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标准结构

标准结构是支撑组件的安装硬件,例如支柱、椽条、檩条、扭矩管、夹具、压载块、导轨和连接件。它在 System 选项卡的 Structure 子选项卡上配置,与自定义对象并列。

可用的结构组件取决于在 Layout 子选项卡上选择的 System type。每个启用的组件都会参与光线追踪,因此可以遮挡组件并将光反射到组件上。

每个结构组件都有一个用于启用或禁用它的复选框。仅显示与所选系统类型相关的组件:

系统类型可用组件Fixed, 檩条、椽条、支柱Single-axis tracker, 夹具、扭矩管、支柱Waves, 压载块(带可选支座和稳定索)、导轨(带可选连接件)

对于 Waves 系统,仅在启用压载块时可使用支座和稳定索,仅在启用导轨时可使用连接件。

每个结构组件都分配有一种光学材料,它决定表面在光线追踪期间如何反射和吸收光。可从组件的下拉菜单中选择材料,其中列有镀锌钢、氧化镀锌钢、混凝土和阳极氧化铝合金等常见结构材料。

点击 → Show details 可查看所选材料如何映射到反射器库中的底层条目。详情对话框显示反射器的反射率、吸收率和透射率(固定值或波长相关测量值),以及应用于反射光的朗伯散射比例。

要定义列表中没有的表面,请选择 Custom。这样可直接设置反射器行为,包括库中的固定或波长相关反射器、散射比例或菲涅尔材料。此光学表面控件在系统输入中共用;有关其选项的完整说明,请参阅光学表面

某些组件还可标记为 transparent,从而将其排除在光线追踪之外。它们会在系统图像中显示为线框,而不是实体对象。透明组件仍会影响场景几何结构。例如,透明扭矩管仍用作中心旋转点。因此,将对象设置为透明不同于直接从场景中移除对象。

Fixed 系统可包含檩条、椽条和支柱。组件放置在檩条上;禁用檩条时,组件直接放置在椽条上。檩条放置在椽条上,支柱连接到椽条下方。

Fixed 系统中的檩条、椽条和支柱

檩条直接支撑组件。

Cross section 可选择两种形状之一:

  • Rectangular,由 Width WprlDepth Dprl 定义。
  • Circular,由 Diameter Dprl 定义。

Orientation 设置每根檩条的延伸方向:

  • Horizontal 平行于组件行轴。
  • Vertical 平行于倾斜方向。

Length setting 控制檩条长度:

  • Match module group dimension 使檩条在所选方向上跨越组件组,并随布局更新。
  • Custom 使用 Length Lprl

Alignment 控制檩条的数量和位置:

  • Centre of modules 将指定 Number Nprl 的檩条置于每个组件中央。使用多根檩条时,Pitch Pprl 设置其中心间距。
  • Edges of modules 在组件边缘各放置一根檩条。
  • Between modules 在间隙中放置檩条,包括组件组外侧边缘。

Dist below Zprl 设置组件组底部到檩条顶部的垂直距离。

位于单元系统边界的檩条采用共用的边缘处理行为

椽条跨越组件组,支撑檩条,并为支柱提供连接位置。

Cross section 可选择两种形状之一:

  • Rectangular,由 Width WRDepth DR 定义。
  • Circular,由 Diameter DR 定义。

Orientation 设置每根椽条的延伸方向:

  • Horizontal 平行于组件行轴。
  • Vertical 垂直于组件行轴。

Length setting 控制椽条长度:

  • Match module group dimension 使椽条在所选方向上跨越组件组,并随布局更新。
  • Custom 使用 Length LR

Number NR 设置单元系统中的椽条数量。Pitch PR 设置其中心间距。椽条关于系统中心对称分布。

位于单元系统边界的椽条采用共用的边缘处理行为

启用椽条时可使用支柱。支柱从地面延伸到椽条。

Cross section 可选择两种形状之一:

  • Rectangular,由 Width WPBreadth BP 定义。
  • Circular,由 Diameter DP 定义。

Top shape 选择支柱顶部的几何形状:

  • Flat 没有顶盖。
  • Arch 使用半圆柱顶盖。
  • Hemispherical 使用半球形顶盖。

支柱在一个方向上与椽条对齐。Layout 控制支柱在垂直方向上的位置:

  • Central 使用 Pitch Ppost 分布 Number Npost 根支柱。Offset from centre 沿椽条移动支柱组。
  • Edge 在椽条的两个边缘各放置一根支柱。

位于单元系统边界的支柱采用共用的边缘处理行为

Fixed 支柱从地面延伸到椽条。SunSolve 根据每根支柱在倾斜方向上的位置计算其高度:

