光伏支架结构方案设计与选型
光伏发电系统光伏支架设计
光伏发电系统光伏支架设计1光伏支架应结合工程实际选用材料、设计结构方案和构造措施，保证支架结构在运输、安装和使用过程中满足强度、稳定性和刚度要求，并符合抗震、抗风和防腐等要求。
2光伏支架材料宜采用钢材，材质的选用和支架设计应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB50017的规定。
3支架应按承载能力极限状态计算结构和构件的强度、稳定性以及连接强度，按正常使用极限状态计算结构和构件的变形。
4按承载能力极限状态设计结构构件时，应采用荷载效应的基本组合或偶然组合。
荷载效应组合的设计值应按下式验算：YoS≤RYo 重要性系数。
光伏支架的设计使用年限宜为25年，安全等级为三级，重要性系数不小于0.95；在抗震设计中，不考虑重要性系数；S荷载效应组合的设计值；R 结构构件承载力的设计值，在抗震设计时，应除以承载力抗震调整系数勿£，感£按现行国家标准｛构筑物抗震设计规范｝GB50191的规定取值5按正常使用极限状态设计结构构件时，应采用荷载效应的标准组合。
荷载效应组合的设计值应按下式验算：s≤cS荷载效应组合的设计值；C结构构件达到正常使用要求所规定的变形限值6在抗震设防地区，支架应进行抗震验算。
7支架的荷载和荷载效应计算应符合下列规定:a.风荷载、雪荷载和温度荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009中25年一遇的荷载数值取值。
地面和楼顶支架风荷载的体型系数取1.3。
建筑物立面安装的支架风荷载的确定应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的要求。
b.无地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计值应按下式计算:c.无地震作用效应组合时，位移计算采用的各荷载分项系数均应取1.0；承载力计算时，无地震作用荷载组合值系数应符合表的规定。
无地震作用组合荷载组合值系数d.有地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计值应按下式计算:e.有地震作用效应组合时，位移计算采用的各荷载分项系数均应取1.0；承载力计算时，有地震作用组合的荷载分项系数应符合表的规定。
论光伏支架结构方案设计与选型
可靠性分析实例
实例1
某光伏电站的光伏支架结构可靠 性分析。通过概率模型法，考虑 了风载、雪载等载荷条件下的性 能，计算出其可靠性。
实例2
某大型光伏电站的光伏支架结构 可靠性分析。通过经验法，根据 类似工程经验，对其结构进行可 靠性评估。
06
光伏支架结构方案 设计与选型案例分 析
案例一：某大型光伏电站支架设计
可靠性分析流程
收集数据
收集与光伏支架结构相关的各 种数据，如材料性能、载荷、 尺寸等。
计算可靠性
根据模型，计算出光伏支架结 构的可靠性。
确定分析目标
明确可靠性分析的目的，如评 估光伏支架在各种环境条件下 的性能。
建立模型
根据收集的数据，建立合适的 数学模型，进行可靠性分析。
结果评估
对计算出的可靠性进行评估， 判断其是否满足设计要求。
光伏支架结构需要承 受自然环境的影响， 如风、雨、雪等，因 此需要选择可靠的支 架类型，以确保光伏 系统的稳定性和使用 寿命。
光伏支架结构的设计 和选型应考虑到使用 安全，避免使用对人 体有害的材料或结构 形式。
选型依据
安装地点
安装地点的地形、气候等条件是选择光伏支架结构的重要依据。例如，对于山区或丘陵地 带，需要选择能够适应地形变化的支架结构；对于寒冷地区，需要选择具有抗冻性能的支 架结构。
03
连接方式
确定各部件之间的连接方式，如 焊接、螺栓连接、铆钉连接等， 保证结构的整体性和稳定性。
02
材料选择
根据结构形式和荷载条件，选择 合适的材料，如钢材、铝合金、
混凝土等。
