光伏支架是指安裝、固定太陽能組件的結構:
根據不同的安裝方式,支架分為固定式和跟蹤式;
根據不同的組件類型,支架分為適用晶硅的和適用非晶硅的;
根據不同的產品材質,支架分為鋁合金、碳鋼、HDPE等;
根據不同的安裝地點,支架分為地面系統(tǒng)和屋面系統(tǒng);
根據矩陣的排布方向,支架分為橫向系統(tǒng)和縱向系統(tǒng);
根據不同的光伏應用級別:支架分為民用、非民用和電站級;
無論怎樣分類,支架產品的終極用途其實就是解決兩個問題點:太陽能板和軌道之間的固定連接,軌道和基部(地面或屋面)的固定和連接,并保證其可靠性。
這里所指的光伏支架都是通常意義上的產品,單純作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的固定部分。將光伏發(fā)電系統(tǒng)進行功能性擴展以達到更優(yōu)化的效應,比如:BIPV,車棚,涼棚等不再討論范圍之內。
支架產品作為光伏系統(tǒng)的固定部分,必須保證其在光伏系統(tǒng)有效期內的可靠性。一般組件壽命可達25年,即安裝支架必須在光伏發(fā)電有效期內保證:安全性、適用性、耐久性;
安全性表現(xiàn)為系統(tǒng)的強度:對于系統(tǒng)上的荷載(恒載、風荷載、雪荷載、地震荷載等)進行驗算;
適用性表現(xiàn)為系統(tǒng)的剛度:對于系統(tǒng)的撓度變形進行控制使其達到合理的壽命期間;
耐久性表現(xiàn)為對環(huán)境在時間維度的承受能力,比如:表面抗氧化、耐腐性等;
要保證產品設計的可靠性,需要了解材料標準、材料力學和結構力學;現(xiàn)代的設計基本采用有限元分析,常用軟件:PKPM, SAP2000, ANSYS等;
對于鋁合金類,需要設計安裝方式、支撐件以及連接件;
安裝方式需要達到結構簡單、安裝快捷的特點;
支撐件和連接件的設計需要達到強度要求、剛度要求及耐久性;
碳鋼主要采用市面上的標準型材和標準件。
不同地區(qū)有不同標準,光伏支架的驗算基本引用對應地區(qū)的標準里的計算方法和力學模型。
光伏系統(tǒng)一般分為民用、非民用和電站級。
民用一般為住宅用戶,通常利用空間將光伏系統(tǒng)安裝在屋頂?shù)墓夥l(fā)電系統(tǒng)。不同地區(qū)的屋面結構不同,以歐美地區(qū)為例,他們的屋頂結構通常是木梁上面鋪設檁條,檁條上覆蓋陶瓷瓦片;當然還有平瓦屋頂、瀝青瓦屋頂?shù)龋淮祟惞夥到y(tǒng)對應的支架產品一般為掛鉤、軌道和壓塊等配件。
非民用一般指利用大型的物流倉庫屋面、工廠企業(yè)屋面、商用建筑屋面等建立光伏系統(tǒng)發(fā)電。由于這些建筑屋面一般是水泥構造,或金屬彩鋼板屋面,此類應用對應的支架產品通常為壓載式、夾緊固定式。主要以不破壞屋面結構,并且不影響屋面排水為原則。如果需要穿透屋面,那么必須解決好防水和積水問題。
電站級一般建立在光照資源豐富,地廣人稀的地方,占用大面積土地建立光伏發(fā)電,高壓并網,遠途輸送。這種應用種類對應的光伏支架一般為碳鋼或鋁合金結構,基礎通常為水泥基礎、樁基等,不同的基礎取決于項目地址的土壤狀況、項目預算和施工周期等因素。
一般意義上支架產品分為國內市場和國外市場,國外市場又分為:歐洲市場、北美市場、日韓市場、東南亞市場、澳洲市場等。
不同的市場有不同的特點:比如發(fā)達國家由于政策扶持,光伏市場非常發(fā)達;社會環(huán)保意識較高,地面安裝系統(tǒng)的基礎部分多采用對地面破壞程度較小的樁基;人工成本較高,所以對支架產品要求輕便、快捷、易裝、安裝允許偏差可控等,一般采取鋁合金結構。