CN109141807A - 光伏结构的风洞试验模型及风洞试验方法 - Google Patents

光伏结构的风洞试验模型及风洞试验方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种光伏结构的风洞试验模型及风洞试验方法，光伏结构的风洞试验模型用于模拟光伏结构进行风洞试验以获取不同角度、不同高度以及不同长宽比设置的光伏结构在不同风速条件下受到的风荷载，并根据风荷载确定光伏结构的安装角度和安装高度以及长宽比，包括光伏面板装置、用于安装光伏面板装置的平板连接装置、用于调节平板连接装置高度以调节光伏面板装置安装高度的高度调节装置以及用于调节平板连接装置倾角以调节光伏面板装置的倾角的倾角调节装置；不同数量的光伏面板装置构成所需模拟试验的不同长宽比的光伏结构的光伏模拟结构。

Description

光伏结构的风洞试验模型及风洞试验方法
技术领域
本发明涉及光伏结构风荷载风洞试验技术领域，特别地，涉及一种光伏结构的风洞试验 模型，此外，还涉及一种光伏结构的风洞试验方法。
背景技术
随着不可再生能源的濒临枯竭和生态环境的日益恶化，太阳能由于具有安全干净、资源 丰富、分布广泛等特点，已成为各国可再生能源重点开发和利用的方向。因此，如何确保光 伏结构在各种外部荷载作用下正常、可靠的工作成为太阳能产业可持续发展的关键。除自重 荷载外，光伏结构受到的外部荷载主要有风荷载、雪荷载、地震荷载等，风荷载由于受结构 形式及外界环境等诸多因素影响不易确定，例如，光伏面板安装角度、离地高度、周边光伏 面板以及其它结构和地形都会影响其周围的气流绕流状态，进而影响其风荷载。为准确评估 光伏结构风荷载，往往需要开展风洞试验。在风洞中对光伏面板进行风速流场的模拟研究是 一种重要的手段。
现有技术中，通过采用不同光伏结构风洞试验模型进行风洞试验，由于不同模型的制作 和测点加工误差造成试验结果不准确，并且需要多次更换不同的光伏结构风洞试验模型，增 加了模型的制作成本，降低了试验的效率。
发明内容
本发明提供了一种光伏结构的风洞试验模型及风洞试验方法，以解决现有光伏结构的风 洞试验需要使用不同的光伏结构的试验模型的技术问题。
根据本发明的一个方面，提供一种光伏结构的风洞试验模型，用于模拟光伏结构进行风 洞试验以获取不同角度、不同高度以及不同长宽比设置的光伏结构在不同风速条件下受到的 风荷载，并根据风荷载确定光伏结构实际的安装角度和安装高度以及长宽比，包括光伏面板 装置、用于安装光伏面板装置的平板连接装置、用于调节平板连接装置高度以调节光伏面板 装置安装高度的高度调节装置以及用于调节平板连接装置倾角以调节光伏面板装置的倾角的 倾角调节装置；不同数量的光伏面板装置组合构成所需模拟试验的不同长宽比的光伏结构的 光伏模拟结构；风洞试验模型还包括用于测量光伏模拟结构不同测压点处的风压并进行风压 数据的采集和处理的数据采集系统以及用于连接数据采集系统和光伏模拟结构的测压管，测 压管的第一端与光伏模拟结构连接，测压管的第二端与数据采集系统连接。
进一步地，光伏面板装置包括用于模拟光伏结构接收太阳辐射能的模拟光伏面板、设于 模拟光伏面板上表面和/或下表面的测压孔以及设于模拟光伏面板下表面的用于穿设数据采集 系统的测压管的开口，模拟光伏面板的内部设有用于容纳测压管的空腔，测压管的第一端固 定于测压孔上构成测压点。
进一步地，倾角调节装置包括与高度调节装置的活动部可拆卸连接的用于带动平板连接 装置上的光伏面板装置转动调节以调节光伏面板装置的倾角的弧形调节轨、用于将弧形调节 轨的两端与平板连接装置连接固接的连接件以及用于光伏面板装置的倾角调节完毕后将弧形 调节轨固定于高度调节装置活动部上的定位件。
