作為光伏產業鏈的配套產品,支架系統一直不怎么“高大上”。這種看似簡單,沒有技術含量的產品卻蘊含著很多要點;作為一名光伏支架的產品經理,我一一闡述關于光伏支架的方方面面,希望和大家共同交流分享。
產品的功能和用途
光伏支架是指安裝、固定太陽能組件的結構。
根據不同的安裝方式,支架分為固定式和跟蹤式;
根據不同的組件類型,支架分為適用晶硅的和適用非晶硅的;
根據不同的產品材質,支架分為鋁合金、碳鋼、HDPE等;
根據不同的安裝地點,支架分為地面系統和屋面系統;
根據矩陣的排布方向,支架分為橫向系統和縱向系統;
根據不同的光伏應用級別:支架分為民用、非民用和電站級;
無論怎樣分類,支架產品的終極用途其實就是解決兩個問題點:太陽能板和軌道之間的固定連接,軌道和基部(地面或屋面)的固定和連接,并保證其可靠性。
我說明一點:這里所指的光伏支架都是通常意義上的產品,單純作為光伏發電系統的固定部分。將光伏發電系統進行功能性擴展以達到更優化的效應,比如:BIPV,車棚,涼棚等不再討論范圍之內。
產品的設計理念
支架產品作為光伏系統的固定部分,必須保證其在光伏系統有效期內的可靠性。一般組件壽命可達25年,即安裝支架必須在光伏發電有效期內保證:安全性、適用性、耐久性;
安全性表現為系統的強度:對于系統上的荷載(恒載、風荷載、雪荷載、地震荷載等)進行驗算;
適用性表現為系統的剛度:對于系統的撓度變形進行控制使其達到合理的壽命期間;
耐久性表現為對環境在時間維度的承受能力,比如:表面抗氧化、耐腐性等;
要保證產品設計的可靠性,需要了解材料標準、材料力學和結構力學;現代的設計基本采用有限元分析,常用軟件:PKPM, SAP2000, ANSYS等;
對于鋁合金類,需要設計安裝方式、支撐件以及連接件;
安裝方式需要達到結構簡單、安裝快捷的特點;
支撐件和連接件的設計需要達到強度要求、剛度要求及耐久性;
碳鋼主要采用市面上的標準型材和標準件。
行業標準
不同地區有不同標準,光伏支架的驗算基本引用對應地區的標準里的計算方法和力學模型;
中國地區:
GB50009-2001建筑結構荷載規范
GB 50017-2003鋼結構設計規范
GB 50429-2007鋁合金結構設計規范
GBJ5-88木結構設計規范
GBT3098.1-2000緊固件機械性能 螺栓 螺釘和螺柱規范
GBT13912-2002鋼鐵制件熱浸鍍鋅規范
歐洲地區:
EN 1990:2002+A1:2005 Eurocode — Basis of structural design(結構設計標準)
EN 1991-1-3:2003 Eurocode 1:Actions on structures-Part 1-3:General actions-Snow loads (雪荷載)
EN 1991-1-4:2005 Eurocode 1:Actions on structures-Part 1-4:General actions-Wind actions (風荷載)
EN 1993-1-1:2005 Eurocode 3: Design of steel structures —Part 1-1: General rules and rules for
Buildings (鋼結構設計標準)
EN 1999-1-1:2007+A1:2009 Eurocode 9: Design of aluminium structures —Part 1-1: General structural rules (鋁合金結構設計標準)
日本地區:
JIS C8955 光伏陣列支架設計標準
JIS C8956家用光伏陣列(屋頂安置型)的結構設計及施工方法
JIS C 8960 太陽能發電術語
JIS G 3101 普通結構用軋制鋼材
JIS G 3106 焊接結構用軋制鋼材
JIS G 3114 焊接結構用耐大氣腐蝕熱軋鋼材
JIS G 3302 熱浸鍍鋅鋼板和鋼帶
JIS G 3350 普通結構用輕型鋼材
JIS G 3444 普通結構用碳鋼管
JIS G 3466 普通結構用方形碳鋼管
JIS H 4100 鋁和鋁合金擠壓型材
JIS H 8641 熱浸鍍鋅
澳洲地區:
AS 1170 - Loading Code (荷載標準)
Part 1 Dead and Live Loads (恒載和活載)
Part 2 Wind Forces (風荷載)
Part 3 Snow Loads (雪荷載)
AS 4100 - Steel Structures Code (鋼結構標準)
AS 3600 - Concrete Structures Code (水泥結構標準)
AS 1252 - High Strength Structural Bolting Code (高強度螺栓標準)
AS 1684 - Light Timber Framing Code 輕型木結構標準
AS 1720 - SAA Timber Engineering Code SAA 木結構建筑標準
AS 4600 - SAA Cold-Formed Steel Structures Code 冷彎型鋼結構標準