鋁型材制作的光伏支架作為鋁型材制作的光伏電站重要的組成部分,它承載著鋁型材制作的光伏電站的發(fā)電主體.支架的選擇直接影響著鋁型材制作的光伏組件的運(yùn)行安全、破損率及建設(shè)投資,選擇合適的鋁型材制作的光伏支架不但能降低工程造價(jià),也會(huì)減少后期養(yǎng)護(hù)成本.

　　一、鋁型材制作的光伏支架類(lèi)型

　　1、根據(jù)材料分類(lèi)

　　根據(jù)鋁型材制作的光伏支架主要受力桿件所采用材料的不同,可將其分為鋁合金支架、鋼支架以及非金屬支架,其中非金屬支架使用較少,而鋁合金支架和鋼支架各有特點(diǎn).

　　2、根據(jù)安裝方式分類(lèi)

　　二、固定式鋁型材制作的光伏支架介紹

　　鋁型材制作的光伏陣列不隨太陽(yáng)入射角變化而轉(zhuǎn)動(dòng),以固定的方式接收太陽(yáng)輻射.根據(jù)傾角設(shè)定情況可以分為：最佳傾角固定式、斜屋面固定式和傾角可調(diào)固定式.

　　1、最佳傾角固定式

　　先計(jì)算出當(dāng)?shù)刈罴寻惭b傾角,而后全部陣列采用該傾角固定安裝,目前在平頂屋面電站和地面電站廣泛使用.

　　1)平頂屋面-混凝土基礎(chǔ)支架

　　平頂屋面混凝土基礎(chǔ)支架是目前平屋面電站中最常用的安裝形式,根據(jù)基礎(chǔ)的形式可以分為條形基礎(chǔ)和獨(dú)立基礎(chǔ);支架支撐柱與基礎(chǔ)的連接方式可以通過(guò)地腳螺栓連接或者直接將支撐柱嵌入混凝土基礎(chǔ).

　　優(yōu)點(diǎn)：抗風(fēng)能力好,可靠性強(qiáng),不破壞屋面防水結(jié)構(gòu).

　　缺點(diǎn)：需要先制作好混凝土基礎(chǔ),并養(yǎng)護(hù)到足夠強(qiáng)度才能進(jìn)行后續(xù)支架安裝,施工周期較長(zhǎng).

　　2)平頂屋面-混凝土壓載支架

　　優(yōu)點(diǎn)：混凝土壓載支架施工方式簡(jiǎn)單,可在制作配重塊時(shí)同時(shí)進(jìn)行支架安裝,節(jié)省施工時(shí)間.

　　缺點(diǎn)：混凝土壓載支架抗風(fēng)能力相對(duì)較差,設(shè)計(jì)配重塊重量時(shí)需要充分考慮到當(dāng)?shù)刈畲箫L(fēng)力.

　　3)地面電站-混凝土基礎(chǔ)支架

　　地面電站混凝土基礎(chǔ)支架多種多樣,根據(jù)不用的項(xiàng)目地質(zhì)情況,可選擇對(duì)應(yīng)的安裝方式,以下主要介紹現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)、獨(dú)立及條形混凝土基礎(chǔ)、預(yù)制混凝土空心柱基礎(chǔ)等幾種最常見(jiàn)的混凝土基礎(chǔ)安裝形式.

　　現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)

　　根據(jù)基礎(chǔ)形式不同,現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)可分為現(xiàn)澆混凝土樁和澆注錨桿.

　　優(yōu)點(diǎn)：現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)開(kāi)挖土方量少,混凝土鋼筋用量小,造價(jià)較低、施工速度快.

　　缺點(diǎn)：現(xiàn)澆鋼筋混凝土基礎(chǔ)施工易受季節(jié)和天氣等環(huán)境因素限制,施工要求高,一旦做好后無(wú)法再調(diào)節(jié).

　　獨(dú)立及條形混凝土基礎(chǔ)

　　優(yōu)點(diǎn)：獨(dú)立及條形混凝土基礎(chǔ)采用配筋擴(kuò)展式基礎(chǔ),施工方式簡(jiǎn)單,地質(zhì)適應(yīng)性強(qiáng),基礎(chǔ)埋置深度可相對(duì)較淺.

　　缺點(diǎn)：獨(dú)立及條形混凝土基礎(chǔ)工程量大,所需人工多,土方開(kāi)挖及回填量大,施工周期長(zhǎng),對(duì)環(huán)境的破壞大.

　　預(yù)制混凝土空心柱基礎(chǔ)

　　預(yù)制混凝土空心柱基礎(chǔ)廣泛用于水光互補(bǔ)電站、灘涂地電站等地質(zhì)條件較差的電站.同時(shí)由于基礎(chǔ)高度優(yōu)勢(shì),也被較多用于山地電站以及農(nóng)光互補(bǔ)電站.

　　4)地面電站-金屬樁支架

　　金屬樁支架在地面電站中應(yīng)用同樣非常廣泛,主要可分為螺旋樁基礎(chǔ)支架和沖擊樁基礎(chǔ)支架.