进一步地，高度调节装置包括固定于固定台面上的连接板、固设于连接板上的固定立柱 以及与固定立柱滑动连接的调节立柱，固定立柱内沿轴向设有与调节立柱相配合的滑槽，调 节立柱的顶端与平板连接装置连接。
进一步地，两根固定立柱相对固设于连接板上，两根调节立柱分别与两根固定立柱滑动 连接，位于光伏模拟结构和数据采集系统之间的测压管与两个固定立柱相对的侧面以及两个 调节立柱相对的侧面相贴合。
进一步地，平板连接装置包括与光伏面板装置的底部连接的横向支撑轴以及将横向支撑 轴连接的纵向支撑轴，横向支撑轴和/或纵向支撑轴上设有多个用于安装光面板装置的安装孔。
根据本发明的另一方面，还提供了一种光伏结构的风洞试验方法，采用上述光伏结构的 风洞试验模型，包括以下步骤：将一个或多个光伏面板装置组合成不同长宽比的光伏模拟结 构并安装于平板连接装置上；通过测压管将光伏模拟结构的测压点与数据采集系统的扫描阀 连接；通过调节高度调节装置和倾角调节装置将光伏模拟结构的高度和倾角调节至试验要求 的高度和倾角后启动风洞进行试验，获取光伏模拟结构的风压数据；根据风压数据获取光伏 模拟结构所受的风荷载并根据风荷载确定光伏模拟结构所模拟的光伏结构的安装角度和安装 高度以及长宽比的设置。
进一步地，通过测压管将光伏模拟结构的测压点与数据采集系统的扫描阀连接，具体包 括以下步骤：将高度调节装置固定于风洞地面转盘上；将测压管的第二端穿过风洞地面转盘 的中心开孔与数据采集系统的扫描阀连接。
进一步地，调节光伏模拟结构的高度和倾角后开始启动风洞进行试验，具体包括以下步 骤：通过调节高度调节装置和倾角调节装置将光伏模拟结构的高度和倾角调节至试验要求的 高度和倾角后开始启动风洞进行试验；试验过程中，通过转动风洞地面转盘改变光伏模拟结 构的风洞试验模型的风向角，获取光伏模拟结构在不同风向角下的风压数据；不同风向角下 的风压数据获取完之后停风暂停试验；重复上述步骤直至完成光伏模拟结构在不同倾角、不 同高度以及不同风向角下的风洞试验。
进一步地，根据风压数据获取光伏模拟结构所受的风荷载，包括以下步骤：根据测压点 的风压数据，获取对应测压点的风压系数；根据光伏模拟结构各部位的弯矩，获取光伏模拟 结构各部位的弯矩系数；根据各测压点的风压系数和光伏模拟结构各部位的弯矩系数，获取 光伏模拟结构所受的风荷载。
本发明具有以下有益效果：
本发明的光伏结构的风洞试验模型，通过不同数量的光伏面板装置构成所需试验的不同 长宽比的光伏模拟结构并将光伏面板装置安装于平板连接装置上，通过高度调节装置调节平 板连接装置的高度从而将安装于平板连接装置上的光伏模拟结构调节至所需试验的高度，通 过倾角调节装置调节平板连接装置的倾角从而将安装于平板连接装置上的光伏模拟结构调节 至所需试验的倾角，当完成了一组高度和倾角下的风洞试验后重新调节倾角调节装置和/或高 度调节装置将光伏模拟结构调节至另一组所需试验的高度和倾角，因此，通过将不同数量的 光伏面板装置构成所需试验的不同长宽比的光伏模拟结构后，经过多次调节倾角调节装置和 高度调节装置完成不同长宽比的光伏模拟结构在多组高度和倾角下的风洞试验，无需更换多 个模型，避免不同模型的制作和测点加工误差造成试验结果不准确的同时还提高了试验效率。 通过数据采集系统获取光伏模拟结构的风压数据并根据风压数据获取光伏模拟结构在不同的 高度、不同的倾角以及不同的长宽比设置下的风荷载情况，从而确定光伏结构的实际最佳安 装高度、安装角度以及长宽比设置，确保光伏结构安装后充分吸收太阳辐射能的同时所受的 风荷载在承受范围内以保证光伏结构的稳定性和使用寿命。