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）22-0035-02

1.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。国内前十家组件生产商的出货量占到电池总产量的60%。中国太阳能光伏发电发展潜力巨大，配合积极稳定的政策扶持，到2030年光伏装机容量将达1亿千瓦，年发电量可达1300亿千瓦时，相当于少建30多个大型煤电厂。

2.光伏发电单元组成

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。

光伏发电主要设备主要由太阳能电池组件、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。

3.光伏支架设计

以现行国家规范《光伏发电站设计规范》《太阳能发电支架基础技术规范》为指导，结合钢结构设计理论进行光伏钢支架设计。

光伏支架各种形式如图：

a.单立柱固定式支架

b.双立柱固定式支架

3.3 支架檩条设计

目前光伏电站檩条最常见的材料主要有冷弯薄壁C型钢、冷弯薄壁U型钢，U型钢是光伏行业衍生出来的新的构件形式，被广泛使用。檩条计算主要按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中受弯构件公式采用。由于光伏组件倾角要求，故檩条考虑双向受弯构件计算公式进行设计，不建议采用《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022-2015中公式计算檩条强度。门规中檩条计算强度公式考虑了蒙皮效应，且与原强度公式做了较大的修改。

a.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》檩条强度计算公式：

4.支架结构设计（略）

综上所述，在当前社会背景下，太阳能资源的应用愈加广泛，对太阳能能源的开发和利用也逐渐成为受到政府和社会高度重视的热点问题。因此支架结构设计也受到了各个部门的重视，用钢量受到光伏开发单位的重视，节约建造成本，为企业实现更好的经济效益。参考文献

[1]《PKPM－STS应用讲解》.

[2]《门式刚架轻型房屋钢结构设计与施工疑难问题释义》.

[3]赵玉文，王文静等.《中国光伏产业发展报告》.