Hpost(y)=ZAORytan(β)=ZMGZprlDprlDR2ytan(β),

其中,ZAOR 是计算得出的旋转轴高度,ZMG 是组件 At 0° tilt 时的高度,Zprl 是檩条 Dist belowDprl 是檩条深度或直径,DR 是椽条深度或直径,β 是组件倾角,y 是支柱在倾斜方向上相对于系统中心的位置。禁用檩条时,ZprlDprl 均为零。

因此,不同位置的支柱可具有不同高度,使每根支柱均能接触倾斜的椽条。Fixed 支柱不使用跟踪器的 Dist below module 输入。

对于 Fixed 系统,旋转轴是 SunSolve 将组件组及其支撑结构倾斜到配置角度时所绕的参考线。它是几何枢轴,而不是运行期间移动的轴。

Layout 页面上的 At 0° tilt 组件高度 ZMG 设置水平组件组底部的高度。SunSolve 根据此参考值及其下方启用的结构计算旋转轴高度:

  • 同时具有椽条和檩条时,轴穿过椽条的垂直中心,高度为 ZMGZprlDprlDR/2
  • 有椽条但无檩条时,轴穿过椽条的垂直中心,高度为 ZMGDR/2
  • 没有椽条时,轴位于 At 0° tilt 组件高度 ZMG。仅有檩条不会移动旋转轴。

更改檩条深度、Dist below 或椽条深度会更改计算得出的旋转轴高度,同时保持输入的 At 0° tilt 组件高度。椽条长度、数量、间距和方向不会影响旋转轴高度,支柱也不定义该高度。

结果显示在 Layout 页面Axis of rotation 下,名称为 Height above ground。Fixed 系统没有跟踪器的 Vertical offset 输入。

Single-axis tracker 可包含夹具、扭矩管和支柱。组件、夹具和扭矩管一起旋转,而支柱保持固定。

SunSolve 将夹具表示为长方体。每个组件会生成两个夹具。

夹具紧贴组件边框下方;没有边框时,夹具位于组件层下方。在 XY 平面中,每个夹具的中心与组件间隙中心重合。夹具不会穿过组件间隙延伸到组件行周围的空间中。

  • Length LC 沿组件边缘延伸。
  • Width WC 垂直于组件边缘。
  • Height ZC 设置夹具厚度。

夹具几何结构必须位于组件组及其间隙内。夹具高度还必须能容纳在组件与其下方结构之间。

截面中的夹具尺寸

平面图中的夹具尺寸

扭矩管支撑旋转组件,并定义其默认物理旋转轴。

带圆形扭矩管的单轴跟踪器

Cross section 可选择四种形状之一:

  • Circular,由 Diameter DTT 定义。
  • Rectangular,由 Width WTTHeight HTT 定义。
  • Hexagonal,由 Inner diameter DTT,inner 定义。
  • Octagonal,由 Inner diameter DTT,inner 定义。

扭矩管位于单元系统中央,并延伸到其边界。

Dist below module group ZMT 设置组件组底部到扭矩管顶部的垂直距离。

截面中的扭矩管尺寸

平面图中的扭矩管尺寸

组件、夹具和扭矩管旋转时,支柱保持固定。

Cross section 可选择两种形状之一:

  • Rectangular,由 X dimension XpostY dimension Ypost 定义。
  • Circular,由 Diameter Dpost 定义。

Top shape 选择支柱顶部的几何形状:

  • Flat 可用于矩形和圆形支柱。
  • Arch 使用半圆柱顶盖,可用于矩形支柱。
  • Hemispherical 使用半球形顶盖,可用于圆形支柱。

跟踪器支柱顶部形状

Layout 控制支柱沿跟踪器轴的位置:

  • Central 使用 Post-to-post pitch Ppost 分布 Number of posts Npost
  • Edge 在单元系统边界处放置支柱。

跟踪器支柱的中央布局

跟踪器支柱的边缘布局

支柱到达单元系统边界时,会与该边界齐平渲染,使结构能够正确平铺。请参阅边缘处理

Dist from top of post to bottom of panel ZMP 定义用于计算支柱高度的垂直间隙。

跟踪器支柱到组件组的垂直距离

默认物理旋转轴取决于是否启用扭矩管:

  • 有扭矩管时,组件组、夹具和扭矩管绕管轴旋转。
  • 没有扭矩管时,组件组和夹具绕一条轴旋转;该轴在 XY 平面内穿过组件组中心,在 Z 方向上位于组件组底部。

无论哪种情况,支柱均不旋转。

跟踪器组件高度定义

有扭矩管时的旋转轴

无扭矩管时的旋转轴

Layout 输入中的 Vertical offset ZRO 会使旋转点偏离此默认位置。该偏移量应用于组件组和旋转组件,但不应用于支柱。

默认跟踪器旋转点

具有垂直偏移量的跟踪器旋转点

Waves 系统可包含压载支撑梁、支座、稳定索、导轨和连接件。这些组件还决定组件高度。

压载块由支撑梁及可选的支座和稳定索组成。支撑梁放置在地面上。SunSolve 将支撑梁和支座表示为长方体,将每根稳定索表示为圆柱体。

支撑梁由 Width SBWHeight SBHLength SBL 定义。

仅在启用压载块时可使用支座。每个支座由 Width BSWHeight BSHLength BSL 定义。

Number of standoffs 设置每根支撑梁上的支座数量。间距选项使支座关于支撑梁中心对称定位:

