光伏支架作為光伏電站重要的組成部分，它承載著光伏電站的發(fā)電主體。支架的選擇直接影響著光伏組件的運(yùn)行安全、破損率及建設(shè)投資，選擇合適的光伏支架不但能降低工程造價(jià)，也會(huì)減少后期養(yǎng)護(hù)成本。

一、光伏支架類型

1、根據(jù)材料分類

根據(jù)光伏支架主要受力桿件所采用材料的不同，可將其分為鋁合金支架、鋼支架以及非金屬支架，其中非金屬支架使用較少，而鋁合金支架和鋼支架各有特點(diǎn)。

2、根據(jù)安裝方式分類

二、固定式光伏支架介紹

光伏陣列不隨太陽(yáng)入射角變化而轉(zhuǎn)動(dòng)，以固定的方式接收太陽(yáng)輻射。根據(jù)傾角設(shè)定情況可以分為：最佳傾角固定式、斜屋面固定式和傾角可調(diào)固定式。

1、最佳傾角固定式

先計(jì)算出當(dāng)?shù)刈罴寻惭b傾角，而后全部陣列采用該傾角固定安裝，目前在平頂屋面電站和地面電站廣泛使用。

1)平頂屋面-混凝土基礎(chǔ)支架

平頂屋面混凝土基礎(chǔ)支架是目前平屋面電站中最常用的安裝形式，根據(jù)基礎(chǔ)的形式可以分為條形基礎(chǔ)和獨(dú)立基礎(chǔ);支架支撐柱與基礎(chǔ)的連接方式可以通過(guò)地腳螺栓連接或者直接將支撐柱嵌入混凝土基礎(chǔ)。

優(yōu)點(diǎn)：抗風(fēng)能力好，可靠性強(qiáng)，不破壞屋面防水結(jié)構(gòu)。

缺點(diǎn)：需要先制作好混凝土基礎(chǔ)，并養(yǎng)護(hù)到足夠強(qiáng)度才能進(jìn)行后續(xù)支架安裝，施工周期較長(zhǎng)。

2)平頂屋面-混凝土壓載支架

優(yōu)點(diǎn)：混凝土壓載支架施工方式簡(jiǎn)單，可在制作配重塊時(shí)同時(shí)進(jìn)行支架安裝，節(jié)省施工時(shí)間。

缺點(diǎn)：混凝土壓載支架抗風(fēng)能力相對(duì)較差，設(shè)計(jì)配重塊重量時(shí)需要充分考慮到當(dāng)?shù)刈畲箫L(fēng)力。

3)地面電站-混凝土基礎(chǔ)支架

地面電站混凝土基礎(chǔ)支架多種多樣，根據(jù)不用的項(xiàng)目地質(zhì)情況，可選擇對(duì)應(yīng)的安裝方式，以下主要介紹現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)、獨(dú)立及條形混凝土基礎(chǔ)、預(yù)制混凝土空心柱基礎(chǔ)等幾種最常見(jiàn)的混凝土基礎(chǔ)安裝形式。

現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)

根據(jù)基礎(chǔ)形式不同，現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)可分為現(xiàn)澆混凝土樁和澆注錨桿。

優(yōu)點(diǎn)：現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)開(kāi)挖土方量少，混凝土鋼筋用量小，造價(jià)較低、施工速度快。

缺點(diǎn)：現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)施工易受季節(jié)和天氣等環(huán)境因素限制，施工要求高，一旦做好后無(wú)法再調(diào)節(jié)。

獨(dú)立及條形混凝土基礎(chǔ)

優(yōu)點(diǎn)：獨(dú)立及條形混凝土基礎(chǔ)采用配筋擴(kuò)展式基礎(chǔ)，施工方式簡(jiǎn)單，地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng)，基礎(chǔ)埋置深度可相對(duì)較淺。

缺點(diǎn)：獨(dú)立及條形混凝土基礎(chǔ)工程量大，所需人工多，土方開(kāi)挖及回填量大，施工周期長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境的破壞大。

預(yù)制混凝土空心柱基礎(chǔ)

預(yù)制混凝土空心柱基礎(chǔ)廣泛用于水光互補(bǔ)電站、灘涂地電站等地質(zhì)條件較差的電站。同時(shí)由于基礎(chǔ)高度優(yōu)勢(shì)，也被較多用于山地電站以及農(nóng)光互補(bǔ)電站。

