竖直光伏模块安装座的制作方法
本公开涉及光伏(pv)模块、特别是用于农业和其他领域的双重用途的光伏模块的安装。
背景技术：
1、光伏(pv)模块或面板广泛用于屋顶和地面太阳能设施。通常，光伏模块设施是成排的光伏模块或面板，这些模块或面板向南略微倾斜或旋转一定角度，行与行之间有一定距离，或者光伏模块完全水平密集排列。这种类型的光伏模块安装称为南北或n/s安装。安装现场纬度可能需要调整光伏面板取向和倾斜角。最近，双面率高(>80％)的双面光伏模块已经面世。与单面(单侧)光伏模块相比，这些面板的额外光伏效率增益为10％至20％，这取决于安装排列和局部反照率。
2、双面光伏模块支持一种新型太阳能光伏面板安装，即竖直光伏安装(也称为东西或e/w安装)。在东西光伏面板安装中，光伏模块的一侧在中午之前收集阳光，光伏模块的另一侧在下午收集阳光。
3、heiko hildebrandt等人的编号为2020/0153380al的美国专利申请公开教导了“一种光伏系统，其中多个双面光伏模块可以竖直排列安装，并且满足双面光伏模块的特定要求。此外，支撑结构旨在在典型天气条件下、特别是在风力下具有足够的稳定性。”
4、在2018年9月布鲁塞尔举行的第35届欧洲光伏太阳能会议和展览会(eu pvsec2018)上thomas baumann等人发表的题为“绿色屋顶系统上竖直安装双面pv模块的性能分析”的论文中，报告说“根据模拟，竖直安装的双面模块可以比标准双面安装具有更高的电能产量，这取决于位置和安装条件。”
5、竖直光伏面板安装类型的光伏面板的行间距较大(6m-10m)，有利于农业的双重用途，因为它支持最小的光伏面板占地面积，将大部分地面面积留在行之间用于农业需求。o.a.katsikogiannis等人在题为“农业光伏系统中双面光伏的集成：一种协同设计方法”，应用能源309(2022)118475的论文中，分析了不同类型的双面pv模块安装。特别是，作者强调“东西竖直拓扑放大了光穿透，尤其是在冬季；因此，它们更适合种植全年生长的永久性作物，而南北朝向的光伏面板安装更适合夏季”。
6、竖直光伏模块的其他优点包括遮光较小，这对许多作物类型(例如土豆)都很重要，同时空气颗粒污染较少(因为大多数空气颗粒竖直落在地面上)，竖直光伏模块需要较少的清洁维护。
7、现有竖直安装座的一个显著缺点是较高的风抵抗力。当风吹向pv模块时，所有风荷载都施加在保持pv模块的竖直安装座(主要是立柱和横梁)上。为了安装座承受风荷载(其应设计为安装现场区域的最大可能风荷载)，安装座构造及其与地面的锚固应足够坚固。刚度要求增加了安装座的大量额外成本，这可能会限制此类竖直pv设施的普及或显著降低其经济盈利能力。
8、值得强调的是，pv跟踪系统占据着重要的市场部分，其中不同类型的机电驱动器控制pv面板的角位置。在这种pv面板跟踪系统中，与驱动器控制器通信的内置风速计传感器通过将pv面板平面定位在水平位置来降低对强风的抵抗力。这种跟踪系统比竖直安装的pv系统更昂贵，并且由于移动部件和更高的面板污染而需要大量维护。这种pv跟踪系统不太适合像公路和铁路沿线的太阳能排那样的双重用途应用。本公开提出了一种跟踪系统的替代解决方案。该替代解决方案结合了低成本和对强风的低抵抗力。
9、倾斜平面上的风荷载可以根据bruce kakimpa等人在2009年11月8-12日于中国台湾台北举行的第七届亚太风工程会议上发表的题为“风载碎片的飞行：实验、分析和数值研究-第iii部分：cfd模拟”的论文中描述的方法进行计算。
技术实现思路
1、定义
2、如当前公开内容，“双面性”定义为在标准测试条件下测量的光伏面板背面效率与正面效率的比率。
3、如当前公开内容所用，当光伏模块平面处于竖直平面中，垂直于地面时，pv模块的倾斜角为0°。
4、当前公开内容使用术语“水平面”，其是指与地面平行的虚拟平面；pv模块平面在竖直平面中的倾斜角为±90°，这取决于倾斜方向。
5、如当前公开内容所用，枢轴是平行于地面并支撑pv模块相对于竖直平面旋转的旋转轴。
6、术语空气动力学或扑动式安装座是指光伏模块安装座支持光伏模块在风荷载下围绕枢轴旋转。
7、在当前公开内容中，“约”是指参数与原始值偏差+/-10％。
8、本公开内容描述了一种空气动力学光伏竖直安装系统，其包括两个竖直立柱，所述竖直立柱锚固到地面以在两侧保持至少一个竖直光伏模块，从而支持pv模块在风荷载下自由旋转。风荷载使光伏模块围绕铰链对倾斜到对风荷载抵抗力减小的位置，并减小作用于立柱的阻力。
技术特征：
1.一种降低竖直安装的双面光伏模块的风荷载抵抗力的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述两个竖直立柱是通过滚压成型或金属板弯曲或挤压制造的标准钢或铝型材。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，将支撑所述光伏模块的竖直立柱插入地面的深度小于三米。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，抵抗光伏模块重量的风荷载迫使光伏模块旋转。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，光伏模块的旋转降低了竖直立柱和铰链上的荷载。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，利用光伏模块的重量将光伏模块返回到原始竖直位置。
7.一种竖直安装的光伏系统，其包括：
8.根据权利要求7所述的竖直安装的光伏系统，其中，至少一个光伏模块是双面光伏模块。
9.根据权利要求7所述的光伏系统，其中，支撑光伏模块的竖直立柱由标准钢或铝型材制成。
10.根据权利要求7所述的光伏系统，其中，支撑光伏模块的竖直立柱插入地面的深度小于3.0米。
11.根据权利要求7所述的光伏系统，其中，随着风荷载的增加，所述至少一个光伏模块旋转以降低所述立柱和铰链上的风荷载。
12.根据权利要求11所述的光伏系统，其中，当风荷载降低时，光伏模块的重量和位于枢轴下方的质心使光伏模块返回到原始竖直位置。
13.根据权利要求7所述的光伏系统，其中，降低所述铰链和立柱上的风荷载的倾斜角小于90度。
技术总结
一种光伏系统，其包括由安装座保持的PV模块或多个PV模块，该安装座由两个竖直立柱和两个铰链组成，竖直立柱锚固在地面上，两个铰链位于PV模块的两侧，这些铰链为PV模块的自由旋转提供枢轴，枢轴位于PV模块的质心上方。PV模块在风荷载下围绕枢轴的旋转显著降低了施加在安装座上的荷载，从而显著降低了其制造和安装成本。将这种带有双面PV模块的扑动式安装座用于支持更广泛地使用竖直安装的PV模块。
技术研发人员：M·菲纳罗夫,Y·沙因曼
受保护的技术使用者：太阳大地有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5