支架是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐，用于安裝、擺放、承載和固定光伏組件，其材質(zhì)多樣，常見的有鋁合金、碳鋼及不銹鋼等，碳鋼表面做熱鍍鋅處理后，戶外可使用30年不生銹，光伏支架系統(tǒng)具有無焊接、無鉆孔、100%可調(diào)和100%可重復(fù)利用的特點(diǎn)。，光伏支架主要分為固定支架、可調(diào)支架和跟蹤支架三種類型，固定支架結(jié)構(gòu)簡單、成本低，適用于光照條件相對(duì)穩(wěn)定、地形平坦的地區(qū)；可調(diào)支架能在一定范圍內(nèi)調(diào)整傾角，適應(yīng)不同季節(jié)太陽高度變化；跟蹤支架則可跟隨太陽轉(zhuǎn)動(dòng)，提高發(fā)電效率，但成本較高。

光伏支架的定義與作用

光伏支架是指用于固定和支撐太陽能電池板的金屬或非金屬結(jié)構(gòu),其主要作用包括：

• 支撐太陽能電池板：確保電池板在最佳角度接收陽光，提高發(fā)電效率。
• 抵抗惡劣天氣：如強(qiáng)風(fēng)、暴雨、雪載等，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
• 延長系統(tǒng)壽命：通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少電池板的機(jī)械應(yīng)力，延長使用壽命。
• 適應(yīng)不同安裝環(huán)境：如屋頂、地面、水面等，滿足不同場景的需求。

光伏支架的設(shè)計(jì)和選擇直接影響光伏系統(tǒng)的整體性能和投資回報(bào)率,因此其重要性不容忽視。

光伏支架的主要類型

根據(jù)安裝方式和應(yīng)用場景的不同,光伏支架可分為以下幾類：

（1）固定式支架

固定式支架是最常見的光伏支架類型,其角度固定不變，通常根據(jù)當(dāng)?shù)鼐暥日{(diào)整最佳傾角，以最大化太陽輻射接收，固定式支架結(jié)構(gòu)簡單、成本低，適用于大型地面電站和屋頂光伏系統(tǒng)。

（2）跟蹤式支架

跟蹤式支架可以自動(dòng)調(diào)整太陽能電池板的角度,使其始終朝向太陽，提高發(fā)電效率，根據(jù)跟蹤方式的不同，可分為：

• 單軸跟蹤支架：沿一個(gè)方向（通常是東西向）跟蹤太陽運(yùn)動(dòng)，發(fā)電效率比固定式提高15%-25%。
• 雙軸跟蹤支架：同時(shí)調(diào)整水平和垂直角度，最大程度提高發(fā)電量，效率可提升30%以上，但成本較高，適用于高輻照地區(qū)。

（3）屋頂支架

屋頂支架專為建筑物屋頂設(shè)計(jì),通常采用輕量化材料，如鋁合金，以減少屋頂承重壓力，根據(jù)屋頂類型，可分為：

• 平屋頂支架：采用傾角支架或壓載式支架，避免破壞屋頂防水層。
• 斜屋頂支架：直接貼合屋頂角度安裝，減少風(fēng)阻。

（4）地面支架

地面支架適用于大型光伏電站,通常采用混凝土基礎(chǔ)或螺旋地樁固定，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，可適應(yīng)不同地形。

（5）水面漂浮支架

水面漂浮支架用于湖泊、水庫等水域，采用浮筒支撐光伏組件，具有節(jié)約土地、減少水分蒸發(fā)的優(yōu)勢(shì)，但需考慮防腐和穩(wěn)定性問題。

光伏支架的材料選擇

光伏支架的材料直接影響其強(qiáng)度、耐腐蝕性和使用壽命，常見材料包括：

（1）鋁合金

• 優(yōu)點(diǎn)：輕便、耐腐蝕、易于加工，適用于屋頂和輕型支架。
• 缺點(diǎn)：成本較高，承載能力有限。

（2）鍍鋅鋼

• 優(yōu)點(diǎn)：強(qiáng)度高、成本低，適用于大型地面電站。
• 缺點(diǎn)：重量較大，長期暴露在潮濕環(huán)境中可能生銹。

（3）不銹鋼

• 優(yōu)點(diǎn)：耐腐蝕性強(qiáng)，適用于高濕度或沿海地區(qū)。
• 缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴，主要用于特殊環(huán)境。

（4）復(fù)合材料

如玻璃纖維增強(qiáng)塑料（FRP），具有輕量化、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但成本較高，應(yīng)用較少。

光伏支架的設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)光伏支架時(shí),需考慮以下關(guān)鍵因素：

（1）結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

支架需能承受風(fēng)載、雪載、地震等外力，避免倒塌或變形。

（2）最佳傾角

根據(jù)當(dāng)?shù)鼐暥日{(diào)整電池板角度,最大化太陽輻射接收。

（3）防腐性能

在潮濕、鹽霧等惡劣環(huán)境中，需采用防銹涂層或耐腐蝕材料。

（4）安裝便捷性

設(shè)計(jì)應(yīng)便于運(yùn)輸和組裝,降低施工成本。

（5）可調(diào)節(jié)性

部分支架需支持角度調(diào)整,以適應(yīng)季節(jié)變化或維護(hù)需求。

光伏支架的安裝方式

光伏支架的安裝方式直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和發(fā)電效率,常見安裝方法包括：

（1）混凝土基礎(chǔ)

適用于地面電站,穩(wěn)定性高，但施工周期長。

（2）螺旋地樁

安裝快捷,適用于松軟土壤，可重復(fù)利用。

（3）壓載式安裝

適用于屋頂或無法打樁的場地,通過配重固定支架，避免破壞結(jié)構(gòu)。

（4）直接固定

如屋頂螺栓固定,需確保防水處理。

光伏支架的未來發(fā)展趨勢(shì)

隨著光伏技術(shù)的進(jìn)步,光伏支架也在不斷創(chuàng)新，未來趨勢(shì)包括：

• 智能化跟蹤系統(tǒng)：結(jié)合AI算法，優(yōu)化太陽跟蹤精度。
• 輕量化設(shè)計(jì)：采用高強(qiáng)度復(fù)合材料，降低運(yùn)輸和安裝成本。
• BIPV（建筑一體化光伏）：支架與建筑結(jié)構(gòu)融合，提升美觀性和實(shí)用性。
• 浮動(dòng)光伏優(yōu)化：改進(jìn)水面支架的穩(wěn)定性和耐腐蝕性。