但会显著影响阵列边缘区域的风压水平。在倾角β = 20°条件下,随着阵列排数增加,边缘位置组件的风压系数增幅可达 42%;当β = 30°时增幅为35%,当β = 10°时增幅为24%。这表明,在大规模光伏阵列中,边缘区域风荷载效应更加突出,应在结构设计中给予重点关注。研究还发现,斜向来流是影响光伏阵列风荷载分区及风压大小的关键因素。在斜向风作用下,极值风压主要出现在阵列边缘位置。此外,对于小倾角光伏阵列,165°风向 会诱发局部流动加速,从而增大受影响区域背风侧组件表面的负压水平。上述结果进一步揭示了大规模光伏阵列风压分布的显著非均匀性特征。在此基础上,论文基于风压分布的非均匀规律,提出了四分区风荷载模型,并给出了兼顾结构安全性与经济性的推荐风压系数,可为大规模光伏阵列的抗风设计、分区优化与工程应用提供参考。