04
防腐措施
考虑结构所处的环境条件，采取 适当的防腐措施，如涂层、热镀 锌等，提高结构的使用寿命。
地面光伏电站支架基础选型与设计
地面光伏电站支架基础选型与设计摘要：支护基础设计时，应根据上部支架结构形式及地质条件，结合施工条件合理选型。
还需考虑现场实际情况，根据支架基础实际受力状态确定计算模型，在保证安全的同时合理优化设计。
关键词：光伏电站；支架基础；选型；设计光伏支架基础是将安装光伏组件的支架结构所承受作用转移到地基结构组成部分。
与建筑结构基础相比，光伏电站支架基础承受荷载小，设计和施工难度不大。
然而，数量大，安全性和经济性对整个项目有着重大影响。
支架基础的选型和设计应考虑工程地质条件、水文条件、上部支架结构类型、荷载条件、施工工艺，并根据工期要求及当地经验优化调整。
一、光伏支架基础受力特性光伏支架基础所承受力因不同环境条件而有所不同，一般通过上部光伏支架传导到基础上，光伏支架作为光伏组件中主要结构支撑，其本身及组件自重小，但组件面积却较大，承受大部分风雪荷载，且载荷作用方向因环境改变而不断变化，所以支架传至基础反作用力在面对顺风及逆风作用时方向相反，支架基础在设计时需结合实际状况来满足不同环境下支架传至基础的作用力与反作用力。
二、光伏支架基础形式1、扩展式基础。
扩展式基础有两种类型：独立、条形基础。
通常使用现浇混凝土，若现场浇筑不便或在冬季施工期间，也可考虑工厂预制，减少现场湿作业及养护。
其底面积大、基底压力小、刚度大、整体性好，对地基沉降变形具有良好适应性，适用于压缩模量小、承载力低的软弱土地区、采煤塌陷区、湿陷性黄土地区、新回填的欠固结土等特殊地质条件。
然而，扩展式基础需开挖土方，工程量大，造价高；破坏地表植被与形貌，不利于生态环保；地下水位高的地区施工困难，所以在地面光伏电站的使用较少。
2、桩基础。
其包括混凝土灌注桩、混凝土预制桩、钢桩等基础，是应用最广泛支架基础形式。
光伏支架采用桩基架时，一般不设承台，支撑立柱通过插接、焊接、预埋螺栓、法兰盘等形式与基础连接，或直接采用桩柱一体化形式。
灌注桩基础采用机械成孔，施工方便，人工少，对地表土破坏和扰动小，可穿透坚硬土层。
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。
光伏支架结构设计
光伏支架结构设计摘要：本文结合相关工程实例，针对光伏支架的结构设计方法以及设计中遇到的具体问题进行研究和探讨，为之后的结构设计提供参考。
关键词：光伏支架；结构设计1引言随着能源产业的技术革新，以太阳能为代表的新能源综合利用项目得到大力发展，光伏发电成为了最具规模和发展前景的新兴产业。
本文以某光伏发电站为例，综合考虑地形、工程造价、光伏组件的安装方式、现场施工等因素，对光伏支架的结构设计进行研究和探讨。
2项目概况本工程为某丘陵地带新建光伏发电站，光伏发电系统采用光伏阵列运行方式。
每个光伏阵列由多组光伏组件矩阵以及箱变基础、机房等附属结构结构组成。
光伏支架是光伏组件的支撑结构，采用地上钢结构的形式，设计使用年限为25年。
3光伏支架设计3.1光伏支架结构体系及优化如图1所示，光伏支架的主要受力构件由横梁、斜梁、斜撑以及钢立柱组成。
光伏阵列中电池板的自重、风荷载、雪荷载等荷载通过横梁传递到斜梁上，再通过斜撑、钢柱将上部荷载传至支架基础。
该结构体系传力路径明确、施工安装简易的特点。
在以往的光伏支架的结构设计中，普遍采用双柱的结构形式[1]，荷载通过横梁传递给由斜杆和钢柱组成的的钢架。
对比两种结构形式后不难发现，本项目中的横向支架采用了单柱基础，前后支撑分别代替两根钢柱形成稳定的三角形支撑结构。
经核算该方案在用钢量上略大于以往工程中采用的双柱结构，但由于基础的数量减少了50%，极大地减少了基础施工部分的工程造价。
由此可见，结构体系和方案的优化对光伏发电项目有十分重要的意义。
图1 本工程光伏横向支架示意图图2某项目支架示意图3.2结构设计本工程地貌属于低山丘陵，地势南高北低，高差较大，为丘陵缓坡，场地类别为Ⅰ¬1类。