  • Evenly spaced 将首尾支座的外边缘与支撑梁边缘对齐,并均匀分布其余支座。
  • Fixed pitch 使用 Pitch BSP,并允许最外侧支座从支撑梁边缘向内缩进。

侧视图中的 Waves 压载块和支座

平面图中的 Waves 压载块和支座

每根稳定索由 Diameter SWDOffset from edge SWO 定义。

导轨在组件角部支撑组件。下导轨位于波谷,上导轨位于波峰。其垂直参考位置为压载支撑梁顶部;没有支撑梁时,则为地面。

Arrangement 控制导轨的横向位置:

  • Aligned to module edges 将导轨置于组件间隙中央。组件放置在支架顶部。在每个波浪边缘,一根导轨具有一个朝内的支架。
  • Grouped per module 使用 Rail pitch RP 在每个组件周围分布 Number of rails。导轨组以组件为中心;相对于边缘对齐排列,导轨上下颠倒,组件位于支架最低点。此排列需要高级 Waves 权限。

与组件边缘对齐的导轨

按组件分组的导轨

导轨形状由一个支架和两个导轨段组成:

  • Rail length RL 沿组件边缘延伸。
  • Rail inner width RW 定义槽宽。
  • Rail height (main) RH1 包括圆形连接部,其中心定义旋转点。
  • Rail extra height RH2 使导轨延伸到主要部分上方。
  • Bracket width BWBracket height BH 定义组件支架。
  • Rotation height RRH 设置从支撑梁或地面参考位置到旋转点的垂直距离。

Waves 导轨和支架尺寸

仅在启用导轨时可使用连接件。连接件形成横跨导轨旋转点的矩形块,并放置在所有导轨横向位置。

上连接件位于波峰,并在垂直方向上与单元系统盒顶部对齐。下连接件位于波谷,放置在支撑梁上;没有支撑梁时则放置在地面上。连接件不会改变组件高度或旋转轴。

下连接件和上连接件分别具有 WidthHeightBreadth 输入。宽度垂直于波浪方向,广度沿波浪方向。

压载块和导轨几何结构决定组件高度;因此,Waves 的 Layout 子选项卡上没有独立的 Module height above ground 输入。

通用高度项为压载支座高度 BSH、支撑梁高度 SBH 和导轨旋转高度 RRH。其余各项由导轨排列方式决定。

导轨与组件边缘对齐时的 Waves 高度

对于 Aligned to module edges,组件高度为

BSH+SBH+RRH+RH12sin(β)RH12cos(β)+sin(β)LM2,

其中 LM 是组件在倾斜方向上的长度。

导轨按组件分组时的 Waves 高度

对于 Grouped per module,组件高度为

BSH+SBH+RRH+RH12sin(β)RH12cos(β)+BH+RH1+sin(β)LM2.

在两个方程中,最后一项都是倾斜组件对垂直高度的贡献。

旋转轴与每个组件的底边对齐,并穿过主导轨段中的圆形连接部。压载支撑梁、支座和 Rotation height 决定其离地高度。与 Fixed 和 Single-axis tracker 系统不同,Waves 的 Layout 子选项卡上没有单独的 Axis of rotation 组。

当结构元素的位置使其宽度(垂直于其长度的横截面尺寸)会延伸到单元系统边界之外时,它会自动渲染为与边界齐平的半宽元素。这可确保单元系统无限重复时结构正确平铺,而没有间隙或重叠。此行为适用于 Fixed 系统中的檩条、椽条和支柱,以及跟踪器系统中的支柱。

处理方式如下:

  • 元素的 orientation 决定检查哪个单元系统边界(X 轴或 Y 轴)。
  • 系统检测元素沿该轴的位置是否会使其宽度超出边界。
  • 对于圆形横截面,系统会创建半圆柱体(半圆形轮廓)。
  • 对于矩形横截面,垂直于长度的宽度会减半。
  • 元素的平边会与单元系统边界对齐。
  • 长度保持不变:“Match module group dimension” 设置会调整长度以适合边界,自定义长度则假定能够容纳。

此行为适用于因位置而位于边界上的元素:

  • 使用 “Between modules” 对齐模式的檩条,其中第一根和最后一根檩条可能位于边缘。
  • 数量和间距使椽条位于单元系统边缘的椽条
  • 布局和间距使支柱位于单元系统边缘的支柱

系统不会根据系统边界计算自定义长度值。请使用 “Match module group dimension” 确保元素正确适配。