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光伏支架设计要注意!还需要哪些技巧?

发布于:2024-06-07 11:24:07 来自:电气工程/光伏太阳能 [复制转发]

目前国内常见的光伏支架形式有:固定式支架、固定可调倾角式支架、跟踪支架,以及应用于特殊场景的柔性支架和漂浮式支架。


尽管随着固定可调和跟踪支架的技术发展逐渐成熟,市场占比逐年增加,但固定支架市场占比依然高达70%-80%,依然是光伏支架中的主流。本文重点介绍固定支架、固定可调倾角式支架、跟踪支架的分类,并就固定支架的优化设计做初步的交流分享。



光伏支架的定义

根据《光伏支架结构设计规程》第2.0.1条,光伏支架结构是指光伏系统中支承各种光伏组件的结构,包括横向抗侧力体系和纵向抗侧力体系。


光伏支架主要类型图片



固定式支架

目前技术最为成熟、成本相对最低、应用最广泛的方式为固定式安装。固定式常用结构形式包括双柱支架系统方案和单桩支架系统方案。

均采用固定角度,朝向正南,一般选择全年组件面辐照量最大为固定支架角度,优点是对地基精度要求相对较低,结构简单后期维护少,但在所有支架类型中固定支架发电量最低。

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上图分别为:双立柱支架结构剖面图、单桩支架结构剖面图(点击查看大图)



固定可调式支架

固定可调式支架目前基本上为单柱形式,以调节方式分类,常见类型如下。

类型一:卡槽固定式卡

槽固定式支架设置卡槽、调节活动臂,调节活动臂与横梁连接,短横部件设置卡槽与立柱连接。卡槽固定式结构较为简单,但调解时需要多人调节,同步性较差,调节效率较低,且支撑杆与立柱连接处易生锈,后续维护成本较高。

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类型二:弯弧梁式

弯弧梁式结构与固定支架类似,弯弧梁式采用弯弧梁替换固定支架的斜撑,并在弯弧梁上定位。弯弧梁式也需要多人调节,但转动支架较省力,调节效率较高,且结构可靠,后续维护成本较低。

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类型三:千斤顶式

千斤顶式是通过千斤顶作为驱动、止动装置组成的固定可调结构。可调支架具有手动调节与电动调节接口,调节工具较为轻便,可重复使用、循环作业,可有效降低工作人员负担,提高调节效率。但调节丝牙裸露,易受风沙侵扰,后续维护成本较高。

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类型四:推杆式

推杆机构固定可调结构,是通过推杆机构作为驱动、止动装置组成的固定可调结构。调节倾角时,可人工调节或使用市面上常规电动扳手,可有效降低工作人员负担,单方阵角度调节过程中一致性非常好,不会发生平面内的扭曲。

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跟踪支架

同一地点一天内太阳高 度角是不断变化的,因此光伏阵列在不同时间接收最大太 阳辐射量的倾斜角度也是不断变化的。跟踪系统的功能是利用算法以确定太阳的实时位置,并通过电机编码器监控电机转角,使太阳始终对准电池板,以获得最大的入射太阳辐射能。跟踪支架在保证支架安全运行的前提下,从组件最优发电性能出发,针对不同天气状态,实时计算组件最佳发电角度,常见类型如下。

类型一:平单轴跟踪支架



平单轴跟踪支架的轴为南北向,组件由东向西转动跟踪太阳方位角。其具有对地基精度要求不高于固定支架、土建成本低,节省桩基础、多点支撑,抗风性能强、结构成本低,度电成本低,收益率及性价比高等优点。
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类型二:斜单轴跟踪支架


斜单轴跟踪支架的轴为南北向,北高南低,对比平单轴更有利于光照辐射的收集。其具有对地基精度要求不高于固定支架、土建成本低,更适合高纬度地区等优点,缺点是抗风能力偏差,占地面积大,价格较高,在大型地面站上应用收益率及性价比较低。


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型三:双轴跟踪支架


双轴跟踪系统可跟踪太阳的方位角与高度角,实时精确跟踪太阳。优点是各支架类型中双轴提高发电量最高,可比固定支架提高25%--35%;缺点是价格高初始投资大,占地面积大(约为固定支架2倍),后期维护费用较高,在大型地面站应用性价比低。


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固定式支架设计优化

支架用钢量对于项目成本有较大影响,为降低成本需要对其进行设计优化。对于固定式支架进行研究,控制唯一变量,得出设计方案后对比分析总用钢量。三大核心变量包括,等间距支架结构不同间距对比,不等间距支架结构对比和大小支架结构对比。
等间距支架结构不同间距对比,即对比在其他设计输入条件相同的情况下,不同支架间距的设计方案的用钢量情况。
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 3100mm间距组件支架布置图

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4000mm间距组件支架布置图


等间距支架结构对比,即对比在其他设计输入条件相同的情况下,采用不等间距间距的设计方案的用钢量情况。
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不等间距组件支架布置图


大小支架结构对比,即对比在其他设计输入条件相同的情况下,采用不同跨数和组件数的设计方案的用钢量情况,对比时折算为相同组件数。
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等间距小支架组件支架布置图

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不等间距小支架组件支架布置图


设计优化结论:

1、随着支架南北桩间距的增大,檩条截面增大,支架系统的用钢量增加。故从钢结构工程量角度出发,尽量选用小截面的檩条,即小跨度的支架间距。

2、在条件允许情况下,选择不等间距的跨度,能够降低檩条的弯矩,从而降低檩条的用钢量。

3、大小支架的用钢量因檩条截面未改变,故用钢量较接近。


  • tumux_29064
    tumux_29064 沙发
    我觉得光伏支架设计确实需要注意不少地方。首先,得考虑当地的气候和地理条件,像是风压、雪压、地震这些因素,都得考虑进去,不然支架可能会不稳。还有,支架的材质也很重要,要能抗腐蚀、抗老化,不然用不了多久就得换。另外,支架的安装也得注意,要确保安装牢固,不然光伏板掉下来可就麻烦了。同时,还要考虑到光伏板的朝向和倾角,这会影响到光伏发电效率。关于光伏支架的设计,我觉得还需要注意一些细节问题。比如,支架的连接部分要设计合理,要确保连接牢固,不然在风荷载或雪荷载的作用下,可能会出现松动或断裂的情况。还有,支架的防腐处理也很重要,要采用有效的防腐措施,延长支架的使用寿命。我觉得在进行光伏支架设计时,还需要考虑到维护和检修的便利性。比如,支架的高度和位置要便于人员进行维护和检修,不然维护起来会很困难。至于具体的规范规定,像是《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2012)、《钢结构设计规范》(GB 50017-2017)、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB 50018-2002)这些规范都对光伏支架的设计有相关规定。
    2024-06-07 13:32:07

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这个家伙什么也没有留下。。。

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