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面 将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及 其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例的光伏结构的风洞试验模型的结构示意图；
图2是本发明优选实施例的光伏结构的风洞试验模型的弯矩示意图。
图例说明：
1、光伏面板装置；2、平板连接装置；3、高度调节装置；31、连接板；32、固定立柱；33、调节立柱；4、倾角调节装置；41、弧形调节轨；42、连接杆。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的 多种不同方式实施。
图1是本发明优选实施例的光伏结构的风洞试验模型的结构示意图；图2是本发明优选 实施例的光伏结构的风洞试验模型的弯矩示意图。
如图1所示，本实施例的光伏结构的风洞试验模型，用于模拟光伏结构进行风洞试验以 获取不同角度、不同高度以及不同长宽比设置的光伏结构在不同风速条件下受到的风荷载， 并根据风荷载确定光伏结构的安装角度和安装高度以及长宽比，包括光伏面板装置1、用于安 装光伏面板装置1的平板连接装置2、用于调节平板连接装置2高度以调节光伏面板装置1安 装高度的高度调节装置3以及用于调节平板连接装置2倾角以调节光伏面板装置1的倾角的 倾角调节装置4；不同数量的光伏面板装置1组合构成所需模拟试验的不同长宽比的光伏结构 的光伏模拟结构；风洞试验模型还包括用于测量光伏模拟结构不同测压点处的风压并进行风 压数据的采集和处理的数据采集系统以及用于连接数据采集系统和光伏模拟结构的测压管， 测压管的第一端与光伏模拟结构连接，测压管的第二端与数据采集系统连接。本发明的光伏 结构的风洞试验模型，通过不同数量的光伏面板装置1构成所需试验的不同长宽比的光伏模 拟结构并将光伏面板装置1安装于平板连接装置2上，通过高度调节装置3调节平板连接装 置2的高度从而将安装于平板连接装置2上的光伏模拟结构调节至所需试验的高度，通过倾 角调节装置4调节平板连接装置2的倾角从而将安装于平板连接装置2上的光伏模拟结构调 节至所需试验的倾角，当完成了一组高度和倾角下的风洞试验后重新调节倾角调节装置4和/ 或高度调节装置3将光伏模拟结构调节至另一组所需试验的高度和倾角，因此，通过将不同 数量的光伏面板装置1构成所需试验的不同长宽比的光伏模拟结构后，经过多次调节倾角调 节装置4和高度调节装置3完成不同长宽比的光伏模拟结构在多组高度和倾角下的风洞试验， 无需更换多个模型，避免不同模型的制作和测点加工误差造成试验结果不准确的同时还提高 了试验效率。根据光伏模拟结构在不同的高度、不同的倾角以及不同的长宽比设置下的风荷 载情况确定光伏结构的最佳安装高度、安装角度以及长宽比设置，确保光伏结构安装后充分 吸收太阳辐射能的同时所受的风荷载在承受范围内以保证光伏结构的稳定性和使用寿命。