　　螺旋樁基礎(chǔ)支架

　　螺旋樁支架根據(jù)是否帶法蘭盤(pán)可分為帶法蘭盤(pán)螺旋樁支架和不帶法拉盤(pán)螺旋樁支架;根據(jù)子葉形狀可分為窄葉連續(xù)型螺旋樁支架和寬葉間隔型螺旋樁支架.

　　帶法蘭盤(pán)的螺旋樁可用于單柱安裝或雙柱安裝,而不帶法蘭盤(pán)的螺旋樁一般只用于雙柱安裝.

　　寬葉間隔型螺旋樁支架的抗拉拔性要好于窄葉連續(xù)型螺旋樁支架,在風(fēng)力較大地區(qū)應(yīng)優(yōu)先考慮寬葉間隔型螺旋樁支架.

　　沖擊樁基礎(chǔ)支架

　　沖擊樁基礎(chǔ)支架,也叫金屬纖桿基礎(chǔ)支架,主要是利用打樁機(jī)直接將C型鋼、H型鋼或其他結(jié)構(gòu)鋼打入地面,這種安裝方式非常簡(jiǎn)單,但抗拉拔性能較差.

　　優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于金屬樁基礎(chǔ),用打樁機(jī)把鋼樁打入土中,無(wú)需開(kāi)挖地面,更環(huán)保;不受季節(jié)氣溫等限制,可在包括北方冬季的各種氣候條件下實(shí)施;施工快捷方便、大幅縮短施工周期,能方便遷移及回收;打樁過(guò)程中基礎(chǔ)便于調(diào)節(jié)高度.

　　缺點(diǎn)：在土質(zhì)堅(jiān)硬地區(qū)打樁很困難;在含碎石較多地區(qū)打樁容易破壞鍍鋅層;在鹽堿地區(qū)使用抗腐蝕能力較差.

　　2、斜屋面固定式

　　考慮到斜屋面承載能力一般較差,在斜屋面上組件大都直接平鋪安裝,組件方位角及傾角一般與屋面一致.根據(jù)斜屋面的不同,可分為瓦片屋頂安裝系統(tǒng)與輕鋼屋頂安裝系統(tǒng).

　　1)瓦片屋頂安裝系統(tǒng)

　　瓦片屋頂安裝系統(tǒng)主要由掛鉤、導(dǎo)軌、壓塊以及螺栓等連接件組成.

　　2)輕鋼屋頂安裝系統(tǒng)

　　輕鋼屋頂,也叫彩鋼瓦屋頂,主要用于工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)等.根據(jù)彩鋼瓦形式不同,可以將其分為角弛型輕鋼屋頂、直立鎖邊型鋼屋頂以及梯型輕鋼屋頂.

　　角弛型輕鋼屋頂和直立鎖邊型輕鋼屋頂主要通過(guò)夾具作為連接件,將導(dǎo)軌固定在屋面上,而梯型輕鋼屋頂需要采用自攻螺栓將連接件固定在屋面.

　　不管哪一種屋面形式,在選擇連接件時(shí)一定要進(jìn)行實(shí)地測(cè)量“角弛”“直立邊”“梯形”尺寸,確保連接件和屋面匹配,而在梯型輕鋼屋頂支架安裝時(shí)還要做好防水措施,避免螺栓鉆孔處發(fā)生漏水.

　　3、固定傾角可調(diào)式

　　固定傾角可調(diào)式是指在太陽(yáng)入射角變化轉(zhuǎn)折點(diǎn),定期調(diào)節(jié)固定式支架傾角,增加太陽(yáng)光直射吸收,在成本略增加情況下提高發(fā)電量.

　　三、跟蹤式鋁型材制作的光伏支架

　　跟蹤式鋁型材制作的光伏支架通過(guò)機(jī)電或液壓裝置使鋁型材制作的光伏陣列隨著太陽(yáng)入射角的變化而移動(dòng),從而使太陽(yáng)光盡量直射組件面板,提高鋁型材制作的光伏陣列發(fā)電能力.根據(jù)追蹤軸數(shù)量可分為：?jiǎn)屋S追蹤系統(tǒng)和雙軸追蹤系統(tǒng).

　　1、平單軸跟蹤系統(tǒng)

　　鋁型材制作的光伏方陣可以隨著一根水平軸東西方向跟蹤太陽(yáng),以此獲得較大的發(fā)電量,廣泛應(yīng)用于低緯度地區(qū).根據(jù)南北方向有無(wú)傾角可分為標(biāo)準(zhǔn)平單軸跟蹤式和帶傾角平單軸跟蹤式.

　　2、斜單軸跟蹤系統(tǒng)

　　追蹤軸在東西方向轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)向南設(shè)置一定傾角,圍繞該傾斜軸旋轉(zhuǎn)追蹤太陽(yáng)方位角以獲取更大的發(fā)電量,適合應(yīng)用于較高緯度地區(qū).