光伏阵列中，以22块晶硅电池组件，按照横向11列、竖向2行的方式设置一个光伏组单元。
依照光伏组件的排列和安装宽度，沿横向布置横梁用于直接承担电池板不同工况下的荷载，垂直方向布置横向支架, 其中斜梁的倾角为31度。
农光互补光伏电站支架基础结构选型对比分析
农光互补光伏电站支架基础结构选型对比分析“农光互补”光伏电站以其特有的结构和功能正逐步成为国内光电新能源项目的重要组成部分。
本文以广西某150MWp农光互补光伏项目为例，对常用桩基础结构的承载力、地质条件适用性、桩身质量控制、运维需求、施工工序、施工成本等因素进行了比较分析；结合项目特点，通过对比分析选择了最优的结构型式。
本方法可为类似的工程项目结构选型提供参考。
在当前“碳达峰、碳中和”大背景下，积极推动以光伏发电为代表的绿色能源对于调整能源结构具有积极的意义。
随着光伏技术的不断提高以及土地政策性的调控紧缩，近年来以“农光互补”为代表的新型光伏电站逐步成为国内光伏发电市场的主力军。
“农光互补”光伏电站兼具了光伏发电与农业种植的需求，其工程结构与常规光伏电站相比有较大的区别，其中光伏立柱基础的合理选型是“农光互补”光伏电站成功的标志之一，也是承载力、农业种植条件及施工可行性的焦点内容。
“农光互补”光伏电站具有占地面积大，地质结构复杂的特点，合理进行桩基础结构选型对于项目实施及成本管理具有决定性的作用。
为此，本文通过具体项目案例，结合不同桩基础结构特点进行分析，为“农光互补”桩基础结构选型提供一种思路。
1.工程概况某150MWp农光互补项目位于广西，工程占地面积190.5万m²，光伏支架采用单立柱（桩基础+固定支架）结构形式（见图1），光伏系统最低点距离地面高度不小于2.5m，设计桩基础数量约8.4万根。
项目建成后，在25年寿命周期内，每年年均发电量约为183608.03MWh，相当于每年节约标准煤消耗5.06万t，减排碳排放13.5万t，是中国西南地区较大的光伏电站。
本项目属孤峰平原地貌，自然边坡坡度在5°～30°，场地上部覆盖土层主要为耕土，地表普遍可见石灰岩出露，局部地段出露密集成片分布。
地勘资料显示，本项目各土层分布如下：第一层是耕土，成分主要为黏性土，层厚0.20m～0.50m；第二层为局部红黏土，零星分布于拟建项目地表；大部分为较完整灰岩，样品抗压强度平均值39.1MPa，岩体基本质量等级为Ⅲ级，岩体完整程度属较完整。
光伏固定支架设计
光伏固定支架设计光伏固定支架设计是指用于支撑安装光伏组件的结构系统，常见的光伏固定支架设计有以下几种：1. 地面固定支架：用于在地面上安装大规模的光伏电站。
地面固定支架往往采用钢材制作，具有高强度和稳定性，可以经受各种环境条件的考验。
地面固定支架一般会有固定角度，以便最大化吸收太阳能。
2. 屋顶固定支架：用于在建筑物的屋顶上安装光伏组件。
屋顶固定支架有多种设计方案，包括倾斜式固定支架、平面支撑式固定支架等。
其中，倾斜式固定支架的角度一般会根据所在地区的纬度和太阳高度角进行调整，以获得最佳的发电效率。
3. 跟踪支架：跟踪支架可以根据太阳的位置自动调整光伏组件的角度，以确保光伏组件始终正对太阳。
跟踪支架一般有单轴和双轴两种类型，分别表示支架可以绕一个轴线旋转或者两个轴线旋转。
跟踪支架虽然可以提高发电效率，但也会增加系统的成本和复杂度。
在光伏固定支架设计中，需要考虑以下几个方面：1. 综合结构设计和可靠性分析，确保支架具有足够的抗风、抗雪、抗震能力，可以长期稳定地支撑光伏组件。
2. 考虑光伏固定支架的材料选择，通常采用耐候钢或铝合金等材料，以确保具备足够的强度和耐用性。
3. 考虑安装角度和倾斜度的选择，以使光伏组件能够最大程度地吸收太阳能。
4. 考虑施工和安装的便利性，使得支架可以快速、安全地安装。
总之，光伏固定支架的设计是一个综合性的工程，需要考虑多个因素来确保光伏组件的稳定性和发电效率。
光伏固定支架设计是指为安装光伏组件提供稳定支撑的结构设计。