如图1所示，光伏面板装置1包括用于模拟光伏结构接收太阳辐射能的模拟光伏面板、 设于模拟光伏面板上表面和/或下表面的测压孔以及设于模拟光伏面板下表面的用于穿设测压 管的开口，模拟光伏面板的内部设有用于容纳测压管的空腔，测压管的第一端固定于测压孔 上构成测压点。模型制作时，测压管的第一端穿过模拟光伏面板下表面的开口伸入模拟光伏 面板的空腔内与测压孔连接构成测压点。可选地，测压管通过固定胶、固定扣和/或其他固定 件固定贴合于光伏模拟面板的内壁面以避免试验过程中测压管相互拉扯造成试验结果不准 确。通过在模拟光伏面板的内部设置空腔并将测压管置于空腔中，从而避免测压管的管身暴 露在风洞的气流中对试验结果造成误差。在本实施例中，高度调节装置3包括固定于固定台 面上的连接板31、固设于连接板31上的固定立柱32以及与固定立柱32滑动连接的调节立柱 33，固定立柱32内沿轴向设有与调节立柱33相配合的滑槽，调节立柱33的顶端与平板连接 装置2连接。可选地，调节立柱33沿滑槽滑动至所需高度后通过螺栓与固定立柱32固接。 可选地，固定立柱32上设有多个定位孔，调节立柱33的外表面设有与定位孔形状相匹配的 定位滚珠，定位滚珠滑动至不同高度处的定位孔中固定以实现调节立柱33的高度调节。可选 地，固定立柱32的内部设有伸缩气缸，伸缩气缸的活动端与调节立柱33的底部连接，通过 伸缩气缸带动调节立柱33沿滑槽上下移动以实现调节立柱33的高度调节。可选地，调节立 柱33的底部设有齿轮，固定立柱32的滑槽内沿轴向设有与齿轮啮合连接的齿条。光伏面板 装置1通过平面连接装置安装于两个调节立柱33的顶端并通过连接板31固定于风洞地面转 盘上。连接板31与风洞地面转盘采用热熔胶胶结固定，使模型固定稳固且易于拆卸。可选地， 连接板31与风洞地面转盘采用螺栓固定连接。用于穿设测压管的开口设于光伏面板装置1下 表面并靠近调节立柱33。两根固定立柱32相对固设于连接板31上，两根调节立柱33分别与 两根固定立柱32滑动连接，位于光伏模拟结构和数据采集系统之间的测压管与两个固定立柱 32相对的侧面以及两个调节立柱33相对的侧面相贴合。由于两个调节立柱33的相互阻挡， 在风洞试验的过程中，两个调节立柱33相对的一侧受到气流的作用最小，因此测压管沿两个 调节立柱33相对的一侧穿过风洞地面转盘的中心开孔与数据采集系统的扫描阀连接，进一步 减少了风洞试验过程中气流对测压管的影响，提高试验结果的准确性。调节立柱33通过沿固 定立柱32内的滑槽滑动至光伏结构试验所要求的高度后进行固定。调节立柱33上标有高度 尺寸。为保证测试结果的精度，需要确保模拟光伏面板在试验风速下不易发生变形和振动以 及在长期的气流冲击下不易变形。模拟光伏面板采用有机玻璃板和ABS板两种材料组合构成。 ABS板具有良好的尺寸稳定性且易于成型加工。有机玻璃板具有极好的冲击强度。可选地， 模拟光伏面板包括由ABS板构成的内壳体以及与内壳体的表面相贴合的由有机玻璃板构成的 外壳体。内壳体的空腔用于放置测试管。可选地，模拟光伏面板采用不锈钢板、聚氯乙烯板 或其他硬质不变形材料。
如图1所示，倾角调节装置4包括与高度调节装置3的活动部可拆卸连接的用于带动平 板连接装置2上的光伏面板装置1转动调节以调节光伏面板装置1的倾角的弧形调节轨41、 用于将弧形调节轨41的两端与平板连接装置2连接的连接杆42以及用于光伏面板装置1的 倾角调节完毕后将弧形调节轨41固定于高度调节装置3活动部上的定位件。通过转动光伏模 拟结构、平板连接装置2或弧形调节轨41将安装于平板连接装置2上的光伏面板装置1调节 至试验所需的倾角后通过定位件将弧形调节轨41与高度调节装置3的活动部固定。在本实施 例中，平板连接装置2与调节立柱33的顶端通过螺栓连接。在本实施例中，弧形调节轨41 上设有弧形导槽，调节立柱33上设有固定孔，弧形调节轨41通过螺栓穿设于弧形导槽和固 定孔中进行固定。