太阳能电站光伏单柱支架机械结构设计浅析

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太阳能光伏板的结构力学分析与设计

太阳能光伏板的结构力学分析与设计太阳能光伏板是一种利用太阳能转化为电能的装置，它的结构力学分析与设计是确保光伏板正常运行和长期稳定性的重要环节。

本文将从光伏板的结构组成、力学分析方法和设计要点三个方面进行探讨。

一、光伏板的结构组成光伏板主要由太阳能电池、支撑结构和外壳组成。

太阳能电池是光伏板的核心部件，它将太阳光转化为电能。

支撑结构是光伏板的骨架，用于固定太阳能电池和保护其不受外界环境的影响。

外壳则是对光伏板进行保护，以防止机械损伤和气候变化对光伏板的影响。

二、力学分析方法在光伏板的力学分析中，常用的方法包括有限元分析和结构力学理论。

有限元分析是一种基于数值计算的方法，通过将光伏板划分为许多小的单元，利用有限元软件对每个单元进行计算，最终得出整个光伏板的应力和变形情况。

结构力学理论则是通过分析光伏板的受力情况和力学性质，运用弹性力学和材料力学的原理，推导出光伏板的力学模型，并进行相应的计算和分析。

在力学分析中，需要考虑到光伏板的自重、风压、温度变化等因素对光伏板的影响。

自重是指光伏板本身的重量，它会对光伏板的受力和变形产生影响。

风压是指风对光伏板表面的压力，它会对光伏板产生压力和扭矩。

温度变化则会导致光伏板的膨胀和收缩，从而对光伏板的应力和变形产生影响。

三、设计要点在光伏板的设计中，需要考虑到结构的强度、刚度和稳定性等因素。

结构的强度是指光伏板能够承受的最大外力，它需要满足光伏板正常运行和长期使用的要求。

刚度则是指光伏板对外力的抵抗能力，它需要保证光伏板在受力情况下不会产生过大的变形和挠度。

稳定性是指光伏板在受到外力作用时不会失去平衡，需要保证光伏板的稳定性以防止倾覆和破坏。

在设计中，还需要考虑到材料的选择和加工工艺。

材料的选择需要综合考虑材料的强度、刚度、耐腐蚀性和成本等因素。

加工工艺则需要保证光伏板的制造过程精确和可靠，以确保光伏板的质量和性能。

总结太阳能光伏板的结构力学分析与设计是确保光伏板正常运行和长期稳定性的重要环节。

刍议光伏支架结构优化设计分析

刍议光伏支架结构优化设计分析摘要：随着社会的进步，我国能源紧缺问题日渐显现出来，新能源受到越来越多的关注，光伏电站的工程建设项目在社会工程建设领域得到了一定的重视，而光伏支架结构作为光伏发电站的重要组成部分，使其设计在我国逐渐兴起，并越来越受到人们的重视，本文就光伏支架结构优化设计进行研究。

关键词：光伏支架；结构；优化设计1光伏支架结构目前发展近年来光伏发电厂在我国蓬勃发展，然而国内的光伏发电站的设计始终缺乏一套相关的规范依据。

光伏支架作为光伏组件的支撑物的组成结构，相比于普通的钢材制其安全性能较低，对于光伏支架结构的设计采用钢材制备的思想必将导致成本的大幅度升高和制作材料的浪费。

对于光伏支架结构的优化设计显得尤为重要。

目前通用的光伏支架结构通常是由两个立柱起到支撑作用，立柱之间通过各种拉筋进行固定支撑连接等作用，除此之外，每个支架上都安装有晶硅光伏板。

支架整体的立柱通过其下部的安装基础进行与地面之间的固定，在立柱之上安装各种横梁纵梁从而增加整个光伏支架的稳定性。

对于这种传统的光伏支架出现的最大问题在于光伏发电的效率较低，主要原因就在于光伏支架结构的固定，不能进行调节。

除此之外还包括整个支架的成本较高，由横梁纵梁及两根立柱的成本价格过高，对于整个光伏电站的建设成本也提出了很大的挑战。

对于出现的结构问题和设计建筑成本问题需要进行数据和结构的详细分析设计优化。

2光伏支架结构荷载取值确定在进行光伏支架设计的时候，通常要考虑到光伏组件需有一定的倾斜度，目的就是为了能最大程度的接收光照，由于此种设计思路光伏支架结构通常还需承受一定的风荷载。