　　3、雙軸跟蹤系統(tǒng)

　　采用兩根軸轉(zhuǎn)動(dòng)(立軸、水平軸)對(duì)太陽(yáng)光線實(shí)時(shí)跟蹤,以保證每一時(shí)刻太陽(yáng)光線都與組件板面垂直,以此來(lái)獲得最大的發(fā)電量,適合在各個(gè)緯度地區(qū)使用.

　　4、幾種支架運(yùn)行方式對(duì)比

　　鋁型材制作的光伏支架鋼材與鋁材的比較和選擇材料強(qiáng)度方面

　　支架一般采用Q235B鋼材與鋁合金擠壓型材6063 T6, 強(qiáng)度方面,6063 T6鋁合金大概為Q235 B鋼材的68%-69%,所以一般在強(qiáng)風(fēng)地區(qū)、跨度比較大等情況下鋼材優(yōu)于鋁合金型材.

　　撓度變形方面

　　結(jié)構(gòu)的撓度變形與型材的形狀尺寸、彈性模量(材料固有的一個(gè)參數(shù))有關(guān)系,與材料的強(qiáng)度沒(méi)有直接聯(lián)系.

　　在同等條件下,鋁合金型材變形量是鋼材的2.9倍,重量是鋼材的35%,造價(jià)方面在同等重量下,鋁材是鋼材的3倍.所以一般在強(qiáng)風(fēng)地區(qū)、跨度比較大、造價(jià)方面等條件鋼材優(yōu)于鋁合金型材.

　　防腐蝕方面

　　目前支架主要的防腐蝕方式鋼材采用熱浸鍍鋅55-80μm,鋁合金采用陽(yáng)極氧化5-10μm.

　　鋁合金在大氣環(huán)境下,處于鈍化區(qū),其表面形成一層致密的氧化膜,阻礙了活性鋁基體表面與周?chē)髿庀嘟佑|,故具有非常好的耐腐蝕性,且腐蝕速率隨時(shí)間的延長(zhǎng)而減小.

　　鋼材在普通條件下(C1-C4類(lèi)環(huán)境),80μm鍍鋅厚度能保證使用20年以上,但在高濕度工業(yè)區(qū)或高鹽度海濱甚至溫帶海水里則腐蝕速度加快,鍍鋅量需要100μm,以上并且需要每年定期維護(hù).

　　在防腐蝕方面鋁合金遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)異于鋼材.

　　其他方面對(duì)比防腐蝕方面

　　(1)外觀：

　　鋁合金型材有很多種表面處理方式,如陽(yáng)極氧化、化學(xué)拋光、氟碳噴涂、電泳涂漆等.外表美觀并能適應(yīng)各種強(qiáng)腐蝕作用的環(huán)境.

　　鋼材則一般采用熱浸鍍鋅、表面噴涂、油漆涂層等方式.外觀差于鋁合金型材.在防腐蝕方面也差于鋁型材.

　　(2)截面多樣性

　　鋁合金型材一般加工方式有擠壓、鑄造、折彎、沖壓等方式.擠壓生產(chǎn)是目前主流生產(chǎn)方式,通過(guò)開(kāi)擠壓模的方式,可以達(dá)到生產(chǎn)出任意任意截面型材,并且生產(chǎn)速度比較快.

　　鋼材則一般采用輥壓、鑄造、折彎、沖壓等方式.目前輥壓是生產(chǎn)冷彎型鋼的主流生產(chǎn)方式.截面則需要通過(guò)輥壓輪組來(lái)調(diào)節(jié),但一般機(jī)器定型后只能生產(chǎn)同類(lèi)產(chǎn)品,尺寸方面調(diào)節(jié),而截面形狀無(wú)法改變,如C型鋼、Z型鋼等截面.輥壓生產(chǎn)方式則比較固定,生產(chǎn)速度比較快.

　　材料的回收

　　鋼結(jié)構(gòu)的維護(hù)成本每年增長(zhǎng)3%,而鋁結(jié)構(gòu)的支架幾乎不需要任何的保養(yǎng)與維護(hù),且鋁材在30年后依然有65%的回收率,鋁價(jià)格每年預(yù)計(jì)上漲3%,鋼結(jié)構(gòu)在30年后基本上就是一堆廢鐵,無(wú)回收價(jià)值.

　　綜合性能對(duì)比

　　(1)鋁合金型材質(zhì)量輕、外表美觀、防腐蝕性能極佳,一般用于對(duì)承重有要求的家庭屋頂電站、強(qiáng)腐蝕環(huán)境.

　　(2)鋼材強(qiáng)度高、承受荷載時(shí)撓度變形小,一般用于普通電站或用于受力比較大的部件.

　　(3)造價(jià)方面：一般情況下,基本風(fēng)壓在0.6kN/m2,跨度在2m以下,鋁合金支架造價(jià)為鋼結(jié)構(gòu)支架的1.3-1.5倍.在小跨度體系中,(如彩鋼板屋頂)鋁合金支架與鋼結(jié)構(gòu)支架造價(jià)相差比較小,并且在重量方面鋁合金比鋼支架要輕很多,所以非常適合用于家庭屋頂電站.

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