支架是太陽能發電系統的關鍵支撐，用于安裝、擺放、承載和固定光伏組件，其材質多樣，常見的有鋁合金、碳鋼及不銹鋼等，碳鋼表面做熱鍍鋅處理后，戶外可使用30年不生銹，光伏支架系統具有無焊接、無鉆孔、100%可調和100%可重復利用的特點。，光伏支架主要分為固定支架、可調支架和跟蹤支架三種類型，固定支架結構簡單、成本低，適用于光照條件相對穩定、地形平坦的地區；可調支架能在一定范圍內調整傾角，適應不同季節太陽高度變化；跟蹤支架則可跟隨太陽轉動，提高發電效率，但成本較高。

光伏支架的定義與作用

光伏支架是指用于固定和支撐太陽能電池板的金屬或非金屬結構,其主要作用包括：

• 支撐太陽能電池板：確保電池板在最佳角度接收陽光，提高發電效率。
• 抵抗惡劣天氣：如強風、暴雨、雪載等，保證系統的穩定性。
• 延長系統壽命：通過合理的結構設計，減少電池板的機械應力，延長使用壽命。
• 適應不同安裝環境：如屋頂、地面、水面等，滿足不同場景的需求。

光伏支架的設計和選擇直接影響光伏系統的整體性能和投資回報率,因此其重要性不容忽視。

光伏支架的主要類型

根據安裝方式和應用場景的不同,光伏支架可分為以下幾類：

（1）固定式支架

固定式支架是最常見的光伏支架類型,其角度固定不變，通常根據當地緯度調整最佳傾角，以最大化太陽輻射接收，固定式支架結構簡單、成本低，適用于大型地面電站和屋頂光伏系統。

（2）跟蹤式支架

跟蹤式支架可以自動調整太陽能電池板的角度,使其始終朝向太陽，提高發電效率，根據跟蹤方式的不同，可分為：

• 單軸跟蹤支架：沿一個方向（通常是東西向）跟蹤太陽運動，發電效率比固定式提高15%-25%。
• 雙軸跟蹤支架：同時調整水平和垂直角度，最大程度提高發電量，效率可提升30%以上，但成本較高，適用于高輻照地區。

（3）屋頂支架

屋頂支架專為建筑物屋頂設計,通常采用輕量化材料，如鋁合金，以減少屋頂承重壓力，根據屋頂類型，可分為：

• 平屋頂支架：采用傾角支架或壓載式支架，避免破壞屋頂防水層。
• 斜屋頂支架：直接貼合屋頂角度安裝，減少風阻。

（4）地面支架

地面支架適用于大型光伏電站,通常采用混凝土基礎或螺旋地樁固定，結構穩固，可適應不同地形。

（5）水面漂浮支架

水面漂浮支架用于湖泊、水庫等水域，采用浮筒支撐光伏組件，具有節約土地、減少水分蒸發的優勢，但需考慮防腐和穩定性問題。

光伏支架的材料選擇

光伏支架的材料直接影響其強度、耐腐蝕性和使用壽命，常見材料包括：

（1）鋁合金

• 優點：輕便、耐腐蝕、易于加工，適用于屋頂和輕型支架。
• 缺點：成本較高，承載能力有限。

（2）鍍鋅鋼

• 優點：強度高、成本低，適用于大型地面電站。
• 缺點：重量較大，長期暴露在潮濕環境中可能生銹。

（3）不銹鋼

• 優點：耐腐蝕性強，適用于高濕度或沿海地區。
• 缺點：價格昂貴，主要用于特殊環境。

（4）復合材料

如玻璃纖維增強塑料（FRP），具有輕量化、耐腐蝕等優點，但成本較高，應用較少。

光伏支架的設計原則

在設計光伏支架時,需考慮以下關鍵因素：

（1）結構穩定性

支架需能承受風載、雪載、地震等外力，避免倒塌或變形。

（2）最佳傾角

根據當地緯度調整電池板角度,最大化太陽輻射接收。

（3）防腐性能

在潮濕、鹽霧等惡劣環境中，需采用防銹涂層或耐腐蝕材料。

（4）安裝便捷性

設計應便于運輸和組裝,降低施工成本。

（5）可調節性

部分支架需支持角度調整,以適應季節變化或維護需求。

光伏支架的安裝方式

光伏支架的安裝方式直接影響系統的穩定性和發電效率,常見安裝方法包括：

（1）混凝土基礎

適用于地面電站,穩定性高，但施工周期長。

（2）螺旋地樁

安裝快捷,適用于松軟土壤，可重復利用。

（3）壓載式安裝

適用于屋頂或無法打樁的場地,通過配重固定支架，避免破壞結構。

（4）直接固定

如屋頂螺栓固定,需確保防水處理。

光伏支架的未來發展趨勢

隨著光伏技術的進步,光伏支架也在不斷創新，未來趨勢包括：

• 智能化跟蹤系統：結合AI算法，優化太陽跟蹤精度。
• 輕量化設計：采用高強度復合材料，降低運輸和安裝成本。
• BIPV（建筑一體化光伏）：支架與建筑結構融合，提升美觀性和實用性。
• 浮動光伏優化：改進水面支架的穩定性和耐腐蝕性。