来源： 小树洞谈光伏支架 作者： John Smart
近几年，随着几个大型化石燃料发电站陆续退役，澳大利亚光伏市场正在迅速膨胀，预计到2020年，对于新能源的需求会达到33GW。而根据Rystad Energy的统计，目前将近83%的光伏电站采用的是平单轴跟踪系统。尽管排名前三的跟踪器厂家(ATI, NEXTracker和Arctech)进入澳洲市场的时间并不长，但已经拥有澳洲90%的跟踪器市场占有率。相对于其他市场，澳大利亚采用独特的买卖电价方式，其制度和应用规范的要求非常完善。这次小树洞带大家学习下，在澳大利亚设计一款跟踪系统时如何选取风荷载的重现期。
▵ 截止11月3日，今年新建的太阳能及风能电站(数据来源：AEMO)
由于澳大利亚独特的电价方式，有许多组织和机构都会对其进行检测和分析，网上能查到很多的分析数据及资料，主要的几个机构包括AERNA，AEMC和AEMO等。
小树洞最常用的是AEMO (Australian Energy Market Operator) 公众号内回复“ AEMO ”即可下载 。
好了，废话不多说，我们进入到今天的主题，如何使用澳大利亚的规范来正确的选择光伏跟踪器的风荷载重现期。
澳大利亚的规范构成层级
对于澳大利亚规范来说，我们比较熟知的就是AS1170，但是很多人并不清楚，其实AS1170只是澳大利亚规范组成的一部分，而且层级最低。
澳大利亚规范大体上分成三个层级：
高级：澳大利亚政府法律法规
Australian Grovernment Legislation
中级：澳大利亚工程建设规范
NCC( National Construction Code )
低级：澳大利亚荷载规范
AS1170( Australian Standards )
从上面的层级来看，AS1170从属于NCC
NCC对跟踪器设计有什么要求？
NCC是由COAG (Council of Australian Government)发起的，并由
ACBC (Australian Construction Building Code)负责出版的规范，最新版本为2016版，其主要分成4个部分：
Volume 1： 用于Class 2到9的建筑物
Volume 2： 用于Class 1和10两种建筑物
Volume 3： 所有类型建筑物给水排水系统
CPR：
这里引来了一个问题，从Class 1到10，采用的是不同的规定，不同的书，那么如何界定跟踪器是属于第几类建筑，我们又该看哪本书呢？
我们知道光伏电站每天面对太阳，将光能自动转换成电能，是不需要有人在上面进行操作的，NCC里面规定，对于不住人的建筑物可以划分为Class 10，包含有a，b，c三类，其中Class 10c是特定指Bushfire Sheleter，所以从下面这张图我们可以判断出，光伏跟踪系统属于Class 10b类
▵ NCC里对于Class 1和Class10的分类 定义完跟踪器的建筑类型后，我们就可以有针对性的查看NCC的Volume 2这本书了。
在Volume 2里，我们可以略过其他章节，直接看Part 3. Structrual Design Manuals。在这一部分里，有两个问题需要引起注意，一个是Importance Level的选择，另一个是荷载MRIs的硬性规定 。
Importance Level的选择
澳大利亚的光伏电站，一般采用的是Importance Level I和II两类重要性等级，在NCC里面，有对两种重要性等级的解释，小树洞摘抄并翻译如下：
“is for minor isolated structures that rarely contain people, are not required as part of normal infrastructure and present a low risk to life and other property.” “重要性等级1，是针对那些不重要的孤立建筑物，它们几乎不会有人居住，也不是常规基础设施所要求的一部分，并且对生命和其他财产只会产生很低的风险。” “includes domestic housing and structures intended to contain reasonable numbers of people under normal operations.” “重要性等级2，包括那些在正常运行的情况下，含有人的房屋和建筑物。” 由于澳大利亚光伏市场原先都是以屋顶系统为主，对于在有人居住的房屋顶上建造的光伏支架，采用II类的重要性等级无可厚非。但是CEC(Clean Energy Council)曾出过一则建议文档，“Best Practice Requirements – PV mounting equipment”，里面居然规定地面电站也需要采用II类重要性等级。将屋顶支架的这种II类重要性等级衍生到地面电站里，小树洞觉得比较欠妥。个人认为光伏电站可以使用I类重要性等级， 而且对于跟踪系统来说，往往并不是因为极限承载力不够而产生的失效。在低风速下共振所导致的损坏概率更大。
当然，如果客户有硬性的要求，那么还是得按照要求执行。
荷载重现期(MRIs)的选择
在NCC Volume 2的Part. 3里也规定了对于不同重要性等级情况下，风、雪和地震荷载的重现期选择。其中对于风荷载，还分成了 非台风区 和 台风区 两种情况。
从上表可知， 对于重要性等级I类的非台风区域，需要采用100年一遇的风速来进行计算。所以也可以说， 100年一遇风速是跟踪系统最低的风速要求 。 那么哪里是台风区，哪里是非台风区呢？接下来我们就要去找NCC的下级，AS1170了。 AS1170的构成
其中AS1170.3雪荷载部分我们很少用到，而AS1170.4地震荷载部分只有在重要性等级为II时才会使用到
AS1170.0规范综述
与NCC只规定了Importance Level I和II不同，在AS1170.0里面更详细的规定了其他的重要性等级。
▵ AS1170.0定义了1~5，共五种重要性等级 另外，相对于NCC单调的将所有建筑物只使用重要性等级来规定重现期，AS1170.0还另外将设计寿命(Design Life)这个因素加入到了重现期的选择中
▵ 对应不同的设计使用寿命以及重要性等级，规定了各个荷载的重现期
从上面的表，我们可以推断出，NCC所规定的重现期其实是基于50年的设计使用寿命，对于一些设计使用寿命为25年的光伏电站，则可以使用对应更小的重现期。比如25年设计寿命，重要性等级I类，风速则按照100年一遇重现期进行选择。
AS1170.2风荷载规范
前面我们讲到，对于非台风区和台风区，风荷载使用的重现期是不同的，如何区分台风区域，则需要阅读下AS1170.2，在AS1170.2里面，有一张风速图，标明了Region A到D四种风区，其中Region A和B为非台风区，Region C和D则为台风区。
▵ AS1170.2将风速分为A/B/C/D四种风区
当定义好重要性、设计寿命、风区以及重现期后，就可以来选择风速了，AS1170.2里面提供了多种风速的来供工程师选择。
▵ AS1170.2风速表
最后，小树洞将光伏跟踪器可能使用到的各种风速情况汇总如下，供大家参考。当然，这里讨论的都是在Ultimate Limit States下的风速，对于计算桩基的Serviceability Limit States分类比较简单，这里就不做过多解释。
END
原文始发于微信公众号（坎德拉学院）：【下篇】千年一遇，台风是要成精了!(澳洲光伏跟踪器重现期选择)