下面是一些常见的光伏固定支架设计要点：1. 支架结构选择：常见的光伏支架结构包括地面支架、屋顶支架和墙面支架等。
根据安装环境的不同选择合适的支架结构。
2. 安装角度：支架的设计要考虑到太阳能光伏组件的最佳安装角度，以确保光伏组件能够最大程度地接收到太阳辐射。
3. 地基选择：地面支架需要适配不同的基座，通常使用钢管或混凝土基座。
基座的选择需要考虑到地质条件、地面平整度等因素。
光伏系统支架的设计方案
光伏系统支架的设计方案一、设计原则：1.稳定性：支架的设计应具有足够的稳定性，能够承受太阳能板的重量、风力和其他外力的作用。
2.安全性：支架的设计应符合相关安全标准，能够经受住极端气候条件和自然灾害的考验。
3.可持续性：支架的设计应充分考虑材料的可再生性和回收利用性，减少对环境的负面影响。
二、材料选择：1.金属材料：常用的金属材料包括铝合金和镀锌钢。
铝合金具有轻质耐腐蚀的特点，适合应用在户外环境；镀锌钢具有较高的强度和耐腐蚀性，适合应用在恶劣气候条件下。
2.塑料材料：塑料材料具有重量轻、耐腐蚀、易加工的特点，适合应用在轻负载的光伏系统中。
三、结构设计：1.支撑结构：支架的支撑结构应根据光伏系统的尺寸和重量进行设计，可以采用单个支撑点或多个支撑点的结构。
2.固定方式：支架的固定方式可以选择地脚螺栓、地基桩、混凝土基座等，确保支架牢固稳定。
3.调节系统：支架应设计可以进行倾斜角度和方向调节的系统，以充分利用太阳能的角度和方向，提高能量转化效率。
4.风阻抗：支架应设计足够的风阻抗，以抵御强风对系统的影响。
5.环境适应性：支架的设计应考虑系统所处的环境特点，如温度变化、湿度等，选择合适的材料和防腐措施，以延长支架的使用寿命。
四、施工与维护：1.施工要求：支架的施工应符合相关的安全规范和工程施工要求，确保施工质量。
2.维护要求：支架的维护一般包括定期清洁太阳能板和支架结构、检查紧固件是否松动、检查地脚螺栓和基础是否稳固等。
3.可拆卸性：为了方便维护和更换损坏部件，支架的设计应考虑可拆卸性，并设置相应的连接件。
五、总结：光伏系统支架的设计方案应考虑稳定性、安全性和可持续性，制定相应的设计原则和材料选择，并进行结构设计和相关工程施工。
在光伏系统的运营过程中，需要定期进行维护和检查，确保支架的安全和正常运行。
通过科学合理的设计和施工，光伏系统支架可以为光伏发电提供良好的支撑结构。
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光伏支架结构方案设计与选型
摘要：光伏发电作为一种新兴能源，具有广阔的市场前景。
在全世界范围内，对于光伏的应用与发展引起了诸多国家的重视。
光伏支架结构方案设计与选型作为光伏发电的重要组成部分，需要考虑到耐久性、经济性、可调性以及施工便利性，以便为光伏利用奠定基础。
本文主要内容通过研究光伏支架结构荷载、理论计算、模拟数据等，探讨了光伏支架结构方案的设计与选型，分析了其未来发展趋势。
关键词：光伏支架；结构方案；设计与选型
引言：在当前全球气候变暖，能源安全问题日益严峻的今天，新兴能源的开发逐渐受到了全世界国家的重视。
不少国家开展实践利用新兴能源取代传统能源，如水能、风能、太阳能等。
这些新兴能源作为无限可循环能源，能够被持续利用。
尤其是太阳能，作为一种十分丰富的资源，不仅分布广泛，还具有可永久利用的特点，因此具有较大的开发潜力。
根据我国光伏产业发展情况来看，该行业发展非常迅速。
光伏支架作为保证太阳能电池板的重要部件，只有确保支架具有良好的稳定性和可靠性，才能确保太阳能电池板稳定运行。
基于此，相关人员在对光伏支架结构方案的设计和选型中，需要根据实际使用情况进行设计。
1.荷载研究
在光伏支架结构方案的设计和选型中，光伏组件常见的基础体系有双列单坡支架与单列单坡支架等、独立柱三种。
所有双列单坡支架与单列单坡支架都是由横向、纵向体系构成。
独立柱主要是由单根立柱与撑杆构成。
为了提高太阳能利用率，在光伏组件支架的结构设计中，通常会设计成水平面并带有一定的倾斜角度。
