光伏组件横排及竖排布置时支架用钢量对比

王敏 何文俊

摘 要：根据《光伏发电站设计规范》中对光伏支架的计算要求，以越南某30MW光伏电站项目为例，对光伏组件横排布置和竖排布置分别计算光伏支架并进行用钢量对比分析，分别得出了横排布置和竖排布置两种方案的用钢量对比结果，并提出了实际工程设计的合理化建议，可供类似工程参考。

关键词：光伏支架 横排布置 竖排布置 用钢量对比

中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）01（b）-00-02

Abstract：According to the calculation requirements of MMS in “Code for design of photovoltaic power station”， taking a 30MW photovoltaic power station project in Vietnam as an example， The MMS of the horizontal arrangement and vertical arrangement for the photovoltaic module are calculated and compared， and obtained the comparison of the quantity of steel used in the arrangement of the two schemes， and some proposal that can be used for the actual engineering design are given，so as to similar project.

Key words：Photovoltaic support； Horizontal arrangement； Vertical arrangement； Comparison of steel quantity

光伏支架是光伏發电站的重要组成部分，支架的选择将直接影响光伏组件的运行安全、破损率及建设投资，在保证光伏组件正常运行的前提下，降低每组支架的用钢量已成为光伏发电工程的重点和难点。选择合适的光伏支架不但降低工程造价，也会减少后期养护成本。钢支架性能稳定，制造工艺成熟，承载力高，安装简便，广泛应用于民用、工业太阳能光伏和太阳能电站中。支架广泛采用的冷弯薄壁型钢，规格统一，性能稳定，防腐蚀性能优良，外形美观。值得一提的是，组合钢支架系统，其现场安装，只需要使用特别设计的连接件将槽钢拼装即可，施工速度快，无需焊接，从而保证了防腐层的完整性。

1 计算对比

越南某30MW光伏电站项目，设计使用年限25年；基本风压0.5kN/m2；设计基本地震加速度0.10g。光伏组件的规格为1956×992×40（单位mm），单块组件质量22.5kg。该工程业主要求支架方案用钢量经济性达到最优，故在满足发电量的前提下对支架横排布置和竖排布置做了系统全面的用钢量比较。该工程采用60块光伏组件为一个阵列来设计，包括竖排2×30（平面尺寸30.340m×3.932m）阵列和横排4×15（平面尺寸29.962m×4.028m）两种阵列进行用钢量比较。

1.1 支架形式

光伏支架采用双立柱支架形式，东西向最大适应坡度为15°。组件最低点离地高度500mm。光伏支架立柱采用镀锌无缝钢管，支撑采用镀锌冷弯薄壁等边单角钢，斜梁、横梁采用镀锌冷弯薄壁C型钢。构件钢材牌号均为Q235B。竖排2×30阵列组件布置平面图如图1所示，竖排陈列2×30光伏支架构件材料如表1所示。横排4×15阵列组件布置平面图如图2所示，横排陈列4×15光伏支架构件材料如表2所示。B轴立柱两端设置拉杆以增加阵列整体稳定和传递水平拉力。立柱与斜梁采用三角件连接以适应南北向倾角问题。支撑与后立柱采用抱箍连接方便根据现场实际地形调节连接位置。支架与组件采用铝合金压码和螺栓共同连接，其更加安全稳定。

1.2 支架受力及变形分析

依据《GB 50797-2012，光伏发电站设计规范》，支架的荷载和荷载效应计算应符合下列规定：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》GB 50009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》GB 50009的要求。风荷载取标准值或在地震作用下，支架的柱顶位移不应大于柱高的1/60。主梁及次梁挠度容许值不超过L/250。两种支架形式的计算结果如表3所示。

2 结论

该文结合越南某光伏电站的工程设计经验，对光伏组件横排布置和竖排布置做了系统全面的用钢量比较，得出以下结论。

（1）改良人字形支架的所受内力及节点位移相对较小，结构较为稳定。该工程最终采用该种形式的支架，取得了较好的经济效益。

（2）通过对以上两种形式的光伏支架进行受力分析对比。依据计算结果，竖排布置相比横排布置，用钢量较小。本工程最终采用了竖排布置形式。但是，不同布置形式的光伏支架都有其优缺点，设计时要根据工程所处位置及应用环境合理选择，同时综合考虑各项因素，选取最优方案。

参考文献

[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB 50797-2012，光伏发电站设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2012.