光伏組件橫排及豎排布置時支架用鋼量對比

王敏 何文俊

摘 要：根據《光伏發電站設計規范》中對光伏支架的計算要求，以越南某30MW光伏電站項目為例，對光伏組件橫排布置和豎排布置分別計算光伏支架并進行用鋼量對比分析，分別得出了橫排布置和豎排布置兩種方案的用鋼量對比結果，并提出了實際工程設計的合理化建議，可供類似工程參考。

關鍵詞：光伏支架 橫排布置 豎排布置 用鋼量對比

中圖分類號：TM615 文獻標識碼：A 文章編號：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

光伏支架是光伏發電站的重要組成部分，支架的選擇將直接影響光伏組件的運行安全、破損率及建設投資，在保證光伏組件正常運行的前提下，降低每組支架的用鋼量已成為光伏發電工程的重點和難點。選擇合適的光伏支架不但降低工程造價，也會減少后期養護成本。鋼支架性能穩定，制造工藝成熟，承載力高，安裝簡便，廣泛應用于民用、工業太陽能光伏和太陽能電站中。支架廣泛采用的冷彎薄壁型鋼，規格統一，性能穩定，防腐蝕性能優良，外形美觀。值得一提的是，組合鋼支架系統，其現場安裝，只需要使用特別設計的連接件將槽鋼拼裝即可，施工速度快，無需焊接，從而保證了防腐層的完整性。

1 計算對比

越南某30MW光伏電站項目，設計使用年限25年；基本風壓0.5kN/m2；設計基本地震加速度0.10g。光伏組件的規格為1956×992×40（單位mm），單塊組件質量22.5kg。該工程業主要求支架方案用鋼量經濟性達到最優，故在滿足發電量的前提下對支架橫排布置和豎排布置做了系統全面的用鋼量比較。該工程采用60塊光伏組件為一個陣列來設計，包括豎排2×30（平面尺寸30.340m×3.932m）陣列和橫排4×15（平面尺寸29.962m×4.028m）兩種陣列進行用鋼量比較。

1.1 支架形式

光伏支架采用雙立柱支架形式，東西向最大適應坡度為15°。組件最低點離地高度500mm。光伏支架立柱采用鍍鋅無縫鋼管，支撐采用鍍鋅冷彎薄壁等邊單角鋼，斜梁、橫梁采用鍍鋅冷彎薄壁C型鋼。構件鋼材牌號均為Q235B。豎排2×30陣列組件布置平面圖如圖1所示，豎排陳列2×30光伏支架構件材料如表1所示。橫排4×15陣列組件布置平面圖如圖2所示，橫排陳列4×15光伏支架構件材料如表2所示。B軸立柱兩端設置拉桿以增加陣列整體穩定和傳遞水平拉力。立柱與斜梁采用三角件連接以適應南北向傾角問題。支撐與后立柱采用抱箍連接方便根據現場實際地形調節連接位置。支架與組件采用鋁合金壓碼和螺栓共同連接，其更加安全穩定。

1.2 支架受力及變形分析

依據《GB 50797-2012，光伏發電站設計規范》，支架的荷載和荷載效應計算應符合下列規定：風荷載、雪荷載和溫度荷載應按現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB 50009中25年一遇的荷載數值取值。地面和樓頂支架風荷載的體型系數取1.3。建筑物立面安裝的支架風荷載的確定應符合現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB 50009的要求。風荷載取標準值或在地震作用下，支架的柱頂位移不應大于柱高的1/60。主梁及次梁撓度容許值不超過L/250。兩種支架形式的計算結果如表3所示。

2 結論

該文結合越南某光伏電站的工程設計經驗，對光伏組件橫排布置和豎排布置做了系統全面的用鋼量比較，得出以下結論。

（1）改良人字形支架的所受內力及節點位移相對較小，結構較為穩定。該工程最終采用該種形式的支架，取得了較好的經濟效益。

（2）通過對以上兩種形式的光伏支架進行受力分析對比。依據計算結果，豎排布置相比橫排布置，用鋼量較小。本工程最終采用了豎排布置形式。但是，不同布置形式的光伏支架都有其優缺點，設計時要根據工程所處位置及應用環境合理選擇，同時綜合考慮各項因素，選取最優方案。

參考文獻

[1] 中華人民共和國住房和城鄉建設部.GB 50797-2012，光伏發電站設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.