[科普中国]-太阳能光伏支架系统

太阳能光伏支架，是太阳能光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能面板设计的特殊的支架。一般材质有铝合金、碳钢及不锈钢。

太阳能支撑系统相关产品材质为碳钢和不锈钢，碳钢表面做热镀锌处理，户外使用30年不生锈。太阳能光伏支架系统的特点是无焊接、无钻孔、100%可调、100%可重复利用。

主要简介世界性能源危机，促进了新能源产业的迅猛发展，而太阳能是各种可生能源中最重要的基本能源；因此做为将太阳辐射能转换成电能的太阳能发电技术，即光伏产业更是发展飞速；旧的概念中，光伏产业主要包括太阳能组件生产链，控件器和逆变器等电气控制组件生产链。

太阳能支撑系统在太阳能板支撑中的应用优点远不止于简单的生产及安装。太阳能板还可以根据太阳光线及季节灵活移动。就像刚安装时一样，每个太阳能板的斜面都可以通过移动紧固件，调整斜面以适应光线的不同角度，通过再次紧固使太阳能板准确固定在指定的位置。1

主要参数安装地点：建筑物屋面或幕墙和地面

安装朝向：宜为南向 （追踪系统例外）

安装角度：等于或接近安装当地纬度

荷载要求：风荷载，雪荷载，地震要求

排列方式及间距：结合当地日照情况

质量要求：10年不锈蚀，20年钢性不降低，25年仍具有一定的结构稳定性。2

概念为了使整个光伏发电系统得到最大功率输出，结合建设地点的地理、气候及太阳能资源条件，将太阳能组件以一定的朝向，排列方式及间距固定住的支撑结构，通常为钢结构和铝合金结构，或者两者混合。

设计太阳能光伏支架设计方案面临的挑战，任何类型的太阳能光伏支架设计方案的组件装配部件，最重要的特征之一是耐候性。 结构必须牢固可靠，能承受如大气侵蚀，风荷载和其它外部效应。安全可靠的安装，以最小的安装成本达到最大的使用效果，几乎免维护，可靠的维修，这些都是做选择方案时所需要考虑的重要因素。解决方案中应用了高耐磨材料以抵抗风力雪荷载和其它腐蚀作用。综合利用了铝合金阳极氧化，超厚热镀锌，不锈钢，抗UV老化等技术工艺来保证太阳能支架和太阳能跟踪的使用寿命。

太阳能支架的最大抗风能力216公里/小时，太阳能跟踪支架最大抗风150公里/小时（大于13级台风）。以太阳能单轴跟踪支架和太阳能双轴跟踪支架为代表的新型太阳能组件支架系统，与传统的固定支架相比较（太阳能电池板的数目相同），能极大的提高太阳能组件的发电量，采用太阳能单轴跟踪支架组件的发电量可以提高25%，而太阳能双轴支架甚至可以提高40%～60%。

引进德国先进设备：10T熔铝炉（含集尘设备），1500T、600T挤型机，880T无缝挤型机，时效热处理炉，阳极处理槽（含废水处理设备），挤型校正机，多工位冷镦机，冲床，折床等。生产开发各种铝挤型以及太阳能支架配件系列。

产品吸收德国，澳洲等太阳能发达国家的设计理念，太阳能支架和太阳能跟踪采用模组化设计，安装方便，在安装现场不需要任何焊接，甚至不需要钻一个孔。1

坡屋面光伏系统根据坡屋面下部结构不同，将为您提供专门为坡屋面光伏系统开发的独特配件，以满足您的要求。

坡屋面光伏系统支架特点：

§ 适合瓦屋面不同厚度可调高度配件灵活满足客户应用

§ 连接板等配件多开孔设计灵活有效实现支架位置调整

§ 不破坏屋面自防水系统

平屋面光伏系统常见平屋面形式为：混凝土平屋面、彩钢板平屋面、钢结构平屋面、球节点屋面等。

平屋面光伏系统支架特点：

§ 大规模整齐铺设

§ 多种稳固牢靠的与基础连接方式

§ 可根据客户不同需求开发独特配件满足要求

大型地面光伏系统常见大型地面光伏系统一般采用混凝土条形（块状）基础形式（特殊地基情况需要咨询专业土力学设计人员）。

大型地面光伏系统支架特点：

§ 快速安装配合大型地面光伏系统电站施工进度

§ 灵活多变的调节形式满足施工现场复杂多变要求

§ 精简配件数量方便现场工人识别安装

立柱太阳能支架为了满足较大规格电池组件的安装要求，并且可以在风速较大的地区使用，设计了一种地面加强结构，该支架系统可以根据需要调节水平角度，安装该系统时，不需要进行现场施焊，按照我们提供的装配图纸，将螺栓安放在相应的螺栓孔当中，就可以完全安装。主要特征：组件面积12.8平方米；完全免维护；可靠性高，使用寿命长；功率达到1.6千瓦；无需移动，系统固定；可抗风力≥200千米/时；价格合理。

