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光伏支架作為光伏電站的“骨架”，發(fā)展至今，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年，全球太陽能跟蹤器出貨量超過51GW，同比增長12%。預(yù)計(jì)2022年至2030年期間將超過660GW，代表著有600億美元的機(jī)遇；到2030年，年安裝數(shù)量將達(dá)到70GW-90GW。如此大的安裝市場，促使光伏跟蹤支架的應(yīng)用市場大幅提高。

作為光伏電站的“骨骼”，跟蹤支架的穩(wěn)定性對于電站惡劣天氣應(yīng)對、穩(wěn)定運(yùn)營至關(guān)重要。中信博作為行業(yè)領(lǐng)先的光伏支架企業(yè)，目前產(chǎn)品大風(fēng)保護(hù)最大可達(dá)到22 m/s，憑借超強(qiáng)穩(wěn)定性抗惡劣天氣、實(shí)現(xiàn)性能優(yōu)化，中信博的“穩(wěn)”從何而來？

跟蹤支架風(fēng)洞測試很有必要

陳昌宏博士認(rèn)為，風(fēng)洞測試在跟蹤支架設(shè)計(jì)過程中是非常有必要的。陳昌宏博士表示，有很多光伏支架廠商在項(xiàng)目現(xiàn)場經(jīng)歷過強(qiáng)風(fēng)給支架帶來的災(zāi)難性問題，其中，支架設(shè)計(jì)有主梁單管設(shè)計(jì)、圓管設(shè)計(jì)或方管設(shè)計(jì)，但都出現(xiàn)了被強(qiáng)風(fēng)破壞的問題。因此，在支架產(chǎn)品設(shè)計(jì)定型前做風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)進(jìn)行計(jì)算驗(yàn)證是非常有必要的。

同時，由于目前在光伏行業(yè)中有關(guān)光伏支架的設(shè)計(jì)沒有嚴(yán)格的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，因此我們需要利用風(fēng)洞測試來解決我們在設(shè)計(jì)過程中面臨的問題。如跟蹤支架在氣洞中的氣動穩(wěn)定性，真實(shí)的風(fēng)壓系數(shù)，以及低風(fēng)速下渦激共振和大風(fēng)速下顫振失穩(wěn)等一系列復(fù)雜問題。通過測試，從而提出應(yīng)對策略,為合作伙伴提供更加可靠的整體解決方案。

除此之外，我們還需要注意風(fēng)洞試驗(yàn)對光伏支架風(fēng)荷載的影響問題。目前，大多數(shù)人往往都認(rèn)為跟蹤支架是一個剛性結(jié)構(gòu)，但實(shí)際上它是一種細(xì)長型半剛性結(jié)構(gòu)，大多安裝于陽光充沛的野外空曠地帶，自然環(huán)境條件多變，極易受到強(qiáng)風(fēng)的影響。

因此，陳昌宏博士建議，在進(jìn)行風(fēng)洞測試過程中，我們有必要去建立一個光伏行業(yè)的風(fēng)洞測試信息數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)光伏行業(yè)中設(shè)計(jì)支架產(chǎn)品的廠商提供寶貴的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)，進(jìn)而指導(dǎo)產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)驗(yàn)證，保證光伏支架設(shè)計(jì)的安全可靠穩(wěn)定。

據(jù)了解，在2021年9月6日，中信博正式成立了屬于公司自己的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室的落成使中信博成為全球首家擁有風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室的光伏企業(yè)。

如何實(shí)現(xiàn)抗風(fēng)性能優(yōu)化？

為了在產(chǎn)品研發(fā)中獲取更精密的數(shù)據(jù)支撐，中信博于2021年自主建設(shè)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，成為全球首家擁有風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室的光伏企業(yè)。同時2022年成立數(shù)值風(fēng)洞計(jì)算中心，在行業(yè)首次實(shí)現(xiàn)自主研究“復(fù)雜地形下光伏電站數(shù)值風(fēng)洞CFD分析”，可以實(shí)現(xiàn)快速數(shù)值風(fēng)洞分析。

“數(shù)值風(fēng)洞CFD仿真+三維地理信息系統(tǒng)GIS+”應(yīng)用技術(shù)，是中信博設(shè)立風(fēng)工程研究院后突破的重點(diǎn)技術(shù)之一。