同时由于光伏支架整个的设计结构导致自身重量较轻且受风面积较大，最终导致风荷载成为光伏支架的主要荷载来源。

对于光伏支架结构的优化设计考虑必须充分从两方面进行，一是在顺风时支架的承风强度大小，一是在逆风情况下由于整个支架结构设计较轻引起可能出现的倾覆的情况。

因此在光伏支架优化设计中必须充分考虑风荷载的取值。

光伏支架机械结构

光伏支架机械结构1光伏支架机械结构的概述光伏支架机械结构是太阳能光伏发电系统不可缺少的组成部分。

它的主要作用是固定和支撑光伏组件，确保太阳能板面垂直于太阳辐射方向，最大程度地吸收到阳光。

在实际运行中，光伏支架机械结构还必须承受风压、雪荷载、温差等各种外部力量的作用，保证组件的稳定性和安全性。

2光伏支架机械结构的结构类型目前光伏支架机械结构的常见结构类型包括单轴式、双轴式、极限式、球形机构等。

单轴式机构是由一个水平轴和一个垂直轴组成的，可以沿水平轴和垂直轴分别旋转。

双轴式机构则是在单轴式机构的基础上增加了一个旋转轴，可以实现沿三个坐标轴的旋转。

极限式机构是由多个单轴式机构组成的，可以实现更大范围的旋转。

球形机构则是按照球面几何原理构造的，可以实现全向旋转。

3光伏支架机械结构的材料选择光伏支架机械结构的主要材料包括钢、铝、不锈钢等。

钢材是常用的一种材料，可以承受较大的压力和力量，但也较易生锈。

铝材轻便而且不易生锈，但承载能力相对较弱。

不锈钢是一种防腐蚀性能极强的材料，但相对较贵。

4光伏支架机械结构的制造工艺光伏支架机械结构的制造工艺一般分为冲压、焊接、铸造等几个步骤。

冲压是指利用模具将金属片件直接冲剪成所需形状，可以生产较轻薄的部件。

焊接则是通过将金属两端加热到熔化状态后进行接合，能够生产出较大型的结构件。

铸造则是将熔化的金属注入模具中，然后冷却成型，可以生产各种复杂形状的零件。

5光伏支架机械结构的维护和保养光伏支架机械结构需要定期进行维护和保养，以确保其在使用期间的正常运行和安全性。

维护和保养工作主要包括以下几个方面：（1）定期检查光伏板及其上的支架是否有明显的损坏和变形现象，是否需要更换或修复。

（2）定期检查支架结构的紧固件是否松动，如有松动要及时加紧。

（3）定期检查光伏板与支架之间的密封垫是否老化，是否需要更换。

（4）定期检查光伏板表面是否有灰尘和污垢，是否需要清洗。

（5）定期检查支架结构的表面是否有生锈现象，是否需要防腐涂层处理。

浅谈光伏行业项目光伏支架结构设计

浅谈光伏行业项目光伏支架结构设计发表时间：2017-12-29T09:46:18.377Z 来源：《建筑知识》2017年22期作者：司立新[导读] 光伏发电系统主要分为独立光伏发电、分布式光伏发电、并网光伏发电。

（河北新烨工程技术有限公司河北宣化 075000）【摘要】光伏发电系统主要分为独立光伏发电、分布式光伏发电、并网光伏发电。

目前我们最常见的就是分布式光伏发电、并网光伏发电项目。

主要设备由太阳能电池组件、逆变器、汇交箱、光伏支架等组成。

其中对于基建部分钢结构专业主要任务是光伏支架的设计、施工。

檩条的强度、稳定、变形均影响组件的安全性。

【关键词】光伏发电；电池组件；光伏支架；U型钢；檩条【中图分类号】TU391 【文献标识码】A 【文章编号】1002-8544（2017）22-0035-021.光伏行业现状早在1839年，法国科学家贝克雷尔(Becqurel)就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。

这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。

1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。

20世纪70年代后，随着现代工业的发展，全球能源危机和大气污染问题日益突出，传统的燃料能源正在一天天减少，对环境造成的危害日益突出，这个时候，全世界都把目光投向了可再生能源，希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长远的可持续发展。

太阳能以其独有的优势而成为人们重视的焦点。

丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。

截至2011年底，中国共有电池企业约115家，总产能为36.5GW左右。

其中产能1GW以上的企业共14家，占总产能的53%；在100MW 和1GW之间的企业共63家，占总产能的43%；剩余的38家产能皆在100MW以内，仅占全国总产能的4%。

规模、技术、成本的差异化竞争格局逐渐明晰。

浅析光伏电站支架优化设计

浅析光伏电站支架优化设计摘要：为了对光伏支架进行优化设计，需要选取合适的规范依据和参数，选择合理的支架形式以及合理的材料。

本文分别讨论了不同规范以及相应参数的合理选取，并重点对结构重要性系数、风荷载体型系数、风振系数进行了讨论。

另外建议采用双立柱的结构形式和合理的檩条跨度。

对于受力较大的构件建议选取强度较高的钢材。

关键词：优化设计；规范依据；支架形式；合理材料1 引言为了实现“3060”碳中和和碳达峰的目标，太阳能光伏发电的装机容量迅猛增长。

2021 年，中国新增55 GW，同比增长40%，总量达306 GW，新增装机连续9 年位居全球首位[1]。

由于光伏行业发展的时间较短，规范也不完善，市场上各种做法鱼龙混杂，有些支架设计过于保守，也有部分设计偏于不安全。

为了确保光伏支架安全的前提下能够做到合理的优化设计，必须进行多方面综合考虑。

2 选取合适的规范依据和参数国内很多规范以及参数尚不完善，需要综合选择合理的规范和参数作为设计依据才能保证支架安全的同时降低支架的成本。

目前光伏支架设计主要依据以下规范：《光伏支架结构设计规程》、《光伏发电站设计规范》、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、《钢结构设计标准》、《钢结构通用规范》、《工程结构通用规范》等。

其中《光伏支架结构设计规程》为主要的设计依据。

光伏支架结构设计规程》很多条文参考了《冷弯薄壁型钢结构技术规范》、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》以及《钢结构设计标准》等规范的相关内容。