配件开发各种配件：

一、屋顶构件系列配件。

二、电池组件夹系列。

三、T型螺丝等紧固件系列.

四、各类定制冲压件。

设备组成：

整条生产线集合了校平、送料/冲孔、成型、切断等多项技术于一体的生产设备。

整条生产线由放料系统、冲孔系统、成型系统、切断系统、电控系统等部分组成。3

太阳能光伏支架的要求光伏支架结构必须牢固可靠，能承受如大气侵蚀，风荷载和其他外部效应。它应具有安全可靠的安装，能以最小的安装成本达到最大的使用效果，几乎免维护，且具有可靠的维修。好的支架需要考虑以下因素：

（1）材料的强度须抵御至少三十年的气候因素。

（2）在如暴风雪或台风等极端恶劣天气下仍不受影响。

（3）支架需带有槽轨设计，以放置电线，防止电击。

（4）电力设备需安装在非环境暴露而且便于定期维修。

（5）必须便于安装。

（6）造价要合理。

优质的支架系统必须使用电脑模拟极端恶劣天气状况软件验证其设计，并且进行严格的力学性能测试，如抗拉强度和屈服强度，以保证产品的耐用性。4

太阳能光伏支架的材质目前我国普遍使用的太阳能光伏支架从材质上分，主要有混泥土支架、钢支架和铝合金支架等三种。

混凝土支架主要应用在大型光伏电站上，因其自重大，只能安放于野外，且基础较好的地区，但稳定性高，可以支撑尺寸巨大的电池板。

铝合金支架一般用在民用建筑屋顶太阳能应用上，铝合金具有耐腐蚀、质量轻、美观耐用的特点，但其自承载力低，无法应用在太阳能电站项目上。另外，铝合金的价格比热镀锌后的钢材稍高。

钢支架性能稳定，制造工艺成熟，承载力高，安装简便，广泛应用于民用、工业太阳能光伏和太阳能电站中。其中，型钢均为工厂生产，规格统一，性能稳定，防腐蚀性能优良，外形美观。值得一提的是，组合钢支架系统，其现场安装，只需要使用特别设计的连接件将槽钢拼装即可，施工速度快，无需焊接，从而保证了防腐层的完整性。这种产品的缺点是连接件工艺复杂，种类繁多，对生产制造、设计要求高，因此价格不菲。4

太阳能光伏支架系统的技术难点事实上，成品支架的制造工艺并不简单，高质量的产品往往具有多项技术专利。下面以拼装式钢支架举例说明。

首先，高质量的型钢通常具有高水平的镀锌工艺。根据国家标准的要求，镀锌层平均厚度应大于50μm，最小厚度大于45μm。事实上，很多产品的镀锌层平均厚度虽然可以达到要求，但最小厚度小于40μm，实际使用中常常出现点蚀。卤素对钢材的腐蚀速度非常快，一年之内就可能造成整体支撑结构的弱化，造成安全隐患。因此，做到高度均匀的镀锌工艺并非易事。

其次，型钢钢材的连接是一个技术难点。一整套有效的连接方法，不仅包括连接件上巧妙的构思，还要配合槽钢背孔、咬合齿牙的设计等等。这其中涉及冲压、铸造等多方面钢铁冶金技术。

另外，用于承受较大荷载的双面槽钢，必须进行背靠背焊接。各种焊接工艺之间水平有很大差距。压力激光焊接可以保证全断面均匀连接，两根槽钢完全合为一体，共同受力；而电焊技术只能使两根槽钢部分固定在一起，受力形式更接近于叠合梁。有些型钢为了提高承载力，还对槽钢增加了加劲肋的冷轧。

总之，拼装式型钢支架的生产工艺存在诸多技术难点，需要冶金工程技术人员攻克技术壁垒，进一步降低其使用成本。4

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学