光伏太阳能支架的结构形式有哪些
一、太阳能光伏支架,是太阳能光伏发电系统中为了摆放、安装、固定太阳能面板设计的特殊的支架。一般材质有铝合金、碳钢及不锈钢。
二、太阳能光伏支架的主要结构形式包括:
斜屋顶支架:平行于屋顶坡度
主要产品部件:导轨、卡件、挂钩
屋顶倾角支架:与屋顶相互倾斜一定角度
主要产品部件:导轨、卡件、倾角机构
屋顶压载支架:通过压块固定支架,通常安装在平屋顶
BIPV:光伏建筑一体化结构
地面支架:通过地基,直埋等方式,将支架安装在地面上
打桩式地面支架:通过打桩机安装立柱的地面支架类型
立柱支架:单根立柱支撑整个太阳能板结构
结构形式:有1,2,3,4,6,8。。。块板地柱地架
凉棚式支架:可以用做停车棚及休息场所
跟踪支架:通过电控系统,使支架跟着太阳转动而转动,以获得太阳能板的最大功率
结构形式:可分单轴,斜轴,双轴
首先,就强度分析,铝合金的强度要弱于钢材的强度,所以在抗风强度要求比较高,或者实际应用跨距比较大的光伏支架时,建议选用钢支架满足强度的需要,而铝合金光伏支架则多应用于一般地区。
其次,防腐性能也是光伏支架一个比较重要的参数,因为防腐优劣不仅仅影响到光伏电站的使用寿命,还影响支架的外观。通常钢支架表面采用热浸锌处理,一般要求在65μ以上,在正常情况下可确保20年的使用寿命,但是需要定期维护,而铝合金支架表面阳极氧化,形成致密的氧化膜,防腐性能远优于钢支架,而且铝合金光伏支架表面美观度也优于钢支架。
最后,比较两者的价格,如果在强度要求比较高的情况下,如果一定要使用铝合金光伏支架,只能通过增大材料来满足要求,而市场上铝合金的价格大约是钢支架的3倍,因此,铝合金光伏支架的成本将远高于钢支架。而在一般的强度要求情况下,比如彩钢瓦屋顶光伏支架,通常跨距比较小,所以对强度要求不高,选用满足强度的铝合金支架在成本上基本接近钢支架,而且由于加工工艺的区别,铝合金支架的截面的多样性可以使得铝合金支架形式丰富、安装便捷。
太阳能支撑系统相关产品材质为碳钢和不锈钢,碳钢表面做热镀锌处理,户外使用30年不生锈。太阳能光伏支架系统的特点是无焊接、无钻孔、100%可调、100%可重复利用。
铝合金支架一般采用阳极氧化(>15um);铝在空气中 能形成保护膜,后期使用不需要防腐维护;防腐性能好。适用对承重有要求的家庭屋顶电站,对抗腐蚀性有要求的工业厂房屋顶电站。
钢支架一般采用热侵镀锌(>65um);后期使用中需要防腐维护;防腐性能较差适用于对强风地区、跨度大等对强度有要求的电站。
做家庭式光伏电站建议选用铝合金支架,性价比高。
太阳能光伏支架,是光伏发电系统中为了安装、固定太阳能面板设计的特殊的支架,支架安装的角度、朝向、排列方式等直接关系整个光伏电站的功率输出,其重要性相当于摩天大楼的地基。选择好的支架对以后的质量维护有好大的帮助,选光伏支架最好找间靠谱,做得好的公司,比如佛山聚高新能源,专业、高效能在安装在建遇到问题的时候一并解决。
轻型结构钢:
轻型结构钢主要是指圆钢、小角钢和薄壁型钢。其中,角钢用作支撑构件时,能较好的利用钢材的强度,并且利于整体支架的安装,但用作受弯和受压构件时,产生的变形相对较大。目前,国标的角钢相对于太阳能光伏支架来说,可选的型号不多,故而需要更多的小角钢型号来适应目前飞速发展的太阳能市场。薄壁型钢的檩条构件,一般采用壁厚1.5-5mm的薄钢板,经冷弯或冷轧后制成各种不同截面形式及尺寸的薄壁型钢制品。与热轧型钢相比,在相同截面面积的情况下,薄壁型钢的回转半径可增大50-60%,截面惯性矩和抵抗矩可增大0.5-3倍,因而能较为合理地利用材料的强度,但是由于薄壁型钢的加工大多是在工厂,需要高精度的钻孔才能和光伏电池板后的螺丝孔配合。工厂加工钻扣后,才能热镀锌防锈;运至现场安装时,由于钢材截面小,工具难以操作,施工较为困难。目前国内的大多数电池板无法直接和薄壁型钢连接安装,均需要其他辅助固定结构(如压块等)。
普通型钢结构钢:
普通结构钢常采用冶炼容易、成本低廉的碳素结构钢或低合金钢,截面有很多种类,光伏常用的主要包括工字型、H型、L型及各种设计要求的异型截面。加工方式也多种多样,其中焊接型钢是选用不同厚度的钢板,根据设计要求在工厂焊接加工成型钢,这种成型方式可以根据光伏工程项目的不同结构部位的受力计算,在不同部位采取不同厚度的钢板,比热轧一次成型产品受力更加合理,更适合现场安装,也可以节约钢材。