后者主要是针对建筑结构的规范，没有完全考虑光伏支架的应用场景而直接套用，因而出现很多与实际情况不符的现象。

并且多本规范规定和要求并不统一，甚至出现冲突的情况，给设计人员带来较大的困惑。

盲目不加分辨的套用规范条文，也会导致支架设计过于保守或者偏于不安全。

结构重要性系数是对不同重要性和失事后果的结构，为使其具有规定的可靠度而采用的系数。

光伏支架出事一般造成的危害性不大，因而光伏电站的光伏支架结构安全等级应为三级。

浅谈光伏支架结构的优化设计研究

浅谈光伏支架结构的优化设计研究摘要：在全球能源供应紧张和环境问题日益严重的情况下，经济和社会的可持续发展受到了巨大挑战，发展和利用清洁而安全的可再生能源受到了广泛的重视。

光伏发电是新形势下全新的电能生产方式，具有无污染、利用价值高等特点，呈现出广阔发展空间，本文对光伏支架设计进行简要分析并提出了优化设计方案。

关键词：光伏支架；结构；优化1光伏电站的特点和光伏支架设计难度1.1光伏电站特点。

在实际中不难发现，光伏电站建设除需要巨额资金、人力物力外，还需要综合考虑各方面因素，比较常见的是：太阳能资源丰富程度、地形因素等。

目前建设条件较好的土地资源日趋减少，光伏电站建设地区大多是以山地为主，其地表起伏不平，使得光伏支架在设计及组件安装过程中受各种因素影响。

但还是从另一方面来说，其土地成本相对较低，主要是因为其处于人烟稀少地区，受外界因素影响小。

以生活中比较常见的山地光伏电站为例，其出发点和落脚点无非就是缓解能源紧张问题，但是其受地势形态影响，如若将位于沙漠地区的光伏电站比较后不难发现，山地光伏电站布局规划欠合理，加上自然协调性相对较差，直接导致山地光伏电站建设成本上升，自然而然光伏支架结构优化、施工等相关工作无法正常进行。

1.2光伏支架设计的难点。

光伏支架优化设计难点囊括诸多方面，可简单概括为两个部分：方阵设计方面，在上述分析中有提及到光伏电站建设中需要综合考虑各方面因素，例如：地形因素、地域因素等。

在光伏支架优化设计中同样如此，应当充分考虑好光伏支架安装方式、方针基础等因素对光伏支架产生的影响并找出行之有效的方式予以解决，也只有这样光伏支架优化设计工作才能顺利进行。

然而在实际中发现，光伏支架优化设计过程中，并未充分考虑好光伏电站方阵同光伏支架两者之间的关系，土地效用并未最大限度显现出来，极大程度上提升了光伏电站建设成本。

2 光伏电站支架及基础设计光伏电站工程条件复杂，在建设场内有冲沟、岩石，若处理不当将会引发塌方。

关于大型光伏电站支架结构的优化设计探讨

关于大型光伏电站支架结构的优化设计探讨摘要：在大型地面光伏电站中，不同形式的支架会影响光伏组件接收到的太阳辐射量和电站的占地面积。

本文对不同纬度地区、采用不同支架形式的光伏电站的占地面积、发电量、成本和投资收益率进行了对比分析。

跟踪支架可以有效提高光伏电站的发电量，其成本和可靠性是制约其应用推广的关键，通过比较分析，小倾角斜单轴跟踪支架对于提高光伏电站发电量和投资收益率具有较好的应用前景。

关键词：光伏电站；跟踪支架；发电量；投资收益由于西部地区光照资源丰富，以及光伏发电成本太高，中国开始在西部地区进行大型光伏并网电站的建设。

西部地区尤其是西北地区的年有效光照小时数是东部地区的两倍左右，甚至超过2000小时。

而西部地区遍布的大片荒漠化土地，对于需占地面积较大的光伏电站和光伏电站运营企业而言，具有较大的市场竞争力与吸引力。

一般在一个大型太阳能发电站项目中，建安成本占光伏项目总投资的21%左右，如果选用的支架不合适，会增加加工成本、安装成本及后期养护成本。

因此，对光伏电站支架结构进行优化研究具有较重要的意义。

1.光伏电站支架结构及优化方式1.1大型光伏电站支架结构目前西部地面光伏电站的支架普遍采用Q235-B钢。

综合多种因素考虑，西部地面光伏电站建设一般采用固定式支架。

目前普遍采用的固定式支架主要由横梁、斜梁、前后支腿、斜撑组成，受力性能良好。

1.2优化方式简介光伏支架为超静定结构，进行优化设计时，采用简单的手算等静力分析无法得出准确的计算结果，现在普遍采用电算方式进行结构分析，计算光伏支架的强度、刚度、稳定性时普遍使用的软件为PKPM和SAP2000。

PKPM操作简单，设计效率较高，但该软件没有适用于光伏支架的截面，计算时只能用近似的截面代替，其加载方式也不是很合理，计算结果并不能让人满意；SAP2000也有一定的缺点，对支架节点等细部，其无法进行受力分析。

ANSYS在结构计算上功能强大，它能够形象而准确地模拟出支架零部件中实体结构的细部受力特征，进而计算出不同工况下的结构强度。

光伏支架结构设计分析

光伏支架结构设计分析作者：胡速波来源：《西部论丛》2017年第01期摘要：随着现代科学技术的不断进步，将太阳能转化成能够为人们服务的电能的相关技术得到了更加快速的发展。

