一种降低光伏组件风力风压的方法及装置

本发明属于光伏组件安全，具体涉及一种降低光伏组件风力风压的方法及装置。

背景技术：

1、由于光伏组件一直暴露在风中，风对光伏板有两种不同的影响。风的积极影响是增加光伏板的冷却，这有助于降低电池温度，这对保持光伏转换效率至关重要；但是过大的风力也可能导致光伏组件被掀翻或光伏板组件结构严重损坏。

2、现在市面上大多数挡风板或挡风女儿墙虽可起到保护组件的作用，但是主要风力均集中到挡风板上，因此一旦风力过于强大会造成挡风板与光伏组件一同被掀翻的情况。专利cn104993782b公开了一种光伏阵列气动导流板，通过安装气动型面板和分布在面板外侧的尾翅，减少风载荷引起的掀起力，并将其转换为下压力增大光伏阵列结构的稳固性，但是该结构在风力风压较大时，过大的下压力容易对导流板结构造成损坏。

技术实现思路

1、本发明针对现有光伏组件挡风板所受风力风压过大导致结构变形损坏的技术问题，本发明提供一种降低光伏组件风力风压的方法和装置，具有抗风压效果，增强光伏组件在强风环境下的稳定性。

2、为达到以上目的，本发明采取以下技术方案：一种降低光伏组件风力风压的方法，所述方法包括：通过纵截面为贝塞尔曲线的吸能网使横风沿其表面线型进行导流，使横风的风力风压降低，同时在吸能网的迎风面利用贯穿圆孔道进行分流，减少风流在吸能网迎风面下方沉积；利用贝塞尔曲线的特性将横风导流至吸能网上方形成大于横风初始风速的风流驱动上风扇旋转，利用传动结构带动下风扇旋转形成与横风方向相反的风流，实现对后续来风的抵消。

3、进一步地，所述贝塞尔曲线由至少三个节点控制，且第一节点与第二节点的连线段与第一节点与第三节点的连线段的夹角为10～40°，第二节点与第一节点的连线段与第二节点与第三节点的连线段的夹角为60～70°。

4、本发明还提供了一种光伏组件挡风装置，采用上述的降低光伏组件风力风压的方法，所述装置包括安装在光伏组件后方的吸能网，光伏组件包括向着吸能网倾斜的光伏板，所述吸能网的纵截面为贝塞尔曲线，表面设有贯穿圆孔，所述光伏组件与所述吸能网之间设有风扇组件，所述风扇组件包括上风扇、下风扇和上风扇与下风扇之间连接的传动结构。

5、进一步地，在所述贝塞尔曲线上的第一节点为所述吸能网靠近所述光伏板的端点，在所述贝塞尔曲线上的第二节点为所述吸能网在地面的固定点，且第一节点与第二节点的连线段与地平面的夹角角度为30°～60°，第一节点与第二节点的垂直距离为吸能网在地平面上的高度，且低于光伏板的高度。

6、进一步地，多个所述圆孔以阵列式排布在吸能网的迎风面上。

7、进一步地，所述上风扇平行设置在所述光伏组件与所述吸能网之间形成隔空的上方，所述上风扇的扇叶侧边为平滑凹形，所述下风扇垂直安装在所述吸能网的下方。

8、进一步地，所述传动结构包括固定安装在上风扇上的转轴一、固定安装在下风扇上的转轴二和转轴一与转轴二之间固定连接的齿轮组件，所述齿轮组件包括与转轴一连接的齿轮一和与转轴一连接的齿轮二，且齿轮一与齿轮二之间啮合连接。

9、与现有技术相比，本发明的有益效果：

10、(1)通过贝塞尔曲线设计吸能网降低吸能网表面压强，对吸能网进行开孔设计减少吸能网迎风面下方风力堆积，将吸能网安装在光伏组件的后方以降低光伏组件风力风压，保证光伏组件在强风环境下的稳定性。与一般挡风装置相比，降低了挡风装置本身所受压强，实现可长期抵御强风作用。

11、(2)在吸能网与光伏板之间设置风扇组件，贝塞尔曲线特性可以将横风导流至吸能网与光伏板的上方形成大于横风初始风速的风流，初始风速35m/s，吸能网与光伏板的上方风流风速达到40～42m/s，使上风扇处于强风区从而获得更大的动能，为下风扇提供更强的驱动力从而提供足够的反向风力。通过传动结构带动吸能网下方的下风扇转动，形成一道与横风方向相反的风流用来主动防御外侧来风。通过风扇组件形成的反向风墙，可实现对风力自调节的主动抗风作用。