跨越式发展提升国际竞争力
我国的光伏支架伴随着光伏行业的成长快速发展,我国光伏企业在全球攻城掠地的同时,光伏支架最为主要的配套件也开始崭露头角。从最初的野蛮生长到技术驱动、走向全球,我国光伏支架行业大致经历了7个阶段:
两大类光伏支架产品
光伏支架按照是否能跟踪太阳转动区分为固定支架和跟踪支架。
固定支架一般以一年中获得太阳辐照最大的倾角作为组件的安装倾角,角度一般不可调或需要季节性手动调节(部分新品可实现远程或自动调节)。
跟踪支架则可以通过实时跟踪太阳方位,主动调整组件朝向以最大化利用太阳辐照,进而提升发电量,实现更高发电收益。根据结构系统不同,跟踪支架分为单轴和双轴,其中单轴又分为平单轴和斜单轴,目前市场主流产品是平单轴和斜单轴。
中国企业全球出货量上升
我国光伏支架行业的供给能力可以参考当年头部企业的出货情况。根据365光伏每年评选的中国光伏支架TOP20企业名单,前瞻整理了2015-2020年间头部企业的全球出货量情况。2015-2020年,我国主要光伏支架企业的全球出货量呈现出波动上升趋势,并且在2020年大幅增加。2017年,主要企业的光伏支架全球出货量达到27834MW,随后两年间出现了一定程度下滑。2020年,由于全球新能源投资热潮,全球光伏装机量增加带动光伏支架出货量大增,达到43286MW。
注:以上数据根据365光伏“中国光伏支架企业20强”榜单数据整理,每年TOP20企业存在变化。
我国供给水平的变化可以参考当年头部企业的出货量增速情况。从TOP20企业的全球出货量增速来看,2016-2020年呈现出先下降后上升的趋势,最低点发生在2018年,全球出货量增速为-13.5%,全球光伏行业也在这年陷入颓势,随着2019年光伏市场逐步回暖,光伏支架企业全球出货量增速也开始出现回升,并在2020年其增速高达69.2%。
光伏新增装机量走高 分布式比例提升
分布式光伏电站项目地往往存在项目场地有限、光照条件一般(位于工业生活区)等问题,安装跟踪支架不经济,通常采用固定支架或BIPV产品。集中式光伏电站中固定和跟踪支架的占比均较高。
近年来跟踪支架依托其发电增益优势在集中式光伏电站占比稳步上升。从集中式和分布式光伏电站发展趋势来看,现阶段集中式光伏电站占比的提升有助于跟踪支架应用的普及。从长远看,分布式光伏电站占比的回升将提升固定支架和BIPV产品的市场空间。BIPV产品的技术和市场竞争力将对光伏支架厂家的经营业绩带来重要影响。2020年我国光伏总装机量重回增长态势,对光伏支架等配件有着强支撑作用。2021年,2021年全国光伏新增装机54.88 GW,分布式光伏新增装机29.28 GW,约占全部新增光伏发电装机的55%,历史上首次超过集中式电站。。随着国家“双碳”战略的逐步推进,新能源的重要性将得到进一步提高,光伏支架的需求有望持续增长。
市场规模进一步提升
目前,我国暂未权威机构发布对于光伏支架行业的整体市场产值或规模的统计。因此,前瞻根据中国光伏行业协会自2017年来公布的跟踪支架、固定支架及其他的不同渗透率,结合当年光伏新增装机量情况,得出跟踪支架、固定支架及其他的使用情况,乘以不同产品的单价得出我国光伏支架行业整体市场规模。
2017-2020年,我国光伏支架行业的市场规模总体呈现先上升后下降的趋势。2018年,我国光伏支架市场规模达到高点141.6亿元,之后开始出现下滑。主要原因在于光伏支架行业整体单价出现下降,对行业整体营收有一定影响。2020年,我国光伏支架行业的市场规模下滑至115.5亿元。2021年,我国在光伏行业加大投资,大幅增加光伏装机量,光伏支架行业因此受益,市场规模突破170亿元。
—— 更多行业相关数据请参考前瞻产业研究院《中国光伏支架行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
1、固定式
2、活动式,又叫做跟踪支架,可以根据太阳的方位角进行跟踪,这样就可以提高发电量,一般有平单轴、斜单轴、双轴
平单轴,发电量提升10%
斜单轴,发电量提升20%
双轴,发电量提升30%