在进行光伏工程中，光伏支架则是整个光伏结构中主要的承载体系，其质量情况直接关系到整个的光伏项目能否正常使用的最为主要的方面。

本文对光伏支架的相关设计原理进行介绍，并对相关的结构设计进行分析，通过工程实例，对其实际的设计情况进行阐述。

关键词：光伏工程；光伏支架；结构设计太阳能相比与其他的绿色能源，其数量则是最为广泛的，同时是一个源源不断的可以直接进行相应的利用的能源。

目前对其的利用也比较多，光伏电站的兴建则为了太阳能，能够更好的得到利用提供了更加便利的条件。

在光伏项目中，支架结构的安全性能则尤为重要，因为光伏项目的兴起时间较晚，相关的研究工作还较少，因此在对其相关的研究工作较少，同时已有的研究成果也较少，所以需要加大对这方面的研究工作。

1光伏支架设计原则1.1基本原则在进行光伏支架的设计工作时，要保证其能够满足基本的受力性能，保证其具有足够的承载能力，同时还要对相应的地基承载能力进行一定验算；各部分荷载的取值要依据相关的设计规范进行；整个的光伏支架结构的设计方案都应该包括全阶段的光伏结构实施的全过程。

1.2夹具布置原则在设定的坡度方向进行相关夹具的布置，针对不同的支架材质选择不同的间距进行设置，保证各部分夹具的设计间距满足相关的要求。

1.3导轨布置原则进行相关的导轨布置主要是为了能够最大限度的利用光伏组件的相关的承载能力，而且能够使得其得到最佳的受力状态。

因此其相关的进行布置的间距则要严格的按照相关的设计要求，从而能够得到最大限度的受力性能，提高整个光伏支架的承载能力。

1.4柱间支撑布置原则根据每一排光伏支架的纵向的距离，进行相应的柱间支撑设置，如果纵向长度较短时，那么则需要在端部和中间位置都要进行相应的布置，如果项目中光伏支架的纵向距离较大，除了要在端部和中间进行布置之外，还需要没距离一定间距进行相应的柱间支撑的布置工作。

关于光伏支架结构优化设计的思考

科技应用28 2015年24期关于光伏支架结构优化设计的思考王健飞河北省电力勘测设计研究院，河北石家庄 050031摘要：随着我国经济的迅猛发展，我国能源紧缺问题日渐显现出来，要想有效缓解甚至于解决我国能源紧缺问题，就必须开发利用新能源。

光伏发电是新形势下全新的电能生产方式，其具有无污染、利用价值高等特点，呈现出广阔发展空间，也是新形势下最具潜力的能源开发领域。

在实际中不难发现，光伏发电规模较大，而且在安装光伏组件时需要综合考虑多种因素，换一种方式来说对光伏支架结构进行优化设计具有迫切性，以此保证光伏支架结构的可靠性和安全性，为光伏发电建设工作的顺利进行奠定坚实基础。

本文以分析光伏电站特点及光伏支架设计难度为切入点，从不同角度、多个层次探析光伏支架结构优化设计，以此为广大研究者提供简单理论支撑。

关键词：光伏支架；特点；优化设计中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1671-5780(2015)24-0028-01在查阅相关资料后获悉，截至2014年底，我国光伏电池安装量高达100万kW，远远超过预定目标，位居世界前列。

但是，光伏发电场设计方面仍然存在诸多问题亟需解决。

众所周知，光伏支架是光伏组件不可或缺的结构。

尽管其安全等级和发生破坏后所产生的后果远远低于普通钢结构。

也就是说如若不科学合理利用钢结构，光伏支架成本将直线上升，不利于光伏发电厂的发展。

基于此，优化设计光伏支架结构具有迫切性，而这也成为了本文研究的关键所在。

1 光伏电站特点及光伏支架设计难度1.1 光伏电站特点在实际中不难发现，光伏电站建设除需要巨额资金、人力物力外，还需要综合考虑各方面因素，比较常见的是：地形因素、太阳能丰富程度等。

众所周知，光伏电站建设地区大多是石漠化严重的山地，加上其地表凹凸不平，使其在安装光伏组件过程中受各种因素影响。

在上述分析中也提及到光伏电站所需巨额资金。

但还是从另一方面来说，其土地成本相对较低，主要是因为其处于人烟稀少地区，这也是其受外界因素小的原因所在。

关于光伏支架结构优化设计的思考

关于光伏支架结构优化设计的思考发表时间：2017-09-11T15:23:06.297Z 来源：《防护工程》2017年第10期作者：冯涛[导读] 伴随着经济的发展，我们对能源的需求也在加大，能源危机不断出现。

信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司江苏省无锡市 214000 摘要：伴随着经济的发展，我们对能源的需求也在加大，能源危机不断出现。

在这个矛盾共同体的作用下，发展新能源势在必行，光伏发电作为世界上新能源发展的新趋势，它主要利用太阳能光伏发电系统为技术支持，通过光伏支架来保证光伏发电系统的安全、可靠、高效的运行，那么光伏支架作为光伏发电设计中的主要环节，既要考虑支架的硬度、柔韧性和可靠性等方面，又要尽可能的减少钢材的消耗，对整个系统的成本进行有效的控制，这些都是优化光伏支架结构中必须思考的问题。

关键词：光伏支架；结构优化；设计思考一、引言改革开放以来，产业化推动了市场经济的发展，各个行业对能源的需求也不断增加，我国资源匮乏，能源紧张的问题由来已久，大力开发光伏产业受到全社会的广泛关注，建设光伏发电站等工程项目得到国家的重视，光伏发电设计的主要就是光伏支架结构的设计，它在我国还处在初级阶段，如何优化光伏支架结构设计摆在我们科研部门的面前。