4)地面電站-金屬樁支架

金屬樁支架在地面電站中應(yīng)用同樣非常廣泛，主要可分為螺旋樁基礎(chǔ)支架和沖擊樁基礎(chǔ)支架。

螺旋樁基礎(chǔ)支架

螺旋樁支架根據(jù)是否帶法蘭盤可分為帶法蘭盤螺旋樁支架和不帶法拉盤螺旋樁支架;根據(jù)子葉形狀可分為窄葉連續(xù)型螺旋樁支架和寬葉間隔型螺旋樁支架。

帶法蘭盤的螺旋樁可用于單柱安裝或雙柱安裝，而不帶法蘭盤的螺旋樁一般只用于雙柱安裝。

寬葉間隔型螺旋樁支架的抗拉拔性要好于窄葉連續(xù)型螺旋樁支架，在風(fēng)力較大地區(qū)應(yīng)優(yōu)先考慮寬葉間隔型螺旋樁支架。

沖擊樁基礎(chǔ)支架

沖擊樁基礎(chǔ)支架，也叫金屬纖桿基礎(chǔ)支架，主要是利用打樁機(jī)直接將C型鋼、H型鋼或其他結(jié)構(gòu)鋼打入地面，這種安裝方式非常簡(jiǎn)單，但抗拉拔性能較差。

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于金屬樁基礎(chǔ)，用打樁機(jī)把鋼樁打入土中，無(wú)需開(kāi)挖地面，更環(huán)保;不受季節(jié)氣溫等限制，可在包括北方冬季的各種氣候條件下實(shí)施;施工快捷方便、大幅縮短施工周期，能方便遷移及回收;打樁過(guò)程中基礎(chǔ)便于調(diào)節(jié)高度。

缺點(diǎn)：在土質(zhì)堅(jiān)硬地區(qū)打樁很困難;在含碎石較多地區(qū)打樁容易破壞鍍鋅層;在鹽堿地區(qū)使用抗腐蝕能力較差。

2、斜屋面固定式

考慮到斜屋面承載能力一般較差，在斜屋面上組件大都直接平鋪安裝，組件方位角及傾角一般與屋面一致。根據(jù)斜屋面的不同，可分為瓦片屋頂安裝系統(tǒng)與輕鋼屋頂安裝系統(tǒng)。

1)瓦片屋頂安裝系統(tǒng)

瓦片屋頂安裝系統(tǒng)主要由掛鉤、導(dǎo)軌、壓塊以及螺栓等連接件組成。

2)輕鋼屋頂安裝系統(tǒng)

輕鋼屋頂，也叫彩鋼瓦屋頂，主要用于工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)等。根據(jù)彩鋼瓦形式不同，可以將其分為角弛型輕鋼屋頂、直立鎖邊型鋼屋頂以及梯型輕鋼屋頂。

角弛型輕鋼屋頂和直立鎖邊型輕鋼屋頂主要通過(guò)夾具作為連接件，將導(dǎo)軌固定在屋面上，而梯型輕鋼屋頂需要采用自攻螺栓將連接件固定在屋面。

不管哪一種屋面形式，在選擇連接件時(shí)一定要進(jìn)行實(shí)地測(cè)量“角弛”“直立邊”“梯形”尺寸，確保連接件和屋面匹配，而在梯型輕鋼屋頂支架安裝時(shí)還要做好防水措施，避免螺栓鉆孔處發(fā)生漏水。

3、固定傾角可調(diào)式

固定傾角可調(diào)式是指在太陽(yáng)入射角變化轉(zhuǎn)折點(diǎn)，定期調(diào)節(jié)固定式支架傾角，增加太陽(yáng)光直射吸收，在成本略增加情況下提高發(fā)電量。

三、跟蹤式光伏支架

跟蹤式光伏支架通過(guò)機(jī)電或液壓裝置使光伏陣列隨著太陽(yáng)入射角的變化而移動(dòng)，從而使太陽(yáng)光盡量直射組件面板，提高光伏陣列發(fā)電能力。根據(jù)追蹤軸數(shù)量可分為：?jiǎn)屋S追蹤系統(tǒng)和雙軸追蹤系統(tǒng)。

1、平單軸跟蹤系統(tǒng)

光伏方陣可以隨著一根水平軸東西方向跟蹤太陽(yáng)，以此獲得較大的發(fā)電量，廣泛應(yīng)用于低緯度地區(qū)。根據(jù)南北方向有無(wú)傾角可分為標(biāo)準(zhǔn)平單軸跟蹤式和帶傾角平單軸跟蹤式。

2、斜單軸跟蹤系統(tǒng)

追蹤軸在東西方向轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向南設(shè)置一定傾角，圍繞該傾斜軸旋轉(zhuǎn)追蹤太陽(yáng)方位角以獲取更大的發(fā)電量，適合應(yīng)用于較高緯度地區(qū)。

3、雙軸跟蹤系統(tǒng)

