फोटोवोल्टिक उद्योग में एल्यूमीनियम प्रोफाइल का डिजाइन और अनुप्रयोग

ऊर्जा जीवन के अस्तित्व का भौतिक आधार है। यह 21वीं सदी में मानव जाति के सामने आने वाली एक बड़ी समस्या है। हरित ऊर्जा जैसे पवन ऊर्जा, मध्यम पैमाने की हाइड्रोलिक ऊर्जा, बायोएनर्जी, सौर ऊर्जा, भूतापीय ऊर्जा आदि को लोगों द्वारा तेजी से महत्व दिया जा रहा है। इनमें सौर ऊर्जा सबसे अधिक क्षमतावान एवं अक्षय स्वच्छ ऊर्जा है। फोटोवोल्टिक उद्योग के विकास के साथ, इसके ब्रैकेट को स्टील उत्पादों से एल्यूमीनियम मिश्र धातु प्रोफाइल में बदल दिया गया है, जो हल्केपन, स्थायित्व, विविध संरचनाओं और पुनर्चक्रण जैसे पर्यावरण के अनुकूल लाभों को उजागर करता है। इस प्रयोजन के लिए, यांत्रिक विश्लेषण के माध्यम से एक उचित उत्पाद संरचना तैयार की जाती है, जो न केवल उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है, बल्कि एक सरल और हल्की संरचना भी हो सकती है।

1.2 डिज़ाइन आवश्यकताएँ:

(1) सौर पैनल विनिर्देश: 1650 मिमी × 990 मिमी × 50 मिमी

(2) स्थापित सौर पैनलों की संख्या: 14 (

3) सौर पैनल सरणी: 2×7=14

(4) ब्रैकेट झुकाव कोण: 30°

(5) अधिकतम हवा की गति: 42 मीटर/सेकेंड

(6) बर्फ भार: 0.65kN/m2

(7) सौर पैनल लोड: 0.2kN/m2

(8) स्थापना शर्तें: जमीन, जमीन खुरदरापन श्रेणी II

(9) गणना मानक: जेआईएस सी8955: 2011

(10) उत्पाद डिजाइन जीवन: 20 वर्ष

2 शक्ति डिजाइन

2.1 डिज़ाइन शर्तें

①बर्फ का भार 0.65kN/m2 है, और अधिकतम हवा की गति: 42m/s पर सेट है। भूकंपीय भार पर विचार नहीं किया जाता है. यह गणना की जा सकती है कि ऊर्ध्वाधर बर्फ की मोटाई 1 मीटर से कम है, जो सामान्य स्थानों के लिए एक गणना है।

② उपरोक्त के अनुसार, इसे सामान्य स्थान पर अधिकतम भार माना जा सकता है, और तूफान से उत्पन्न निश्चित भार जी और पवन दबाव भार डब्ल्यू के अल्पकालिक समग्र भार का उपयोग किया जाता है, अर्थात जी+ डब्ल्यू; बर्फ़ पड़ने पर G+S का भार संयोजन।

③ ब्रैकेट के सामने से बहने वाले हवा के दबाव (डाउनविंड) और ब्रैकेट के पीछे से बहने वाले हवा के दबाव (हेडविंड) के कारण सामग्री की झुकने की ताकत और झुकने की मात्रा की गणना करें, और ताकत की पुष्टि करें।

④ अधिकतम ऊंचाई H=2.175m.

2.2 अनुमानित भार

①फिक्स्ड लोड सोलर मॉड्यूल: Gm =0.2kN/m2; टी-आकार के ट्रैक का वजन 110: जी2=1.703×9.8/(1.65/2)=0.021केएन/एम2; एकल टी-आकार के ट्रैक का निश्चित भार भार 110 G= 0.2+0.021=0.221kN/m2;

② पवन दबाव भार: मान लें कि सरणी के सामने (नीचे की ओर) बहने वाली हवा का पवन दबाव भार Wp Wp=Cw×(0.6×V0 2 ×E×I) Cw- पवन गुणांक है। यह योजना सकारात्मक दबाव है. गणना सूत्र है: 0.65+0.009θ=0.65+0.009×30=0.92 V0-हवा की गति 42m/s E-पर्यावरण गुणांक, क्योंकि H=2.175m Zb=5m से कम है सूत्र (4) के अनुसार, जमीन का खुरदरापन श्रेणी II Er=1.7×(Zb /ZG)α =1.7×（5/350）0.15=0.8988 E=Er 2 /m2 है, सरणी के पीछे से बहने वाली हवा (हेडविंड) का वायु दबाव भार Wp है, और पवन गुणांक को इसमें बदल दिया गया है: Cw- पवन गुणांक। यह योजना नकारात्मक दबाव है. गणना सूत्र है: 0.71+0.016θ=0.71+0.016×30=1.19 Wp=1.19×（0.6×422×1.777×1.0）=2.238kN/m2

