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光伏支架常见形式

光伏支架具有多种分类方式，如按照连接方式分为焊接式和组装式，按照安装结构分为固定式和逐日式，按照安装地点分为地面式和屋面式等。无论哪种光伏系统，其支架构成大体相似，都包括连接件、立柱、龙骨、横梁、辅助件等部分。

1.1固定式光伏支架

固定式光伏支架，顾名思义，是指安装之后方位、角度等保持不变的支架系统。固定安装方式直接将太阳能光伏组件朝向低纬度地区放置（与地面成一定的角度），以串并联的方式组成太阳能光伏阵列，从而达到太阳能光伏发电的目的。其固定方式有多种，如地面固定方式就有桩基法（直接埋入法）、混凝土块配重法、预埋法、地锚法等，屋面固定方式随屋面材料不同而有不同的方案。

1.1.1屋面光伏系统支架

屋面光伏支架所安装的环境包括坡屋面、平屋面，安装时需顺应屋面环境，不破坏固有结构及自防水系统，屋面材料包括琉璃瓦、彩钢瓦、油毡瓦、混凝土面等。针对不同的屋面材料采用不同的支架方案。

屋面按倾斜角度分为坡面和平面两种，所以屋面光伏系统的倾斜角度有多种选择，对于坡屋面通常采用平铺的方式顺应屋顶坡度布置，也可以采用与屋顶成一定倾角的布置方式，但是这种做法相对比较复杂，案例较少；对于平屋面则有平铺和倾斜一定角度两种选择。

针对不同的屋面材料，会有不同的支架系统。

1）琉璃瓦屋面支架

2）彩钢瓦屋面支架

彩钢板是薄钢板经冷压或冷轧成型的钢材。钢板采用有机涂层薄钢板（或称彩色钢板）、镀锌薄钢板、防腐薄钢板(含石棉沥青层)或其他薄钢板等。

压型钢板具有单位重量轻、强度高、抗震性能好、施工**、外形美观等优点，是良好的建筑材料和构件，主要用于围护结构、楼板，也可用于其他构筑物。

屋面彩钢瓦一般分为：直立锁边型、咬口型（角驰式）型、卡扣型（暗扣式）型、固定件连接（明钉式）型。

图4彩钢瓦屋面支架固定方式

3）混凝土屋面支架

   混凝土屋面光伏支架一般为固定倾角的固定方式，也可以采用平铺方式布置。该型屋面固定方式主要为混凝土基础和标准化固定连接件固定，分为现浇型和预浇型两种方式。

载荷计算

     将太阳能电池阵列安装在地面上或者房屋屋顶上，以及住宅的平屋顶上的场 合，*打好牢固的地基，然后再作支架设计。支架(支持物)大部分都是钢结构。支架是安装从下端到上端高度为4m以下的太阳能电池阵列时使用。结构设计时把允许应力设计作为基本，设计用的荷重是以等价静态荷重为前提。到现在为止关于太阳能电池阵列的支架没有设计标准，如果作为电气设备考虑的场合，按照送电支撑物设计标准，如果作为建筑物考虑，则按照建筑法、建筑物荷重等。但是，这些标准在设计对象和设计方法的考虑中存在一些差异，不适合称为太阳能电池阵列的设计标准。

2.1假想荷重

作为太阳能电池阵列用支架结构设计时的假想荷重，有持久作用的固定荷重和自然界外力的风压荷重、积雪荷重及地震荷重等。此外，也有因温度变化产生的“温度荷重”，但是在除了焊接结构的长部件以外的支撑物中，与其他荷重相比很小，因此忽略不计。

①固定荷重(G )。组件质量( M G )和支撑物等质量( K G )的总和。

②风压荷重(W )。加在组件上的风压力( M W )和加在支撑物上的风压力( K W )的总和(矢量和)。

③积雪荷重( S )。与组件面垂直的积雪荷重。

④地震荷重( K )。加在支撑物上的水平地震力(在钢结构支架中地震荷重一般比风压荷重要小)

荷重条件和荷重组合如表1所示。多雪地区的荷重组合，把积雪荷重设为平时的70%，暴风时及地震时设为35%。

2.2风压荷重

在设计太阳能电池阵列安装用支架结构时，在假想荷重中较大的荷重一般是

风压荷重。在电池阵列中因风引起的损坏多数在强风时发生。这里规定的风压荷重只适用于防止因强风导致的破坏为目的的设计。

(1) 设计时的风压荷重

作用于阵列的风压荷重：W = CW×q ×AW

式中W是风压荷重( N )；C W是风力系数；q设计用速度压(N/m2)；A W是受风面积(m2)。

(2)设计时的速度压

设计时的速度压：q = q0×α×I×J

式中q 是设计用的速度压(N/m2)；q0是基准速度压(N/m2)；α是高度补偿系数；

I 是用途系数；J是环境系数。

对于设计速度压q，一般应按照如下准则计算: 对于地上16m以下和16m以上场合的速度压算式应按照如下准则计算：地上16m以下的场合: 60；地上16m以上的场合: 1204 。这里，h为地面以上的高度。在地面31m以上安装的场合，风力系数规定为1.5以上。

①基准速度压q0。设定基准高度10m，由下式算出：q0= 0.5ρ×V 02式中q0是基准速度压(N/m2)；ρ是空气密度风速(N·s2/m4)；V0是设计用基准(m/s)。空气的密度在夏天和冬天不一样，从安全角度考虑取数值大的冬天的值1.274N·s2/m4。设计用基准风速取在太阳能电池阵列的安装场所，地上高度10m 处，在50 年内再现的较大瞬时风速。

②高度补正系数α。随地面以上的高度不同，速度压也不同，因此要进行高度补正。高度补正系数由下式算出: α= ,式中α是高度补正系数；h 是阵列的地面以上高度；h0是基准地面以上高度l0m；n是表示因高度递增变化的程度，5为标准。

③用途系数I 。是与太阳能光伏发电系统的用途重要程度对应的系数(参见表2)。通常，太阳能光伏发电系统的风速的设计用再现期限设为50年，这相当于用途系数1.0。

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