计算出合理的光伏支架荷载值，是确保光伏支架设计的重要内容。
除了风荷载之外，光伏支架通常情况下还要受到雪荷载以及施工荷载，支架组合荷载分项系数及组合值系数如下表所示，只有充分考虑各方面荷载因素，才能够为光伏支架结构的持续使用奠定基础。
通常情况下，太阳能光伏组件的使用寿命在25年左右，根据光伏组件的使用寿命对组件的风荷载进行计算，为了确保光伏支架结构的安全性，选择风速为42m/s的瞬时风作为光伏组件风荷载值进行校核。
同时还要考虑到光伏支架为紧贴地面的重量以及柔性结构等因素，在不考虑地震因素的情况下，可以采取效应组合的方式，实现对光伏组件荷载的研究。
2.理论计算
在光伏支架结构方案的设计和选型中，通常光伏支架的次梁以C型导轨为主，除此之外，还有主梁、立柱以及支撑组成。
而在光伏支架中，主梁和次梁为主要受压结构，通过静力学的方法，我们可以计算出主梁的受压情况，这是因为主梁和次梁的挠度不会超过光伏支架结构的容许值[1]。
针对普通刚性受弯结构的主梁与次梁来说，都有着不同的挠度，一般情况下，普通刚性结构主梁的挠度取值为L/250，而次梁的挠度取值为L/200，因此使得光伏支架的前后立柱与支撑主要承受轴向拉力和压力，为了更好的考虑到光伏支架荷载，对钢结构的轴向承载能力的选用中，通常不需要强度要求控制。
3.模拟数据
为了更好的计算出光伏支架结构方案的理论值，可以使用通用结构计算软件建立出对应的三维光伏支架数值模型。
因此在对光伏支架模型的主梁和次梁的使用中，选择C型钢，同
时选择的截面尺寸分别是C40*60*10*2.5和C60*40*20*2.5两种尺寸。
两种截面的背部孔通常都属于开孔状态，所以在实际情况中，需要将光伏板安装在对应檩条上，为了确保风荷载与雪荷载传力路径的一致性，从光伏板到檩条，最终再到主梁。
所以在模型中将光伏板设计为单向板，可以实现将相应的荷载分配到檩条上，以确保模拟数据的准确性[2]。
除了以上经济效益影响因素之外，支架造型的不同对经济效益的影响也较大。
常见的光伏支架分为固定可调支架与固定倾角支架。
以某省100mw光伏电站为例，一般固定支架安装角度需要保持39°，各光伏组件间的距离需要保持6.7m。
而固定可调支架在应用过程中，冬季的半年角度都会保持在60°，这样一来，支架间的距离被拉长，变为了9.4m，总用地面积增加，并且在每次调节过程中还需要投入大量的人力、物力资源。
由此可见，不同支架造型也是影响此类工程项目的重要因素。
5.未来发展
纵观当今国际形势，西方发达国家，尤其有美国为代表，在国际能源中，对我国一直进行各种阻拦，同时由于传统能源属于不可再生资源，并且对环境造成的破坏越来越严重，所以新兴能源的开发已经成为各国必须研究的对象。
在新兴能源的开发中，有核能、风能、水能、太阳能等资源，但是在这些新能源中，核能发电目前并没有100%的安全保障，而风能和水能由于受到地域、气候等环境因素的影响，因此并不稳定[3]。
而太阳能资源，不仅取之不尽用之不竭，而且在不受地域等因素的影响，同时太阳能资源的使用具有良好的安全性措施，所以在新能源的开发中，可以作为首选能源。
使用太阳能光伏发电的过程中，为了更好的确保光伏组件系统具有可靠性、稳定性和安全性，就需要确保光伏发电的各个部件具有良好的抗击恶劣环境性能，在对光伏支架结构方案设计与选型中的过程中，只有考虑到以上因素，才能促使光伏产业的发展。
结束语：在对光伏支架结构方案的设计与选型中，建立光伏支架结构计算的理论方法，我们可以得知，合理的光伏载荷值是光伏支架设计的重要组成部分，以光伏支架的使用寿命作为基础，进行设计计算，能够确保光伏支架承载最大的荷载力，同时对双向双层光伏组件和横向四层光伏组件这两种不同的排列方式进行优越性比较，选择出适合不同地域的光伏组件排列方式，达到对光伏支架结构的最终设计和选型。
参考文献：
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-全文完-。