③बर्फ का दबाव भार Sp बर्फ का भार q: q=0.65kN/m2 बर्फ क्षेत्र जैसा कि सरणी सतह का क्षैतिज अनुमानित क्षेत्र है: As=A×cos30°

ढलान गुणांक Cs=0.84 Sp=Cs×q×As=0.84×0.65×cos30°=0.473kN/m2

④ एकल टी-आकार का ट्रैक लोड: अल्पकालिक बर्फ संचय के दौरान लोड: जी + एस = 0.221 + 0.473 = 0.694 केएन/एम2 अल्पकालिक तूफान के दौरान लोड: जी + डब्ल्यू = 0.221 + 1.73 = 1.951 केएन/एम 2 (डाउनविंड) जीडब्ल्यू =0.221- 2.238=-2.017kN/m2 (हवा के विपरीत ऊपर की ओर) क्योंकि हवा के विरुद्ध बल हवा के साथ लगने वाले बल से अधिक है, निम्नलिखित गणना केवल प्रतिकूल हवा पर विचार करती है। एक अल्पकालिक तूफान के दौरान हेडविंड लोड की लोड गणना लेते हुए, एक एकल टी-आकार का ट्रैक q=2.017kN/m2 ×1.65/2=1.664kN/m2

2.3 वर्गाकार ट्यूब का तनाव विश्लेषण

चूँकि वर्गाकार एल्युमीनियम 60×1505 की लंबाई वर्गाकार एल्युमीनियम 60×600 की लंबाई से अधिक है, इसलिए वर्गाकार एल्युमीनियम 60×1505 की स्थिरता की जाँच करना आवश्यक है। वर्गाकार एल्यूमीनियम का बल 60×1505 है: F=FB/cos30°=13319.5/ cos30°=15380N. वर्गाकार एल्युमीनियम 60×1505 के दोनों सिरे टिकाए गए हैं, इसलिए μ= 1. क्रॉस-अनुभागीय मापदंडों से, I=300653mm4, i=22.1mm; एल्यूमीनियम का लोचदार मापांक E =6.9×104 MPa. छड़ की लंबाई l = 1505 मिमी. एल्यूमीनियम मिश्र धातु σp =175MPa, फिर लचीलापन λ= μl i = 1×1505 22.1 =68 λ1=π E σp =3.14× 6.9×104 175 =62.3. प्राप्त करें: λ>λ1 इसलिए, वर्गाकार एल्यूमीनियम 60×1505 एक बड़ी अनुपालन छड़ है। यूलर के सूत्र का उपयोग Fcr= π2 EI (μl)2 = 3.142 ×6.9×104 ×300653 (1×1505)2 =90303N F=15380N＜Fcr की गणना के लिए किया जाता है, इसलिए समग्र प्रणाली स्थिर है।

एल्यूमीनियम औद्योगिक सामग्रियों के व्यापक उपयोग और फोटोवोल्टिक उद्योग में पर्यावरण संरक्षण अवधारणाओं को बढ़ावा देने के साथ, इसके क्षेत्रों में एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का उपयोग तेजी से प्रमुख हो गया है, खासकर यूरोप और जापान जैसे देशों में। वर्तमान में, हमारी कंपनी जोर-शोर से सोलर ब्रैकेट और फ्रेम प्रोफाइल विकसित कर रही है। डिज़ाइन प्रक्रिया के दौरान, डिज़ाइन अनुभाग का यांत्रिक विश्लेषण, हवा के दबाव और बर्फ के दबाव का विरोध करने के लिए ताकत की आवश्यकताओं को सुनिश्चित करते हुए, संरचना और तर्कसंगत उपयोग को अनुकूलित करता है, और एक प्रोफ़ाइल अनुभाग डिज़ाइन करता है जो तकनीकी रूप से व्यवहार्य, सामग्री में किफायती और इकट्ठा करने में आसान होता है। , उद्योग की विकास आवश्यकताओं को बेहतर ढंग से पूरा करने के लिए।