光伏板支架上的轴承是支撑光伏系统稳定运行的 “关节”,其承载能力直接关系到设备的安全性和发电效率。看似不起眼的轴承,需在复杂环境中承受多重荷载考验,其承载能力的具体要求,是光伏系统设计中不可忽视的关键环节。
静态荷载:基础承载的 “底线要求”
静态荷载是轴承必须满足的基础要求,主要包括光伏板、支架自身的重量,以及积雪、积灰等附加重量。光伏板单块重量通常在 15-30 公斤,成片安装后总重量通过支架传导至轴承,轴承需能长期承受这一恒定压力而不产生变形。
积雪荷载因地区而异,北方多雪地区需按当地大积雪厚度计算,每平方米积雪重量可达 20-50 公斤,轴承承载能力需预留 1.5 倍以上安全系数,防止积雪过厚导致轴承断裂。积灰虽单重较轻,但长期堆积会形成持续荷载,设计时需将其纳入静态承载考量,确保轴承在 25 年使用周期内保持结构稳定。
动态荷载:应对环境的 “弹性考验”
动态荷载是轴承承载能力的关键挑战,主要来自风力冲击和地震作用。不同地区风速差异大,沿海地区瞬时风速可达 25 米 / 秒以上,产生的风压会使光伏板产生晃动,轴承需承受水平方向的交变荷载,其抗疲劳性能需满足 10 万次以上循环冲击而不失效。
地震荷载虽为偶然荷载,但不可忽视。地震发生时,地面震动会使光伏支架产生水平和垂直方向的加速度,轴承需具备一定的抗震承载能力,根据建筑抗震设计规范,地震烈度 7 度以上地区,轴承承载能力需提升 20%-30%,确保地震时不脱落、不损坏。
特殊场景的 “定制化要求”
在屋顶光伏系统中,轴承承载能力需额外考虑屋顶承重限制。平屋顶光伏支架的轴承通常安装在混凝土基座上,承载能力需与屋顶设计承重匹配,避免因过载导致屋顶开裂;斜屋顶支架的轴承则需承受倾斜方向的分力,其轴向承载能力需比水平安装场景提高 15% 以上。
跟踪式光伏支架的轴承承载要求更严苛。单轴跟踪系统中,轴承需在旋转过程中承受动态偏心荷载,双轴跟踪系统则需应对多角度旋转产生的复合力,其承载能力需通过动态模拟测试验证,确保在每天数十次的旋转循环中保持稳定。
承载能力与系统寿命的 “联动关系”
轴承承载能力不足会直接缩短光伏系统寿命。若静态承载不够,轴承会逐渐变形,导致光伏板倾斜角度偏移,影响采光效率;动态承载不足则可能在强风、地震时发生断裂,造成设备坠落事故。反之,过度追求高承载能力会增加成本,合理匹配承载参数是平衡安全与经济性的关键。
光伏板支架轴承的承载能力,是光伏系统 “看不见的安全线”。随着光伏产业向高功率、大型化发展,轴承承载要求将进一步提升,推动轴承材料和结构设计的创新。了解这些承载标准,才能让光伏系统在复杂环境中 “站得稳、转得顺”。关于如何通过技术手段提升轴承承载能力,后续将详细解析。
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