当需要调节安装于平板连接装置2上的光伏模拟结构的倾角，则拧松调节 立柱33顶端的螺栓和弧形调节轨41上的螺栓后转动光伏模拟结构、平板连接装置2或弧形 调节轨41，弧形调节轨41上的螺栓沿弧形导槽滑动，调节至试验要求的倾角后将调节立柱 33顶端的螺栓和弧形调节轨41上的螺栓重新拧紧固定。弧形调节轨41上标有对应的角度。 可选地，平板连接装置2通过铰接件铰接于调节立柱33的顶端。光伏模拟面板与水平面平行 时，倾角为0度，以光伏模拟面板靠近来流的一端向下转动为正，向上转动为负。可选地， 倾角调节装置4的倾角调节范围为-60度到60度。由于光伏面板在实际安装时需保证光伏面 板能够吸收到太阳辐射能，若光伏面板与水平面的夹角大于60度，光伏面板不易被太阳光照 射，一般情况下，光伏面板在实际布置时与水平面的夹角小于60度，因此，在本实施例中， 倾角调节装置4的倾角调节范围为-60度到60度以模拟光伏结构在-60度到60度的范围内受 到的风荷载。可选地，通过改变弧形调节轨41的弧长和半径以改变倾角调节范围。可选地， 倾角调节装置4包括两条平行且间隔布设的弧形杆、用于将弧形杆的两端与平板连接装置2 连接的连接杆42以及设于高度调节装置3的活动部上并与两条弧形杆滑动连接的滑块。可选 地，倾角调节装置4包括带有燕尾槽的弧形板、用于将弧形板的两端与平板连接装置2连接 的连接杆42以及设于高度调节装置3的活动部上并与燕尾槽相匹配的滑块。可选地，倾角调 节装置4包括边缘为齿状的弧形调节轨41、用于将弧形调节轨41的两端与平板连接装置2连 接的连接杆42以及设于高度调节装置3的活动部上并与弧形调节轨41的齿状边缘啮合连接 的齿轮。可选地，倾角调节装置4包括边缘为齿状的弧形调节轨41、用于将弧形调节轨41的 两端与平板连接装置2连接的连接杆42、设于高度调节装置3的活动部上的驱动装置以及安 装于驱动装置的输出轴上并与弧形调节轨41的齿状边缘啮合连接的齿轮。
如图1所示，平板连接装置2包括与光伏面板装置1的底部连接的横向支撑轴以及将横 向支撑轴连接的纵向支撑轴，横向支撑轴和/或纵向支撑轴上设有多个用于安装光伏面板装置 1的安装孔。用于支撑和连接光伏模拟结构的平板连接装置2不宜结构复杂，结构越复杂则尾 流的影响越大，影响风压数据的准确性，因此，在本实施例中，光伏面板装置1安装于两根 横向支撑轴和两根纵向支撑轴上。若光面板装置的数量较多可适当增加横向支撑轴的数量。 在本实施例中，纵向支撑轴上设有多个贯穿纵向支撑轴上表面和下表面的用于安装光伏面板 装置1的安装孔。纵向支撑轴上设有贯穿两侧壁面的用于纵向支撑轴与调节立柱33顶端连接 的安装孔。横向支撑轴用于连接倾角调节装置4。本实施例中，连接杆42固定于横向支撑轴 上。通过转动光伏模拟结构、平板连接装置2或弧形调节轨41调节至试验要求的倾角。可选 地，平板连接装置2为横杆、纵杆、斜杆中任意两种组合构成的支撑网架。
本实施例的光伏结构的风洞试验方法，采用上述光伏结构的风洞试验模型，包括以下步 骤：将一个或多个光伏面板装置1组合成不同长宽比的光伏模拟结构并安装于平板连接装置2 上；通过数据采集系统的测压管将光伏模拟结构的测压点与数据采集系统的扫描阀连接；通 过调节高度调节装置3和倾角调节装置4将光伏模拟结构的高度和倾角调节至试验要求的高 度和倾角后启动风洞进行试验，获取光伏模拟结构的风压数据；根据风压数据获取光伏模拟 结构的体型系数及所受的风荷载并根据风荷载确定光伏结构的安装角度和安装高度以及长宽 比的设置。