二、光伏电站的存在的现状（1）、由于光伏电站对光源的要求特别高，电站主要建造在一些地势比较高、非常荒凉的山地，交通特别不方便，我们的一些大型机械设备根本无法发挥作用，对施工单位安装光伏组件造成很大的难度。

我们常见的山地光伏电站，通常建在人迹罕至的高山，土地成本比较低，因此受外界的影响较小。

（2）、我国建造光伏电站主要是为了缓解能源紧张的现状，但山地光伏电站受自然条件的限制太多，电站的布局很难合理规划，同我们的沙漠光伏电站比较，山地光伏电站的地域局限性很大，造成建设的成本直线攀升，所以光伏支架结构优化设计只能是一纸空谈，相关的施工建设工作根本无从谈起。

光伏支架结构设计研究

光伏支架结构设计研究摘要：随着国家能源结构的调整以及相关产业政策的出台，⽬前国内光伏电站的建设进⽬了⽬个⽬潮期。

光伏发电是一种新型的电能生产方式，它具有无污染、高利用价值等优点，所以具有很大的发展潜力。

本文结合实际工程经验，简单地介绍了光伏支架结构的设计。

关键词：能源短缺；可再生能源；光伏发电；光伏支架结构1.光伏电站的特点和光伏支架结构设计难点1.1光伏电站特点光伏电站除了需要大量的资金、人力和物力之外，其建设还需要对各种自然条件进行全面的考量，主要有地形地貌、日照时间、气象条件等因素。

当前，土地资源紧缺，具有良好建设条件的土地正日益减少，而我国的用电量每年都在增长，因此光伏电站往往规划建设在滩涂、丘陵、⽬壁、沙漠等场地,此类场地虽地形地貌复杂，但日照时间长，为建设光伏电站提供很好的太阳能资源。

此类场地作为建筑的不利地段，建设光伏电站是提高土地利用率的重要举措。

此类场地地质条件及其复杂，给光伏支架结构设计提出了更高的要求。

1.2光伏支架结构设计难点在光伏支架结构的设计中，需要对光伏支架的安装方式、地基基础等因素的影响进行全面的分析，并找到有效的方法来解决，只有这样光伏支架结构设计工作才能顺利进行。

但在实践中，往往没有充分考虑到光伏支架结构与光伏组件的相互影响，导致光伏支架结构的建造成本大幅提高。

1.光伏支架结构的发展现状光伏支架结构是光伏发电系统的主要结构部件，对光伏支架进行结构设计具有非常重要的意义。

光伏支架主要有单列柱单坡结构、双（多）列柱单坡结构、独立柱结构，以及以平面桁架、立体桁架、空腹桁架等整体受弯为主的结构和以实腹钢拱、平面或立体桁架形式的拱形结构等整体受压为主的结构。

1.光伏支架结构体系选型因地制宜选择双列单坡支架结构、单列单坡支架结构或独立柱结构。

在每个结构单元或温度区段应分别设置稳定结构的支撑体系且柱间支撑与横向或水平支撑应同时设置；当柱间支撑当采用带张紧装置的圆钢十字形交叉支撑时，圆钢与构件的夹角应在30°～60°范围内；对刚度要求较大的支架结构可采用十字形交叉型钢支撑。

光伏支架结构方案设计与选型探讨

光伏支架结构方案设计与选型探讨目前，在全球能源供应紧张和环境问题日益严重的情况下，经济和社会的可持续发展受到了巨大挑战，发展和利用清洁而安全的可再生能源受到了广泛重视。

虽然目前已经实现利用的可再生替代能源种类较多，但从可用总量上看，水能、风能、潮汐能都太小，不足以满足人类需求。

太阳能作为一种资源丰富，分布广泛且可永久利用的可再生能源，具有极大的开发利用潜力。

特别是进入21世纪，太阳能光伏发电产业发展非常迅速。

太阳能光伏发电在不远的将来不仅要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体，将给能源发展带来革命性的变化。

根据欧洲联合委员会研究中心（JRC）的预测，到21世纪末，可再生能源在能源结构中将占到80%以上，其中太阳能发电占到60%以上，充分显示出其重要的战略地位。

太阳能光伏组件支架是固定太阳能电池板的重要部件，在获得太阳能电池板最大发电效率的前提下，保证支架的安全可靠性是光伏组件厂家需要考虑和研究。

根据不同形式的太阳能光伏发电的需要，支架系统一般分为单立柱太阳能支架、双立柱太阳能支架、矩阵太阳能支架、屋顶太阳能支架、墙体太阳能支架、追踪系统系列支架等若干规格型号，同时按照不同的安装方式又分为地面安装系统、屋顶安装系统和建筑节能一体化支架安装系统。

1.荷载取值1.1风荷载为使光伏组件能接受最大的光照辐射，它通常被设计为与水平面成一定倾角，不可避免地承受风荷载作用。

同因为光伏组件及其支架系统还具有受风面积大、自重轻等特点，使风荷载成为了光伏系统承受的主要荷载。

无论是顺风时对支架结构强度和变形的要求，还是逆风时对基础抗倾覆的要求，都是光伏支架设计时起控制作用的条件。

因此，合理的风荷载取值是光伏支架设计的重要内容。

由于光伏发电站的设计使用寿命通常为25年，因此可取重现期为25年的风荷载值作为基本风压进行计算。

考虑到国内缺乏指导光伏支架设计的规范，为保证支架结构的安全性，参考国外类似规范以指导设计。

屋顶分布式光伏发电支架结构设计浅析

屋顶分布式光伏发电支架结构设计浅析【摘要】为了满足绿色发展需求，可再生能源发展势不可当，其中太阳能以其清洁、安全、取之不尽、用之不竭等显著优势，已成为发展最快的可再生能源。

