光伏压块多厚

光伏支架能够保护光伏组件，避免光伏组件被腐蚀或者被风力破坏。而光伏组件边框是用于固定光伏组件的重要部件。

现有技术中，光伏组件固定于光伏组件边框后，光伏组件边框与光伏支架的安装方式之一为压块安装。参见图1，压块为一体成型结构，包括依次连接的第一水平部11’、竖直部12’和第二水平部13’，第二水平部13’上开设有螺纹孔。将光伏组件边框2’放置在光伏支架3’的合适位置后，压块的第一水平部11’压设在光伏组件边框2’的上表面，再将第二水平部13’通过螺栓固定到光伏支架3’上，完成光伏组件边框2’在光伏支架3’上的安装。

但是，现有技术中，采用压块安装时，需要在光伏组件边框2’上测量压块的最佳安装位置，然后用第一水平部11’压住光伏组件边框，再将螺栓拧入第二水平部13’上的螺纹孔内使得第二水平部13’固定到光伏支架3’上，操作繁琐，且在旋拧螺栓的过程中第一水平部11’与光伏组件边框2’的相对位置可能会发生变化，导致光伏组件边框2’安装不稳。尤其是当光伏组件边框2’的尺寸越大时，安装时间会更长，操作难度也更大。压块位置的优化

组件的准确力学模型为叠合板，叠合板的变形和应力是各方向的线单元相互作用的结果。为简化计算，取板上受力最简单、对组件承载能力影响最大的边沿线单元进行分析，不考虑压块大小对变形的影响时，其长边的线单元可视为带悬臂的简支梁，见图3；短边的线单元可视为简支梁，见图4。其中，q为均布荷载；m为组件长边悬臂长度，即压块中心到组件边沿的距离；l为组件长边的两压块间距；n为组件短边长度。

图3 长边线单元取样位置和力学模型

图4 短边压块中心线单元取样位置和力学模型

根据《建筑结构静力计算手册》[7]可知，图3中，组件长边力学模型的外边沿C点的最大挠度与荷载q、距离l和m的关系为：

式中，f1max为组件长边力学模型的外边沿C点的最大挠度；E、I分别为组件的弹性模量和惯性矩；λ为组件长边的两压块之间的线单元最大挠度，

如图3中，组件长边的两压块之间的线单元最大挠度与载荷q、距离l的关系为：

如图4中，组件短边的压块中心线单元最大挠度与荷载q、组件短边长度n的关系为：

由式(3)可知，压块位置对组件短边的压块中心线单元挠度无影响，因此下文在进行工程算法研究时，暂不考虑压块位置对组件短边的影响。

根据李顺美等[8]的研究，薄膜光伏组件中电池层只有几微米厚，而玻璃、EVA胶的厚度均远大于电池层的厚度，组件的力学性能主要由玻璃和EVA胶决定。由于EVA胶的弹性模量与组件前、后背板的玻璃相比相差1.85×104倍[8]，为简化计算，在采用工程算法计算时，组件的弹性模量等同于玻璃，按照弹性模量E=72 GPa、均布荷载q=2400 Pa进行计算。

根据杨小攀等[9]的研究，薄膜光伏组件在进行力学分析时，可采用纯玻璃板模型代替原组件进行简化计算，其等效厚度时可采用最大应力相等公式进行计算。本模型在计算时取用厚度h=4.92 mm。

压块的最优位置选用原则为：应使组件边沿和中心的变形f1max、f2max均最小。根据此原则，设置压块中心到组件边沿的距离m的范围为60～405 mm，得到如图5所示的曲线。

由图5可知，组件边沿(A或D点)的挠度逐渐由负值变为正值，对应的变形由翘曲变为弯曲。挠度在m值较小时，组件悬臂部分的弯曲刚度较大，抵抗变形的能力强；随着悬臂长度的增大，弯曲刚度逐渐变小，在m=120 mm时，组件中心在变形内力的作用下达到平衡状态，此时出现了翘曲状态下组件边沿变形的最大值；当m=265 mm时，组件边沿的变形几乎为零；之后随着m值的持续增大，组件边沿的变形也逐渐增加。

图5 不同m值下组件挠度的变化曲线

相比之下，随着m值的不断增大，组件中心挠度逐渐减小，组件中心的变形也由弯曲变为翘曲；当m=295 mm时，组件中心的变形为零；之后随着m值的增大，组件中心由弯曲变为翘曲。

由上述分析可知，组件边沿(A或D点)和中心的变形量最小值均为零，但对应的m值并不同，m值偏差较大主要是由压块位置的“顾此失彼”造成的。

方差[10]是用来度量随机变量和其数学期望(即均值)之间偏离程度的。为合理评估不同m值下组件中心和边沿变形量的变化趋势以获取最优m值，对同一m值下取组件边沿和中心变形的平均值Mn和方差进行比较。

同一m值下组件变形平均值Mn、方差的变化曲线分别如图6、图7所示。由图6可知，当m＜270 mm时，组件边沿和中心变形的Mn呈线性减小，之后随着m值的增大，Mn呈线性增长；Mn的最小值出现在m=270 mm，为1.92 mm。由图7可知，当m＜200 mm时，组件边沿和中心变形的急剧减小，之后其变化幅度逐渐减小；当m=280 mm时，的最小值为0.124；当m＞280 mm后，逐渐增大。

图6 同一m值下组件变形平均值Mn的变化曲线

图7 同一m值下组件变形方差的变化曲线

当m=270 mm时，组件边沿和中心变形的Mn最小，为1.92 mm，此时组件边沿和中心变形的=1.63；当m=280 mm时，组件边沿和中心变形的Mn为2.26 mm，组件中心变形和边沿变形的最小，为0.124。可见两种情况下二者的偏差不大。

综合考虑图5～图7，得出压块的最佳位置m取值范围在270～280 mm。为找到压块的最优位置采用有限元算法进行模拟。

二、太阳能光伏支架的主要结构形式包括：

斜屋顶支架：平行于屋顶坡度

主要产品部件：导轨、卡件、挂钩

屋顶倾角支架：与屋顶相互倾斜一定角度

主要产品部件：导轨、卡件、倾角机构

屋顶压载支架：通过压块固定支架，通常安装在平屋顶

BIPV：光伏建筑一体化结构

地面支架：通过地基，直埋等方式，将支架安装在地面上

打桩式地面支架：通过打桩机安装立柱的地面支架类型

立柱支架：单根立柱支撑整个太阳能板结构

结构形式：有1，2，3，4，6，8。。。块板地柱地架

凉棚式支架：可以用做停车棚及休息场所

跟踪支架：通过电控系统，使支架跟着太阳转动而转动，以获得太阳能板的最大功率

结构形式：可分单轴，斜轴，双轴

要结合组件是如何排布来算的，一般一个组件用4个压块，但是相邻的是可以共用的。

太阳能光伏铝合金压块应用于太阳能光伏地面和屋顶的安装，配合太阳能光伏支架固定太阳能电池板。牢固锁定电池板。太阳能光伏铝合金压块分为中压块和边压块，中压块或边压块的规格可依据客户电池板的厚度确定，太阳板是集采光、保温于一体的建材新秀。

第二、根据设计方案及载荷数据，合理的使用压块可以满足抗风、抗拉及形变等要求；

第三、压块比直接打固定螺栓固定的方式灵活，一旦需要拆除或移位，压块可以叫快捷方便的施工。

第四、压块规格确定后，施工中容易满足设计要求，不易因人为因素导致施工质量波动