采用兩根軸轉(zhuǎn)動(dòng)(立軸、水平軸)對(duì)太陽(yáng)光線實(shí)時(shí)跟蹤，以保證每一時(shí)刻太陽(yáng)光線都與組件板面垂直，以此來(lái)獲得最大的發(fā)電量，適合在各個(gè)緯度地區(qū)使用。

4、幾種支架運(yùn)行方式對(duì)比

光伏支架鋼材與鋁材的比較和選擇材料強(qiáng)度方面

支架一般采用Q235B鋼材與鋁合金擠壓型材6063 T6， 強(qiáng)度方面，6063 T6鋁合金大概為Q235 B鋼材的68%-69%，所以一般在強(qiáng)風(fēng)地區(qū)、跨度比較大等情況下鋼材優(yōu)于鋁合金型材。

撓度變形方面

結(jié)構(gòu)的撓度變形與型材的形狀尺寸、彈性模量(材料固有的一個(gè)參數(shù))有關(guān)系，與材料的強(qiáng)度沒(méi)有直接聯(lián)系。

在同等條件下，鋁合金型材變形量是鋼材的2.9倍，重量是鋼材的35%，造價(jià)方面在同等重量下，鋁材是鋼材的3倍。所以一般在強(qiáng)風(fēng)地區(qū)、跨度比較大、造價(jià)方面等條件鋼材優(yōu)于鋁合金型材。

防腐蝕方面

目前支架主要的防腐蝕方式鋼材采用熱浸鍍鋅55-80μm，鋁合金采用陽(yáng)極氧化5-10μm。

鋁合金在大氣環(huán)境下，處于鈍化區(qū)，其表面形成一層致密的氧化膜，阻礙了活性鋁基體表面與周圍大氣相接觸，故具有非常好的耐腐蝕性，且腐蝕速率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而減小。

鋼材在普通條件下(C1-C4類環(huán)境)，80μm鍍鋅厚度能保證使用20年以上，但在高濕度工業(yè)區(qū)或高鹽度海濱甚至溫帶海水里則腐蝕速度加快，鍍鋅量需要100μm，以上并且需要每年定期維護(hù)。

在防腐蝕方面鋁合金遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)異于鋼材。

其他方面對(duì)比防腐蝕方面

(1)外觀：

鋁合金型材有很多種表面處理方式，如陽(yáng)極氧化、化學(xué)拋光、氟碳噴涂、電泳涂漆等。外表美觀并能適應(yīng)各種強(qiáng)腐蝕作用的環(huán)境。

鋼材則一般采用熱浸鍍鋅、表面噴涂、油漆涂層等方式。外觀差于鋁合金型材。在防腐蝕方面也差于鋁型材。

(2)截面多樣性

鋁合金型材一般加工方式有擠壓、鑄造、折彎、沖壓等方式。擠壓生產(chǎn)是目前主流生產(chǎn)方式，通過(guò)開(kāi)擠壓模的方式，可以達(dá)到生產(chǎn)出任意任意截面型材，并且生產(chǎn)速度比較快。

鋼材則一般采用輥壓、鑄造、折彎、沖壓等方式。目前輥壓是生產(chǎn)冷彎型鋼的主流生產(chǎn)方式。截面則需要通過(guò)輥壓輪組來(lái)調(diào)節(jié)，但一般機(jī)器定型后只能生產(chǎn)同類產(chǎn)品，尺寸方面調(diào)節(jié)，而截面形狀無(wú)法改變，如C型鋼、Z型鋼等截面。輥壓生產(chǎn)方式則比較固定，生產(chǎn)速度比較快。

材料的回收

鋼結(jié)構(gòu)的維護(hù)成本每年增長(zhǎng)3%，而鋁結(jié)構(gòu)的支架幾乎不需要任何的保養(yǎng)與維護(hù)，且鋁材在30年后依然有65%的回收率，鋁價(jià)格每年預(yù)計(jì)上漲3%，鋼結(jié)構(gòu)在30年后基本上就是一堆廢鐵，無(wú)回收價(jià)值。

綜合性能對(duì)比

(1)鋁合金型材質(zhì)量輕、外表美觀、防腐蝕性能極佳，一般用于對(duì)承重有要求的家庭屋頂電站、強(qiáng)腐蝕環(huán)境。

(2)鋼材強(qiáng)度高、承受荷載時(shí)撓度變形小，一般用于普通電站或用于受力比較大的部件。

(3)造價(jià)方面：一般情況下，基本風(fēng)壓在0.6kN/m2，跨度在2m以下，鋁合金支架造價(jià)為鋼結(jié)構(gòu)支架的1.3-1.5倍。在小跨度體系中，(如彩鋼板屋頂)鋁合金支架與鋼結(jié)構(gòu)支架造價(jià)相差比較小，并且在重量方面鋁合金比鋼支架要輕很多，所以非常適合用于家庭屋頂電站。