由于光伏模拟结构表面的风压不是均匀分布，因此风荷载对光伏模拟结构有弯矩 作用，光伏结构的风压系数以及各部位的弯矩系数与光伏模拟结构的长宽比有关，光伏结构 各部位所受风荷载的计算与光伏结构的风压系数以及各部位的弯矩系数有关，因此光伏结构 长宽比也是影响光伏结构所受风荷载的因素。本发明的光伏结构的风洞试验方法，通过采用 上述光伏结构的风洞试验模型，通过倾角调节装置4调节平板连接装置2的倾角从而将安装 于平板连接装置2上的光伏模拟结构调节至所需试验的倾角，当完成了一组高度和倾角下的 风洞试验后重新调节倾角调节装置4和/或高度调节装置3将光伏模拟结构调节至另一组所需 试验的高度和倾角，因此，通过将不同数量的光伏面板装置1构成所需试验的不同长宽比的 光伏模拟结构后，经过多次调节倾角调节装置4和高度调节装置3完成不同长宽比的光伏模 拟结构在多组高度和倾角下的风洞试验，无需更换多个模型，避免不同模型的制作和测点加 工误差造成试验结果不准确的同时还提高了试验效率。通过本发明的光伏结构的风洞试验模 型模拟光伏结构进行风洞试验后获取所模拟的光伏结构所受的风荷载，从而根据光伏结构的 周围环境的风速流场合理布设光伏结构，包括光伏结构的安装角度和安装高度以及长宽比的 设置，确保光伏结构充分吸收太阳辐射能的同时所受的风荷载在承受范围内以保证光伏结构 的稳定性和使用寿命。
调节光伏结构的高度和倾角后启动风洞进行试验，具体包括以下步骤：通过调节高度调 节装置3和倾角调节装置4将光伏模拟结构的高度和倾角调节至光伏结构试验要求的高度和 倾角后启动风洞进行试验；试验过程中，通过转动风洞地面转盘改变光伏结构的风洞试验模 型的风向角，获取光伏模拟结构在不同风向角下的风压数据；不同风向角下的风压数据获取 完之后停风暂停试验；重复上述步骤直至完成光伏模拟结构在不同倾角、不同高度以及不同 风向角下的风洞试验。
光伏结构的风洞试验模型通过两个相对设置的高度调节装置3固定于风洞地面转盘上， 将测压管的第二端沿两个高度调节装置3相对的侧面移动并穿过风洞地面转盘的中心开孔与 数据采集系统的压力扫描阀连接。由于两个高度调节装置3的相互阻挡，在风洞试验的过程 中，两个高度调节装置3相对的一侧受到气流的作用最小，因此测压管沿两个高度调节装置3 相对的一侧穿过风洞地面转盘的中心开孔与数据采集系统的扫面阀连接，进一步减少了风洞 试验过程中气流对测压管的影响，提高试验结果的准确性。
如图2所示，根据风压数据获取光伏模拟结构所受的风荷载，包括以下步骤：根据测压 点的风压数据计算对应测压点的风压系数CPi(t)并获取风压系数的平均值和极值，计算公 式：其中，Pi(t)为测压点i处的风压，由数据采集系统测得，P0为试验时参考高度处的总压平均值，P∞为试验时参考高度处的净压平均值；在本实施例中，平板连接装置包括两根横向支撑轴以及连接两根横向支撑轴的两根纵向支撑轴，两根纵向支撑 轴固定于两个调节立柱33上，两个调节立柱对光伏模拟结构的中心轴处支撑，位于高处横向 支撑轴为光伏模拟结构的上支撑轴，位于低处的横向支撑轴为光伏模拟结构的下支撑轴，光 伏模拟结构的中心轴处的弯矩、上支撑轴处的弯矩、下支撑轴处的弯矩、以及固定立柱32基 底弯矩分别为Mc、Md、Mu、Mb，对应的弯矩系数分别为CMc、CMd、CMu、CMb
计算公式：
其中，Li,u为i测压点到模拟光伏面板上支撑轴线的距离(以0°风向角时靠近来流一侧距 离为负，远离来流一侧距离为正)，Ai为i测压点所属面积；
其中，Li,d为i测压点到模拟光伏面板下支撑轴线的距离(以0°风向角时靠近来流一侧距 离为负，远离来流一侧距离为正)，Ai为i测压点所属面积；