目前光伏发电适用越发广泛，为了强化其适用性，屋顶分布式光伏发电逐渐发展突出。

这一技术不需要占用过多土地面积，实现小型的光伏发电系统，为当地居民提供电能供给。

本文简要介绍了屋顶分布式光伏发电，重点分析了光伏发电支架结构设计的要点与问题。

【关键词】分布式光伏发电；支架；结构设计屋顶分布式光伏发电支架系统设计工作具有较高的复杂性，需要保障屋顶分布式光伏发电支架系统各个组件装配部件的耐候性。

注意保障结构牢固性和可靠性，需要有效承受大气侵蚀和风、雪荷载等。

保障安装过程的安全性和可靠性，利用最小的安装成本达到最大的使用效果，减少后续维护次数，这些在方案选择时需要综合考虑。

一、屋顶分布式光伏发电概述（1）分布式光伏发电概述分布式光伏发电是一种能够充分利用屋顶、院落和建筑体等具有可建设性质的空间，来进行光伏发电系统的建设，实现空间的充分利用。

目前常见分布式光伏发电系统有两类，并网式和离网式。

两者的组成不同，离网式主要是由直流箱、太阳能电池组成的方阵、逆变器和能源储蓄装置等设备组成。

并网式发电系统则多出了交流配电箱和其他并网设备装置。

（2）光伏支架概述光伏支架按照能否跟踪太阳转动区分为固定支架和跟踪支架。

固定支架以机械结构为主，主要由立柱、主梁、檩条、基础等部件构成。

跟踪支架构成包括结构系统（可旋转支架）、驱动系统、控制系统（通讯控制箱、传感器、云平台、电控箱等部件）三大系统，除机械结构更为复杂外，其控制系统还涉及算法层面的优化设计。

虽然支架不是光伏产业链中最被重视的环节，但却是支撑固定整个光伏系统的重要设备，也被称为光伏电站"骨骼"。

支架制作是光伏产业链中耗钢量最多的地方，也是光伏产业链中与钢厂联系最紧密的环节。

此外需要综合利用铝合金阳极氧化和超厚热镀锌以及不锈钢等技术工艺，光伏支架结构要具备牢固性和可靠性，同时要承受大气侵蚀和风、雪荷载等。

光伏支架结构计算分析

光伏支架结构计算分析光伏支架结构计算分析是指对光伏支架结构进行力学计算和分析，以确定其安全可靠性。

光伏支架结构主要由支撑杆件、连接件、地脚等构成，根据实际情况对支架结构进行计算分析可以帮助设计者合理选择材料和尺寸，保证光伏系统的正常运行和使用寿命。

一、材料选择和尺寸设计在光伏支架结构的材料选择和尺寸设计中，需考虑以下因素：1.负荷：根据光伏模块的重量和风荷载计算支架所需的载荷。

根据光伏模块的尺寸和数量，计算出支架所需的强度和刚度。

2.材料：选择适合支架结构的材料。

通常采用具有较高强度和刚度的金属材料，如镀锌钢或铝合金。

根据实际情况选择材料的强度和刚度参数。

3.刚度：计算支架所需的刚度。

刚度可以通过支架的截面形状和材料的弹性模量来确定。

较高的刚度可以确保支架不会发生明显的变形或振动。

4.安全系数：根据国家或地方的相关规定，适当选择安全系数。

安全系数的大小与结构的可靠性有关。

一般情况下，建议采用安全系数大于1.5二、力学计算和分析在光伏支架结构的力学计算和分析中，需考虑以下因素：1.静载荷：计算支架在光伏模块的静载荷作用下的应力和变形。

静载荷通常包括光伏模块的重力和风荷载。

使用有限元方法或机械模型计算支架的应力和变形。

2.动力荷载：计算支架在光伏模块的动力荷载作用下的应力和振动。

动力荷载通常包括风荷载和地震荷载。

使用有限元方法或计算机模拟计算支架的应力和振动。

3.滑移：计算支架在风力作用下的滑移。

滑移是指支架在水平方向上的位移。

滑移可以通过支架的截面形状、材料的抗滑移能力和地脚的固定方式等因素来确定。

4.稳定性：计算支架在光伏模块的重力和风力作用下的稳定性。

稳定性可以通过支架的几何形状和材料的抗侧移能力来确定。

较好的稳定性可以防止支架发生倾覆或破坏。

三、振动和疲劳分析在光伏支架结构的振动和疲劳分析中，需考虑以下因素：1.振动：计算支架在风力作用下的谐振频率和振幅。

振动会影响光伏模块的使用寿命和能量输出效率。

光伏方阵支架抗风抗压结构设计分析方法

光伏方阵支架抗风抗压结构设计分析方法光伏方阵支架作为太阳能发电系统的重要组成部分，起着支撑和固定光伏组件的作用。

在遭受风力和自重压力的作用下，支架结构需要具有一定的抗风和抗压性能，以确保光伏组件的安全和稳定运行。

因此，支架结构的设计和分析显得尤为重要。

针对光伏方阵支架抗风、抗压结构设计分析方法，可以从以下几个方面进行详细探讨：1.结构材料选取光伏方阵支架通常采用铝合金、镁铝合金或者不锈钢等材料制作，这些材料具有良好的抗腐蚀性能和强度，适合在户外环境中使用。

