光伏支架是光伏发电系统中用于支撑、固定和调整光伏组件的关键结构件。它不仅承载着组件的重量,还需抵抗风压、雪压等外部载荷,并确保组件以最佳倾角接收太阳辐射。本文将从类型、具体数值参数及选型要点三方面进行介绍。
一、光伏支架的主要类型
- 按安装方式分类
- 地面支架:适用于大型地面电站,通常采用混凝土独立基础或螺旋桩基础。
- 屋顶支架:包括平屋顶(配重块或夹具固定)和斜屋顶(挂钩或滑轨固定)。
- 按跟踪方式分类
- 平单轴跟踪:绕水平轴旋转,发电增益约10%~25%。
- 双轴跟踪:实时追踪太阳方位与高度,增益可达30%~40%,但成本高、维护复杂。
二、光伏支架的具体数值参数
- 材料规格
- 钢材:常用Q235B、Q355B,屈服强度≥235MPa/355MPa。
- 铝合金:6063-T5,抗拉强度≥205MPa,适用于屋顶分布式。
- 镀锌层:热浸镀锌平均厚度≥65μm(室外),锌铝镁镀层≥20μm。
- 结构尺寸
- 立柱间距:地面电站通常2~4m,彩钢瓦屋顶1.5~2.5m。
- 檩条间距:一般0.8~1.2m,需根据组件尺寸及雪压调整。
- 组件离地高度:地面电站最低点≥0.3m(防积沙/积雪),农光互补≥2.5m。
- 载荷要求
- 风压:按50年一遇基本风压取值,如0.45kN/m²(约12级风),台风区可达0.85kN/m²。
- 雪压:按50年一遇基本雪压,如0.40kN/m²(约40cm积雪),东北地区可达0.75kN/m²。
- 安全系数:屈服强度安全系数≥1.5,抗滑移系数≥1.2。
- 倾角与间距
- 最佳倾角:通常为当地纬度±5°,如北京纬度39.9°,倾角取35°~40°。
- 阵列间距:前后排间距D = H × cosβ / tanα,其中H为前排最高点,β为倾角,α为太阳高度角。
- 基础深度:螺旋桩入土深度1.5~2.5m(根据土质),混凝土独立基础埋深≥1.2m。
- 电气接地数值
- 接地电阻:≤4Ω(一般要求),高土壤电阻率地区≤10Ω。
三、选型要点
- 根据项目地风雪载荷选择材料厚度与基础形式。
- 屋顶项目需核算屋面承重,通常要求≤0.5kN/m²额外荷载。
- 跟踪支架适合直射比高的地区(如西北),但需考虑运维成本。
- 沿海或腐蚀环境优先选用锌铝镁或铝合金支架。
- 建议使用PVsyst、SAP2000等软件进行结构验算。
光伏支架虽为辅助结构,却直接影响电站安全与发电量。设计时需精确计算当地气象与地质数据,确保整体系统25年寿命内的可靠性。