光伏支架设计难点多，这里帮您一一破解

光伏支架在国内的常见形式有：固定式支架、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。

固定式光伏支架介绍

光伏阵列不随太阳入射角变化而转动,以固定的方式接收太阳辐射。根据倾角设定情况可以分为：最佳倾角固定式、斜屋面固定式和倾角可调固定式。

 

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最佳倾角固定式

先计算出当地最佳安装倾角，而后全部阵列采用该倾角固定安装，目前在平顶屋面电站和地面电站广泛使用。

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平顶屋面-混凝土基础支架

平顶屋面混凝土基础支架是目前平屋面电站中最常用的安装形式，根据基础的形式可以分为条形基础和独立基础；支架支撑柱与基础的连接方式可以通过地脚螺栓连接或者直接将支撑柱嵌入混凝土基础。

优点:抗风能力好，可靠性强,不破坏屋面防水结构。

缺点:需要先制作好混凝土基础，并养护到足够强度才能进行后续支架安装，施工周期较长。

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平顶屋面-混凝土压载支架

 

　　优点：混凝土压载支架施工方式简单，可在制作配重块时同时进行支架安装，节省施工时间。

　　缺点：混凝土压载支架抗风能力相对较差，设计配重块重量时需要充分考虑到当地最大风力。

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地面电站—混凝土基础支架

地面电站混凝土基础支架多种多样，根据不用的项目地质情况，可选择对应的安装方式，以下主要介绍现浇钢筋混凝土基础、独立及条形混凝土基础、预制混凝土空心柱基础等几种最常见的混凝土基础安装形式.

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地面电站-金属支架

金属支架在地面电站中应用同样非常广泛，主要可分为螺旋桩基础支架和冲击桩基础支架。

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螺旋桩基础支架

螺旋桩支架根据是否带法兰盘可分为带法兰盘螺旋桩支架和不带法拉盘螺旋桩支架;根据子叶形状可分为窄叶连续型螺旋桩支架和宽叶间隔型螺旋桩支架。

带法兰盘的螺旋桩可用于单柱安装或双柱安装，而不带法兰盘的螺旋桩一般只用于双柱安装。

 

　　宽叶间隔型螺旋桩支架的抗拉拔性要好于窄叶连续型螺旋桩支架,在风力较大地区应优先考虑宽叶间隔型螺旋桩支架。

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冲击桩基础支架

冲击桩基础支架,也叫金属纤杆基础支架，主要是利用打桩机直接将C型钢、H型钢或其他结构钢打入地面，这种安装方式非常简单，但抗拉拔性能较差。

 

　　优点：对于金属桩基础，用打桩机把钢桩打入土中，无需开挖地面，环保；不受季节气温等限制，可在包括北方冬季的各种气候条件下实施;施工快捷方便、大幅缩短施工周期，能方便迁移及回收;打桩过程中基础便于调节高度。

　　缺点：在土质坚硬地区打桩很困难；在含碎石较多地区打桩容易破坏镀锌层；在盐碱地区使用抗腐蚀能力较差.

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斜屋面固定式

考虑到斜屋面承载能力一般较差，在斜屋面上组件大都直接平铺安装，组件方位角及倾角一般与屋面一致。根据斜屋面的不同，可分为瓦片屋顶安装系统与轻钢屋顶安装系统。

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瓦片屋顶安装系统

瓦片屋顶安装系统主要由挂钩、导轨、压块以及螺栓等连接件组成。

 

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轻钢屋顶安装系统

轻钢屋顶,也叫彩钢瓦屋顶，主要用于工业厂房、仓库等。根据彩钢瓦形式不同,可以将其分为角弛型轻钢屋顶、直立锁边型钢屋顶以及梯型轻钢屋顶。

 

　　角弛型轻钢屋顶和直立锁边型轻钢屋顶主要通过夹具作为连接件,将导轨固定在屋面上，而梯型轻钢屋顶需要采用自攻螺栓将连接件固定在屋面.

　　不管哪一种屋面形式，在选择连接件时一定要进行实地测量“角弛”“直立边”“梯形'尺寸，确保连接件和屋面匹配，而在梯型轻钢屋顶支架安装时还要做好防水措施，避免螺栓钻孔处发生漏水。

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固定倾角可调式

　固定倾角可调式是指在太阳入射角变化转折点,定期调节固定式支架倾角,增加太阳光直射吸收，在成本略增加情况下提高发电量.

固定式光伏支架设计优化

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。

 3100mm间距组件支架布置图

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。

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。

等间距小支架组件支架布置图

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。

光伏支架设计难点

光伏支架虽然在光伏系统中占比小，但是它的作用好比工厂厂房的钢结构、房子的承重结构，它关系着光伏电站系统能否正常运行，如果光伏支架的设计不合理不合格，很有可能会对整个系统造成不可挽回的损失。

（1）支架的设计需要结合现场的实际情况：各地天气情况不一样，所以在设计过程中考虑的因素有很多，支架属于户外使用，而且分布在全国的各个地方，应用场景差异性很大，支架设计需要根据现场进行定制。

（2）方阵设计。在设计方阵的时候，要考虑好安装方式、方阵基础等因素，要很好地保证光伏支架与光伏电站方阵的匹配，在不浪费土地资源的情况下，能够保证比较大的发电量。

（3）荷载取值。光伏电站系统安装一般是2-3个月，后续使用大部分时间是要靠运维，所以支架的荷载一定要满足要求，主要荷载考虑有风荷载、雪荷载、施工检修荷载。为了促使光伏板能接受更多的光照时间，光伏支架的设计一般会设计为与水平面成一定倾角，所以在设计的时候，风荷载的的取值属于比较重要的数值。

（4）光伏电站支架的设计需要考虑成本最优。光伏电站是一个长期投资项目，其经济性是建设者和运营商关注的重要指标。成本最优的支架设计可以降低建设和运维成本，提高电站的收益率和投资回报率。其次光伏行业竞争激烈，成本优势是企业保持竞争力的重要因素之一。通过成本最优的支架设计，企业可以降低产品价格，提高市场竞争力，获得更多的订单和合作机会。