在材料的选择方面，需要考虑耐久性、成本、重量等因素，同时需要保证支架结构具有足够的强度和刚度来承受外部的风力和压力。

2.结构设计支架结构设计应该合理稳定，能够承受风力和自重的双重作用。

在设计方面，需要考虑严格的荷载计算和结构分析，确保支架结构具有足够的刚度和强度，以避免破坏或变形。

同时，支架结构应该具有一定的柔性，能够在较大的风力作用下发生适当的变形，以减小结构的应力集中并增加耐久性。

3.抗风性能分析抗风性能是光伏方阵支架结构设计的重要指标之一、对于抗风性能的分析，可以采用风洞实验、数值模拟等方法进行研究。

通过风洞实验可以模拟不同风速下的风压作用，验证支架结构的抗风性能。

数值模拟方法可以利用有限元分析软件对支架结构进行力学模拟，计算结构在不同荷载下的应力、应变等参数，以评估其抗风性能。

4.抗压性能分析除了抗风性能，支架结构还需要具有一定的抗压性能，能够承受光伏组件和其他荷载的压力。

在支架结构设计中，需要考虑压力分布的均匀性、支撑结构的稳定性等因素，以确保支架的整体稳定性和安全性。

通过数值模拟和实验测试，可以评估支架结构的抗压性能，为支架结构的设计提供可靠的依据。

综上所述，光伏方阵支架的抗风、抗压结构设计分析方法涉及到材料选取、结构设计、抗风性能分析和抗压性能分析等方面。

通过合理的设计和分析，可以确保支架结构具有良好的稳定性和耐久性，为光伏发电系统的安全运行提供有力保障。

论光伏支架结构方案设计与选型

论光伏支架结构方案设计与选型随着可再生能源技术的不断发展，太阳能发电已成为清洁、可持续的新能源之一。

而光伏支架则是太阳能发电系统中的重要组成部分，其结构方案设计和选型直接影响发电系统的效率、安全性和经济性。

本文将从结构设计和材料选型两方面进行讨论。

一、结构设计光伏支架的结构设计主要涉及到支撑力、安装方式、角度调整与固定、风荷载和防腐等问题。

1. 支撑力光伏支架需要承受太阳能板的重量、风载荷和雪压等因素，因此其支撑力必须足够强大。

一般来说，光伏支架的材料应该选用高强度、防腐的材质，例如铝合金、不锈钢等。

在设计支撑结构时，还需考虑到承重点的位置、张力角度和紧固力度等因素。

2. 安装方式光伏支架的安装方式分为地面安装、顶部安装和挂壁安装。

其中，地面安装适用于大型光伏发电站，需要占用较大的土地，可以采用露天放置或者平坦地面进行安装；顶部安装适用于建筑物上的安装，需要考虑到建筑结构的承载能力和防水措施等问题；挂壁安装适用于建筑物墙体上的安装，需要考虑到钢结构和建筑物的连结性和稳定性等问题。

3. 角度调整与固定光伏支架的角度调整可以根据当地地理环境和季节变化进行调整，以达到最佳的太阳能光照角度。

角度调整主要有手动调整和自动调整两种方式。

手动调整就是通过手动操作支架调整角度，对于单一方向的调整比较适用；自动调整则是利用电控系统，控制支架来实现角度的调整。

角度固定主要有螺栓固定和锁紧器固定两种方式，其中锁紧器固定可有效降低光伏支架的振动和松动。

4. 风荷载太阳能板在遇到风区域内的安装时，需要考虑脱离力和风载荷带来的安全问题。

一般来说，支架的主要杆件应采用方管或者圆管。

在支架设计时还应考虑到风向和风速带来的动态负荷和静态荷载对支架的影响。

5. 防腐长期受到太阳光、风、雨、雪等自然环境的侵蚀，对于材料的防腐性能要求非常高。

一般来说，光伏支架的材料需要经过防腐处理，在材料表面覆盖一层氧化膜或者电泳漆等材料，以增强其抗氧化、耐腐蚀性。

浅述太阳能光伏支架设计及安装存在的问题及解决方法

浅述太阳能光伏支架设计及安装存在的问题及解决方法摘要：现阶段，太阳能是使用比较广泛的一种清洁能源，太阳能光伏发电系统通过最大程度的接受太阳辐射，为人类提供能源。

太阳能光伏发电系统的支架对于系统的成本控制及安全运行有着重要的影响，在支架系统设计及安装过程中需要严格控制支架的质量。

本文分析了太阳能光伏支架设计及安装存在的问题，并提出了相应的对策。

关键词：太阳能；光伏支架；设计；安装；问题；解决方法1 光伏支架系统分类依据光伏支架系统安装地面可以分为以下几类：1.1坡屋面光伏系统通常情况下此光伏系统的支架是放置在屋顶上，需要依据屋顶的种类选择合适支架。