其中，Li,c为i测压点到模拟光伏面板中心轴线的距离(以0°风向角时靠近来流一侧距离 为负，远离来流一侧距离为正)，Ai为i测压点所属面积，A为模拟光伏面板总面积，H为固 定立柱32基底到调节立柱33顶端的高度；
其中，A为光伏面板总面积，B为光伏面板宽度，H为固定立柱32基底到调节立柱33顶端的高度；根据各测点的风压系数和光伏模拟结构各部位的弯矩系数，获取光伏模拟结构 所受的风荷载。最后根据光伏模拟结构所受的风荷载以及光伏结构的安装环境下的风速和风 向情况确定光伏结构的安装角度和安装高度以及长宽比的设置，确保光伏结构充分吸收太阳 辐射能的同时所受的风荷载在承受范围内以保证光伏结构的稳定性和使用寿命。
从以上的描述中，可以看出，本发明的上述实施例实现了如下技术效果：
本发明的光伏结构的风洞试验模型，通过不同数量的光伏面板装置构成所需试验的不同 长宽比的光伏模拟结构并将光伏面板装置安装于平板连接装置上，通过高度调节装置调节平 板连接装置的高度从而将安装于平板连接装置上的光伏模拟结构调节至所需试验的高度，通 过倾角调节装置调节平板连接装置的倾角从而将安装于平板连接装置上的光伏模拟结构调节 至所需试验的倾角，当完成了一组高度和倾角下的风洞试验后重新调节倾角调节装置和/或高 度调节装置将光伏模拟结构调节至另一组所需试验的高度和倾角，因此，通过将不同数量的 光伏面板装置构成所需试验的不同长宽比的光伏模拟结构后，经过多次调节倾角调节装置和 高度调节装置完成不同长宽比的光伏模拟结构在多组高度和倾角下的风洞试验，无需更换多 个模型，避免不同模型的制作和测点加工误差造成试验结果不准确的同时还提高了试验效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员 来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等 同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光伏结构的风洞试验模型，用于模拟光伏结构进行风洞试验以获取不同角度、不同高度以及不同长宽比设置的光伏结构在不同风速条件下受到的风荷载，并根据风荷载确定光伏结构实际的安装角度、安装高度以及长宽比，
其特征在于，
包括光伏面板装置(1)、用于安装所述光伏面板装置(1)的平板连接装置(2)、用于调节所述平板连接装置(2)高度以调节所述光伏面板装置(1)安装高度的高度调节装置(3)以及用于调节所述平板连接装置(2)倾角以调节所述光伏面板装置(1)的倾角的倾角调节装置(4)，
不同数量的所述光伏面板装置(1)组合构成所需模拟试验的不同长宽比的光伏结构；
风洞试验模型还包括用于测量光伏模拟结构不同测压点处的风压并进行风压数据的采集和处理的数据采集系统以及用于连接所述数据采集系统和所述光伏模拟结构的测压管，所述测压管的第一端与所述光伏模拟结构连接，所述测压管的第二端与所述数据采集系统连接。
2.根据权利要求1所述的光伏结构的风洞试验模型，其特征在于，
所述光伏面板装置(1)包括用于模拟光伏结构接收太阳辐射能的模拟光伏面板、设于所述模拟光伏面板上表面和/或下表面的测压孔以及设于所述模拟光伏面板下表面的用于穿设所述测压管的开口，
所述模拟光伏面板的内部设有用于容纳所述测压管的空腔，所述测压管的第一端固定于所述测压孔上构成测压点。
3.根据权利要求1所述的光伏结构的风洞试验模型，其特征在于，