12、(3)采用本发明降低光伏组件风力风压方法的挡风装置，可安装在光伏板或一组光伏板列队的后方，能够解决在强风环境下光伏板被掀翻的技术问题，并且不受地理位置的限制，经济成本低。

技术特征：

1.一种降低光伏组件风力风压的方法，其特征在于，所述方法包括：通过纵截面为贝塞尔曲线的吸能网使横风沿其表面线型进行导流，使横风的风力风压降低，同时在吸能网的迎风面利用贯穿圆孔进行分流，减少风流在吸能网迎风面下方沉积；利用贝塞尔曲线的特性将横风导流至吸能网上方形成大于横风初始风速的风流驱动上风扇旋转，利用传动结构带动下风扇旋转形成与横风方向相反的风流，实现对后续来风的抵消。

2.根据权利要求1所述的降低光伏组件风力风压的方法，其特征在于，所述贝塞尔曲线由至少三个节点控制，且第一节点与第二节点的连线段与第一节点与第三节点的连线段的夹角为10～40°，第二节点与第一节点的连线段与第二节点与第三节点的连线段的夹角为60～70°。

3.一种降低光伏组件风力风压的装置，其特征在于，采用权利要求1-2任一所述的降低光伏组件风力风压的方法，所述装置包括安装在光伏组件(1)后方的吸能网(2)，光伏组件(1)包括向着吸能网(2)倾斜的光伏板(11)，所述吸能网(2)的纵截面为贝塞尔曲线，表面设有贯穿圆孔(21)，所述光伏组件(1)与所述吸能网(2)之间设有风扇组件(4)，所述风扇组件(4)包括上风扇(41)、下风扇(42)和上风扇(41)与下风扇(42)之间连接的传动结构。

4.根据权利要求3所述的降低光伏组件风力风压的装置，其特征在于，在所述贝塞尔曲线上的第一节点为所述吸能网(2)靠近所述光伏板(11)的端点，在所述贝塞尔曲线上的第二节点为所述吸能网(1)在地面(3)的固定点，且第一节点与第二节点的连线段与地平面的夹角角度为30°～60°，第一节点与第二节点的垂直距离为吸能网(2)在地平面上的高度，且低于光伏板(11)的高度。

5.根据权利要求3所述的降低光伏组件风力风压的装置，其特征在于，多个所述圆孔(21)以阵列式排布在吸能网(2)的迎风面上。

6.根据权利要求3所述的降低光伏组件风力风压的装置，其特征在于，所述上风扇(41)平行设置在所述光伏组件(1)与所述吸能网(2)之间形成隔空的上方，所述上风扇(41)的扇叶侧边为平滑凹形，所述下风扇(42)垂直安装在所述吸能网(2)的下方。

7.根据权利要求3所述的降低光伏组件风力风压的装置，其特征在于，所述传动结构包括固定安装在上风扇(41)上的转轴一(43)、固定安装在下风扇(42)上的转轴二(44)和转轴一(43)与转轴二(44)之间固定连接的齿轮组件，所述齿轮组件包括与转轴一(43)连接的齿轮一(45)和与转轴一(43)连接的齿轮二(46)，且齿轮一(45)与齿轮二(46)之间啮合连接。

技术总结
本发明公开一种降低光伏组件风力风压的方法及装置，属于光伏组件安全技术领域。技术方案是将吸能网设计为贝塞尔曲线型用来降低其表面压强，对吸能网进行开孔设计减少其迎风面下方风力堆积，将吸能网安装在光伏组件的后方以降低光伏组件风力风压，保证光伏组件在强风环境下的稳定性；在吸能网与光伏板之间设置风扇组件，利用贝塞尔曲线导流特性在吸能网与光伏板的上方形成高于横风初始风速的风流驱动上风扇转动，通过传动结构带动下风扇转动，形成一道与横风方向相反的风流用来抵挡后续来风。本发明与一般挡风装置相比，降低了挡风装置本身所受压强，实现长期抵御强风作用，并且通过风扇组件形成的反向风墙，实现对风力自调节的主动抗风作用。

技术研发人员：王强,黄煜航,孙显干,邓洁,王侠,高江宁,卢兵,平凯
受保护的技术使用者：南通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13