坡屋面光伏支架系统，适用于不同厚度的瓦屋面，可以调节设备配件，从而满足客户的需要。

同时，安装也是比较方便的，在安装光伏支架系统的时候并不会破坏屋面自防水系统。

1.2平屋面光伏系统简单来说，平屋面光伏系统的支架就是在平形屋顶上安装的支架系统，安装较为简单。

由于安装地面较为平坦，可以大规模平铺，连接方式也比较多、连接比较牢固。

同时，还可以依据客户的需要研发相应的配件，有效提升了客户满意度。

1.3大型地面光伏系统此光伏系统是比较常见的，通常情况下，大型地面光伏系统基础形式有：钢筋混凝土土条形基础、钢筋混凝土短桩基础、预应力管桩基础、钢螺旋桩基础。

这些基础形式安装速度较快，大规模的应用在大型地面光伏系统中。

2 太阳能光伏支架材质方面的问题及对策2.1存在的问题太阳能光伏支架按材质可为不锈钢、钢材、铝合金三种。

不锈钢支架抗腐蚀性能好，耐候性强，但不锈钢支架价格高一次性投资大使其推广受到限制，应用范围比较少。

钢支架具有承载力高、性能较稳定，通过镀锌满足防腐要求，安装拆卸方便，使用的范围也比较广。

铝合金支架质量较轻且较美观，自身形成抗氧化保护膜抗腐蚀性较强，且铝型材可以回收再利用，属于环境友好型支架。

在安装支架的时候，需要由工厂生产配件并运输到安装现场，依据设计要求安装支架。

光伏支架结构计算分析

光伏支架结构计算分析光伏支架结构计算分析是指对光伏支架结构进行力学分析和设计计算，以确保其在使用过程中的稳定性和安全性。

光伏支架结构主要由支撑系统、固定系统和安装系统三部分组成，具备稳定性、合理性和可靠性三个基本要求。

下面将详细介绍光伏支架结构计算分析的内容。

1.力学分析静力学分析主要研究光伏支架结构在静止状态下的受力和变形情况。

通过计算各个部件的内力和应力，确定各个节点的受力情况。

静力学分析主要考虑重力荷载、风荷载和雪荷载等外部荷载，以及支架结构自重、光伏板载荷等内部荷载。

动力学分析主要研究光伏支架结构在动态载荷下的响应情况。

动态载荷包括地震荷载、风振荷载等。

通过动力学分析，可以确定光伏支架结构在动态载荷下的振动频率、振型和动态响应等参数，为结构的设计和优化提供依据。

2.设计计算尺寸设计是指根据力学分析的结果，确定光伏支架结构的各个部件的尺寸和形状。

尺寸设计需要考虑荷载情况、材料的强度和刚度等因素，以保证结构在使用过程中的稳定性和安全性。

材料选用是指根据尺寸设计的结果，选择合适的材料作为光伏支架结构的构件材料。

材料选用需要考虑材料的强度、刚度、稳定性、耐腐蚀性和可加工性等因素，以满足结构的使用要求。

3.结构优化结构优化主要包括形状优化和材料优化两个方面。

形状优化是指通过改变结构的形状和布置来优化结构的受力情况和变形情况，以提高结构的稳定性和安全性。

材料优化是指通过选择合适的材料，以提高结构的强度、刚度和耐腐蚀性，以满足结构的使用要求。

光伏支架结构计算分析的目的是通过确定支架结构的受力情况和变形情况，提供结构的设计依据和优化方案，以确保结构在使用过程中的稳定性和安全性。

通过合理设计和优化，可以提高光伏支架的使用寿命和经济效益，为光伏发电系统的运行提供可靠支持。

光伏发电系统支架设计

光伏发电系统支架设计一、支架选材支架选材是支架设计的首要环节，它直接关系到支架的稳定性和耐久性。

支架一般采用高强度铝合金材料或镀锌钢材料制作，这些材料具有较高的强度和良好的耐腐蚀性能，能够抵御长期的风雨侵蚀。

二、结构设计支架的结构设计主要考虑支架的整体稳定性和承载能力。

支架一般采用三角形结构，分为框架支架和架桩支架两种形式。

框架支架是指由钢管或铝合金型材制作而成的支架，它具有较高的稳定性和承载能力，适用于大型光伏发电站。

架桩支架则是指由钢管或铝合金型材制作而成并固定在地面上的支架，它适用于小型光伏发电系统。

三、安装方式支架的安装方式主要有悬挂式和支撑式两种。

悬挂式安装方式是指将支架悬挂在墙面或屋顶上，并通过螺栓或焊接固定。

支撑式安装方式是指将支架直接支撑在地面上，并通过钢桩或混凝土基座固定。

安装方式的选择应根据光伏发电系统的具体情况以及安装环境来定。

四、固定方式支架的固定方式主要有焊接、螺栓固定和地脚螺栓固定三种。

焊接是将支架与基座进行密封焊接，使之成为一个整体，具有较高的稳定性，适用于大型光伏发电系统。

螺栓固定是通过螺栓将支架与基座连接起来，易于安装和拆卸，适用于小型光伏发电系统。

地脚螺栓固定是将支架的基座埋入地下并通过螺栓固定，具有较高的稳定性和抗风能力，适用于地埋式光伏发电系统。

五、地理环境地理环境是支架设计中需要考虑的最重要的因素之一、不同地区的气候、地质和地形条件会对支架的设计和安装产生重大影响。

在选择支架的类型和安装方式时，应充分考虑地区的风速、地震烈度、地下水位和土壤承载力等因素，确保支架的稳定性和安全性。

总之，光伏发电系统支架设计需要综合考虑选材、结构设计、安装方式、固定方式和地理环境等多个因素。

只有在充分考虑这些因素的基础上，才能设计出稳定、安全的支架，提高光伏发电系统的发电效率和使用寿命。