所述倾角调节装置(4)包括与所述高度调节装置(3)的活动部可拆卸连接的用于带动所述平板连接装置(2)上的所述光伏面板装置(1)转动调节以调节所述光伏面板装置(1)的倾角的弧形调节轨(41)、用于将所述弧形调节轨(41)的两端与所述平板连接装置(2)连接的连接件(42)以及用于所述光伏面板装置(1)的倾角调节完毕后将所述弧形调节轨(41)固定于所述高度调节装置(3)活动部上的定位件。
4.根据权利要求1所述的光伏结构的风洞试验模型，其特征在于，
所述高度调节装置(3)包括固定于固定台面上的连接板(31)、固设于所述连接板(31)上的固定立柱(32)以及与所述固定立柱(32)滑动连接的调节立柱(33)，
所述固定立柱(32)内沿轴向设有与所述调节立柱(33)相配合的滑槽，所述调节立柱(33)的顶端与所述平板连接装置(2)连接。
5.根据权利要求4所述的光伏结构的风洞试验模型，其特征在于，
两根所述固定立柱(32)相对固设于所述连接板(31)上，两根所述调节立柱(33)分别与两根所述固定立柱(32)滑动连接，位于所述光伏模拟结构和所述数据采集系统之间的所述测压管与两个所述固定立柱(32)相对的侧面以及两个所述调节立柱(33)相对的侧面相贴合。
6.根据权利要求1所述的光伏结构的风洞试验模型，其特征在于，
所述平板连接装置(2)包括与所述光伏面板装置(1)的底部连接的横向支撑轴以及将所述横向支撑轴连接的纵向支撑轴，所述横向支撑轴和/或所述纵向支撑轴上设有多个用于安装所述光面板装置(1)的安装孔。
7.一种光伏结构的风洞试验方法，其特征在于，采用权利要求1-6任一所述的光伏结构的风洞试验模型，包括以下步骤：
将一个或多个所述光伏面板装置(1)组合成不同长宽比的所述光伏模拟结构并安装于所述平板连接装置(2)上；
通过所述测压管将所述光伏模拟结构的测压点与所述数据采集系统的扫描阀连接；
通过调节所述高度调节装置(3)和所述倾角调节装置(4)将所述光伏模拟结构的高度和倾角调节至试验要求的高度和倾角后启动风洞进行试验，获取所述光伏模拟结构的风压数据；
根据风压数据获取所述光伏模拟结构所受的风荷载并根据风荷载确定光伏结构的安装角度和安装高度以及长宽比的设置。
8.根据权利要求7所述的光伏结构的风洞试验方法，其特征在于，通过所述测压管将所述光伏模拟结构的测压点与所述数据采集系统的扫描阀连接，具体包括以下步骤：
将所述高度调节装置(3)固定于风洞地面转盘上；
将所述测压管的第二端穿过所述风洞地面转盘的中心开孔与所述数据采集系统的扫描阀连接。
9.根据权利要求8所述的光伏结构的风洞试验方法，其特征在于，调节所述光伏模拟结构的高度和倾角后启动风洞进行试验，具体包括以下步骤：
通过调节所述高度调节装置(3)和所述倾角调节装置(4)将所述光伏模拟结构的高度和倾角调节至试验要求的高度和倾角后开始启动风洞进行试验；
试验过程中，通过转动所述风洞地面转盘改变所述光伏模拟结构的风洞试验模型的风向角，获取所述光伏模拟结构在不同风向角下的风压数据；
不同风向角下的风压数据获取完之后停风暂停试验；
重复上述步骤直至完成所述光伏模拟结构在不同倾角、不同高度以及不同风向角下的风洞试验。
10.根据权利要求7所述的光伏结构的风洞试验方法，其特征在于，根据风压数据获取所述光伏模拟结构所受的风荷载，包括以下步骤：
根据测压点的风压数据，获取对应测压点的风压系数；
根据所述光伏模拟结构各部位的弯矩，获取所述光伏模拟结构各部位的弯矩系数；
根据所述光伏模拟结构各测压点的风压系数和所述光伏模拟结构各部位的弯矩系数，获取所述光伏模拟结构所受的风荷载。
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