国家标准计划《地面用晶硅光伏组件户外载荷评估方法》由 TC90（全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会）归口 ，主管部门为工业和信息化部（电子）。

主要起草单位 隆基绿能科技股份有限公司 、北京鉴衡认证中心有限公司 、中国华电集团有限公司 。

光伏组件在户外长期运行期间，必然要经常遭受复杂荷载环境条件的影响，诸如风荷载、雪荷载以及多种荷载的组合作用，其中以风荷载为主要荷载形式。

根据对风速实测记录的观察，可以把风荷载看作两部分的组合：第一部分是长周期部分，其周期一般在十分钟以上，称为平均风部分；另一部分是短周期部分，在平均风基础上的脉动，其周期一般在几秒到几十秒之间，称为脉动风部分。

风荷载对结构的作用可以看作平均风的静力作用和脉动风的动力作用的叠加。

平均风一般按照随机变量来描述，其变化周期一般远离结构物的自振周期，对结构的作用可以看作静力作用；对于该部分作用于光伏组件的影响，目前光伏行业通过静态载荷测试来表征； 对于静态载荷测试，现行标准中包含的机械载荷测试是通过对组件在水平状态下，表面加载均匀机械应力，测量光伏组件可承受各种负载的机械载荷能力。

但户外实际安装时组件都是有一定倾角且承受的力是不均匀的，这就需要有一种特定的测试方法来测量组件对风载荷的抵抗能力。

目前光伏支架的设计，参考标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2019）或《光伏发电站设计规范》（GB50797-2012）。

结构风荷载的主要参数采用体型系数描述，对光伏支架及组件风荷载随倾角变化以及风荷载分布形式上都有待完善。

美国土木工程协会（ The American Society of Civil Engineers, ASCE)规定底部开口建筑屋盖的风荷载与我国《建筑结构荷载规范》类似，其考虑了倾角对风荷载的影响，迎风端和背风端的取值不同。

欧洲规范将开敞单坡顶盖风荷载分为九个区域，并且考虑了屋盖倾角以及底部阻塞率对表面风荷载的影响。

日本太阳能光伏发电系统的设计与施工中，给出了地面单独安装和屋顶安装时风力系数取值，并且给出了风力系数随倾角的变化。

以上的五个设计标准对光伏组件风荷载分布模型及取值存在较大差异：从风荷载分布形式上，分别出现了均匀分布、两区域均匀分布和九区域均匀分布；从倾角影响看，我国《光伏发电站设计规范》不考虑倾角影响，其针对平行地面安装的光伏组件正压体型系取值是欧洲规范对应值的数倍 。

国内目前的研究认为必须考虑风荷载作用在光伏组件上偏心形成的弯矩，并认为采用梯形分布可能更合理。

因此，有必要通过刚性模型测压风洞试验，获得光伏组件表面的风荷载分布，通过对其产生的整体风荷载分析，考虑风荷载分布及倾角影响的梯形分布模型和偏心距模型，为光伏组件的抗风设计提供标准参考。

脉动风一般按照随机过程来处理，其变化周期往往和结构物的自振周期比较接近，因而被当作动荷载处理，对于刚性固定的光伏组件而言，其自振频率远离脉动风频率，对于脉动风作用会造成组件安装连接点疲劳破坏，光伏行业通过动态载荷测试来研究；对于弹性支架与组件系统安装，脉动风造成系统的颤振失稳不在本标准研究范围以内。

对于动态载荷测试，研究发现DML(±1000pa,1000cycles)可衡量构成组件的零部件,包括:电池片,焊带,电气连接等是否易受影响导致破损,以及边缘密封材料是否会由安装和操作过程中的机械应力导致失效。

IEC动载(±1000Pa)研究方向：TC等效加速试验（重现电池片焊带及焊接失效）和边框安装位置应力；1动载循环约等于1TC循环，1000循环满足所有地区TC要求。

如果将目前的动态载荷测试（1000pa，1000次）用来考验结构强度是远远不够的，IEE1262早期提出过1440pa，3s间隔测试10000次的标准也缺乏理论依据，且目前已经废止。

在不同场景及风区，组件会因为风致振动出现安装连接点的疲劳破坏，原有IEC标准在结构强度测试方面作用较弱，无法满足实际判定需求。

需要结合实际厂家的风压及风压发生频次，合理设置动态载荷压力值及测试频次以确保组件户外长期服役结构抗疲劳可靠性。

范围：本标准规定了地面用晶体硅光伏组件户外载荷评估方法,适用于地面用晶体硅光伏组件。 主要技术内容： 光伏组件户外载荷评估方法分三个部分工作： 1.评估原则的确定 2.不均匀载荷作用方式及评估工作； 3.加严动载评估工作； 结合统计分析、理论分析、数值仿真分析和风洞试验，建立光伏组件户外载荷评估方法 主要研究内容为： 1、进行刚性测压模型风洞实验，结合CFD仿真，给出组件阵列在不同倾角及迎风角度的风压分布情况，将最不利工况正压及负压分布建立分布经验公式；给出风载荷静力作用部分的分布模型； 2、进行刚性测压模型风洞试验，结合CFD仿真，校核风压计算的相关系数如体型系数，遮挡系数，后续可结合实际项目地风速信息，进行组件风荷载计算，可精细化组件风载荷实际要求； 3、进行气弹性模型风洞实验，结合CFD仿真，给出弹性支架模型需要额外考虑的风阵系数、动态放大系数、抖振系数；根据实际支架选用类型，给出风速转换风压计算的风振相关系数取值； 4、根据户外典型城市的风速历史数据，通过数据处理，统计出区域位置的风速及频次信息，再通过数据进行风向评估拟合，并结合实际可能出现的雪载荷情况，结合相关计算系数，将组件的动载测试压强及动载测试次数进行合理加严，以确保组件在户外服役期间的安装可靠性； 根据上述理论分析内容，为光伏组件在实验室进行不均匀静载试验及动载加严试验提供理论依据，以及根据IEC 61215标准机载试验的结果进行失效综合判定。