基于地理信息系統(tǒng)（GIS）對復(fù)雜光伏建設(shè)場地的有關(guān)地形分布數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和描述，進(jìn)而得到復(fù)雜地形太陽能光伏資源的空間分布特性，提高發(fā)電效率。而且，基于GIS技術(shù)構(gòu)建復(fù)雜建設(shè)環(huán)境的三維地形模型，結(jié)合數(shù)值風(fēng)洞CFD仿真方法獲得復(fù)雜地形（湖泊、山地、丘陵等地）條件下高分辨率的近地層風(fēng)場分布。

通過數(shù)值風(fēng)洞CFD研究，可以獲得更具體的風(fēng)壓系數(shù)等數(shù)據(jù)，并對光伏等結(jié)構(gòu)的氣動穩(wěn)定性進(jìn)行評估，更加明確顫振、渦激共振和扭轉(zhuǎn)發(fā)散等風(fēng)致響應(yīng)對光伏等結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，為公司現(xiàn)有產(chǎn)品優(yōu)化升級及新產(chǎn)品研究提供理論支撐。

目前，中信博已成功進(jìn)行第五階-AeroPlus階段的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)，在全球市場屈指可數(shù)，高階嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难邪l(fā)實(shí)驗(yàn)讓保障中信博產(chǎn)品在大風(fēng)等惡劣天氣下穩(wěn)而不倒的同時，做到增加發(fā)電時長、提升發(fā)電收益的成效。

CFD+GIS技術(shù)助力行業(yè)降本增效

關(guān)于數(shù)值風(fēng)洞CFD+GIS技術(shù)，陳昌宏博士介紹到，GIS是三維地理信息系統(tǒng)。在我們實(shí)際的光伏電站場景中，譬如不同位置的山峰頂、山谷底，風(fēng)速會呈現(xiàn)出不均勻的大小，我們很難估計(jì)出風(fēng)的大小。但是通過利用數(shù)值風(fēng)洞CFD+GIS三維地理信息系統(tǒng)，將Google地圖導(dǎo)入到數(shù)值風(fēng)洞中，我們便能獲取到風(fēng)的大小數(shù)值。數(shù)值風(fēng)洞可以將風(fēng)能降到0.63，最低至0.37。

陳昌宏博士進(jìn)一步指出，數(shù)值風(fēng)洞CFD計(jì)算中心還能夠?qū)夥欀Ъ艿姆€(wěn)定，及風(fēng)的大小數(shù)值響應(yīng)做出全面分析，特別是該套技術(shù)能夠?qū)?fù)雜地形和大跨度的農(nóng)光互補(bǔ)場地大支架，做到精確的風(fēng)速響應(yīng)，進(jìn)而保障跟蹤支架在強(qiáng)風(fēng)作用下的安全性和穩(wěn)定性，從而提升光伏電站收益，助力行業(yè)降本增效。

憑借這兩大技術(shù)的應(yīng)用，可以為跟蹤支架可靠度提升與結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)與技術(shù)支撐。2024年將持續(xù)秉持“科技賦能，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展”的使命，創(chuàng)新驅(qū)動，不斷增強(qiáng)產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)，提升產(chǎn)品及解決方案，促進(jìn)企業(yè)及行業(yè)共同發(fā)展。

面對不斷增長的光伏市場，中信博將不斷提升供給產(chǎn)品的差異化，打造差異化創(chuàng)新產(chǎn)品及解決方案，同時強(qiáng)化全球化供應(yīng)鏈布局及產(chǎn)能保障，目前于全球擁有4大制造基地，年交付產(chǎn)能達(dá)30GW。2024年中信博將繼續(xù)提升產(chǎn)品及供應(yīng)保障，推動供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

同時，中信博積極布局海外市場，目前產(chǎn)品已服務(wù)40余個國家超1500個項(xiàng)目，同時為保障全球供應(yīng)，布局多個國家供應(yīng)量，且首個海外工廠——印度工廠已投產(chǎn)，年產(chǎn)能約3GW。未來希望在這些持續(xù)的全球化計(jì)劃和策略加持下，積極面對外部市場的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)中國企業(yè)的全球化競爭力提升。

原標(biāo)題：光伏“骨架”如何實(shí)現(xiàn)抗風(fēng)性能優(yōu)化？首創(chuàng)CFD+GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)風(fēng)速的精確響應(yīng)