目前國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的光伏支架形式有：固定式支架、固定可調(diào)傾角式支架、跟蹤支架，以及應(yīng)用于特殊場(chǎng)景的柔性支架和漂浮式支架。

盡管隨著固定可調(diào)和跟蹤支架的技術(shù)發(fā)展逐漸成熟，市場(chǎng)占比逐年增加，但固定支架市場(chǎng)占比依然高達(dá)70%-80%，依然是光伏支架中的主流。本文重點(diǎn)介紹固定支架、固定可調(diào)傾角式支架、跟蹤支架的分類，并就固定支架的優(yōu)化設(shè)計(jì)做初步的交流分享。

目前技術(shù)最為成熟、成本相對(duì)最低、應(yīng)用最廣泛的方式為固定式安裝。固定式常用結(jié)構(gòu)形式包括雙柱支架系統(tǒng)方案和單樁支架系統(tǒng)方案。

均采用固定角度，朝向正南，一般選擇全年組件面輻照量最大為固定支架角度，優(yōu)點(diǎn)是對(duì)地基精度要求相對(duì)較低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單后期維護(hù)少，但在所有支架類型中固定支架發(fā)電量最低。

卡槽固定式支架設(shè)置卡槽、調(diào)節(jié)活動(dòng)臂，調(diào)節(jié)活動(dòng)臂與橫梁連接，短橫部件設(shè)置卡槽與立柱連接。卡槽固定式結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，但調(diào)解時(shí)需要多人調(diào)節(jié)，同步性較差，調(diào)節(jié)效率較低，且支撐桿與立柱連接處易生銹，后續(xù)維護(hù)成本較高。

彎弧梁式結(jié)構(gòu)與固定支架類似，彎弧梁式采用彎弧梁替換固定支架的斜撐，并在彎弧梁上定位。彎弧梁式也需要多人調(diào)節(jié)，但轉(zhuǎn)動(dòng)支架較省力，調(diào)節(jié)效率較高，且結(jié)構(gòu)可靠，后續(xù)維護(hù)成本較低。

千斤頂式是通過(guò)千斤頂作為驅(qū)動(dòng)、止動(dòng)裝置組成的固定可調(diào)結(jié)構(gòu)。可調(diào)支架具有手動(dòng)調(diào)節(jié)與電動(dòng)調(diào)節(jié)接口，調(diào)節(jié)工具較為輕便，可重復(fù)使用、循環(huán)作業(yè)，可有效降低工作人員負(fù)擔(dān)，提高調(diào)節(jié)效率。但調(diào)節(jié)絲牙裸露，易受風(fēng)沙侵?jǐn)_，后續(xù)維護(hù)成本較高。

推桿機(jī)構(gòu)固定可調(diào)結(jié)構(gòu)，是通過(guò)推桿機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)、止動(dòng)裝置組成的固定可調(diào)結(jié)構(gòu)。調(diào)節(jié)傾角時(shí)，可人工調(diào)節(jié)或使用市面上常規(guī)電動(dòng)扳手，可有效降低工作人員負(fù)擔(dān)，單方陣角度調(diào)節(jié)過(guò)程中一致性非常好，不會(huì)發(fā)生平面內(nèi)的扭曲。

平單軸跟蹤支架的軸為南北向，組件由東向西轉(zhuǎn)動(dòng)跟蹤太陽(yáng)方位角。其具有對(duì)地基精度要求不高于固定支架、土建成本低，節(jié)省樁基礎(chǔ)、多點(diǎn)支撐，抗風(fēng)性能強(qiáng)、結(jié)構(gòu)成本低，度電成本低，收益率及性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。

斜單軸跟蹤支架的軸為南北向，北高南低，對(duì)比平單軸更有利于光照輻射的收集。其具有對(duì)地基精度要求不高于固定支架、土建成本低，更適合高緯度地區(qū)等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是抗風(fēng)能力偏差，占地面積大，價(jià)格較高，在大型地面站上應(yīng)用收益率及性價(jià)比較低。

雙軸跟蹤系統(tǒng)可跟蹤太陽(yáng)的方位角與高度角，實(shí)時(shí)精確跟蹤太陽(yáng)。優(yōu)點(diǎn)是各支架類型中雙軸提高發(fā)電量最高，可比固定支架提高25%--35%；缺點(diǎn)是價(jià)格高初始投資大，占地面積大（約為固定支架2倍），后期維護(hù)費(fèi)用較高，在大型地面站應(yīng)用性價(jià)比低。

支架用鋼量對(duì)于項(xiàng)目成本有較大影響，為降低成本需要對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。對(duì)于固定式支架進(jìn)行研究，控制唯一變量，得出設(shè)計(jì)方案后對(duì)比分析總用鋼量。三大核心變量包括，等間距支架結(jié)構(gòu)不同間距對(duì)比，不等間距支架結(jié)構(gòu)對(duì)比和大小支架結(jié)構(gòu)對(duì)比。

等間距支架結(jié)構(gòu)不同間距對(duì)比，即對(duì)比在其他設(shè)計(jì)輸入條件相同的情況下，不同支架間距的設(shè)計(jì)方案的用鋼量情況。

 3100mm間距組件支架布置圖

4000mm間距組件支架布置圖

等間距支架結(jié)構(gòu)對(duì)比，即對(duì)比在其他設(shè)計(jì)輸入條件相同的情況下，采用不等間距間距的設(shè)計(jì)方案的用鋼量情況。

不等間距組件支架布置圖

大小支架結(jié)構(gòu)對(duì)比，即對(duì)比在其他設(shè)計(jì)輸入條件相同的情況下，采用不同跨數(shù)和組件數(shù)的設(shè)計(jì)方案的用鋼量情況，對(duì)比時(shí)折算為相同組件數(shù)。

等間距小支架組件支架布置圖

不等間距小支架組件支架布置圖

設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)論：

1、隨著支架南北樁間距的增大，檁條截面增大，支架系統(tǒng)的用鋼量增加。故從鋼結(jié)構(gòu)工程量角度出發(fā)，盡量選用小截面的檁條，即小跨度的支架間距。

2、在條件允許情況下，選擇不等間距的跨度，能夠降低檁條的彎矩，從而降低檁條的用鋼量。

3、大小支架的用鋼量因檁條截面未改變，故用鋼量較接近。

多種類型的支架形式已被運(yùn)用在由設(shè)計(jì)公司主導(dǎo)設(shè)計(jì)的實(shí)際工程之中，有效提升了光伏組件的發(fā)電量。并通過(guò)對(duì)于支架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化，有效降低了支架用鋼量，達(dá)到降本增效的目的。

光伏發(fā)電已經(jīng)成為新增能源中的主力軍，隨著光伏的快速發(fā)展，即安全可靠又能降本增效的支架形式也在不斷更新迭代。在積極學(xué)習(xí)探索新型支架類型的同時(shí)，對(duì)于具體項(xiàng)目，應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行科學(xué)的比選和分析，在保證項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)、安全的基礎(chǔ)上，選擇使用最適用于項(xiàng)目的支架類型并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。