太阳能光伏产业是世界发展速度最快的行业之一。为实现能源和环境的可持续发展，世界各国均将太阳能光伏发电作为新能源与可再生能源发展的重点。在各国政府的大力扶持下，世界太阳能光伏产业发展迅猛。截止2010年底，全国光伏电池安装量已达到90万kW，居全球第八位。一般来说，在一个大型太阳能发电站项目中，建安成本占整个项目总投资的21%左右。如果选用的支架不合适，会增加加工成本、安装成本及后期的养护成本。陈源采用SAP2000建立了三维的光伏支架模型，计算得到了支架在各种荷载作用下的受力状态。苏慧采用力学求解法对连云港职业技术学院1MW光伏支架的主、次梁和立柱进行了强度和变形验算。
      目前，国内对光伏电站支架设计的有限元分析较少，本文以北京市某实际工程为例，应用有限元软件ANSYS对钢支架次梁进行了受力性能影响参数分析，为光伏电站的支架的合理设计提供依据。
      本工程位于北京市密云县，太阳能板支架为主次梁布置结构。次梁为多跨连续梁，承受太阳能板传来荷载值；主梁为两跨连续梁结构，通过立柱等将荷载传至基础，光伏支架示意图见图1。
      本文光伏支架次梁选用目前使用最广泛的U型槽钢，其截面示意图如图2所示。
      次梁的U型槽钢采用SOLID45三维实体单元。该单元具有8个节点，每个节点有三个平动自由度，具有模拟塑性、蠕变、膨胀、应力强化、大变形和大应变的特征。
      钢材的弹性模量为206000MPa，泊松比为0.3，密度为7850kg/mm3，Q235钢的屈服强度设计值为215MPa，容许挠度为L/200(L为槽钢的支座间距)，采用适用于金属材料的vonMises屈服准则，本构模型采用双线性等向强化模型BISO模拟，见图。
      梁的有限元模型如图所示。荷载计算光伏组件自重。实测单块光伏组件的自重P1为0.2kN/m2。风荷载。北京密云光伏电站地面粗糙度为B类，支架顶端离地距离小于5m，则根据规范GB50009-2012《建筑结构荷载规范》可得风压高度变化系数1.0，风荷载体型系数1.4，阵风系数为1.0，基本风压为0.45kN/m2。风荷载标准值表达式见下式：Wk=βzμsμzw0(2)式中，βz为阵风系数；μs为风荷载体型系数；μz为风压高度变化系数；w0基本风压为。本文风荷载取值为0.63kN/m2。
      雪荷载：北京密云地区基本雪压为0.4kN/m2，积雪分布系数0.52。雪荷载标准值表达式见式：Sk=μrs0，式中，μr为屋面积雪分布系数；s0为基本雪压。本文雪荷载取值为0.208kN/m2。组合荷载。实际工程中，要求光伏支架能够抵抗7级大风，所以荷载效应组合应考虑风荷载组合效应。组合荷载表达式见式：Sd=1.2P1+1.4Wk+1.4×0.7Sk，本文组合荷载取值为1.33kN/m2。有限元分析荷载。8块组件安装在4根次梁上，每根次梁有2个面受力，受力面宽为a。次梁所受的面荷载P2表达式见式：P2=1.64Sd4000a。本文有限元分析荷载取值为0.054N/mm2。影响参数有限元分析GB50797-2012根据《光伏发电站设计规范》要求，光伏支架应按承载能力极限状态计算结构和构件的强度和变形。

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