光伏支架具有多種分類方式,如按照連接方式分為焊接式和組裝式,按照安裝結(jié)構(gòu)分為固定式和逐日式,按照安裝地點(diǎn)分為地面式和屋面式等。無論哪種光伏系統(tǒng),其支架構(gòu)成大體相似,都包括連接件、立柱、龍骨、橫梁、輔助件等部分。
固定光伏支架 ,顧名思義,是指安裝之后方位、角度等保持不變的支架系統(tǒng)。固定安裝方式直接將太陽能光伏組件朝向低緯度地區(qū)放置(與地面成一定的角度),以串并聯(lián)的方式組成太陽能光伏陣列,從而達(dá)到太陽能光伏發(fā)電的目的。其固定方式有多種,如地面固定方式就有樁基法(直接埋入法)、混凝土塊配重法、預(yù)埋法、地錨法等,屋面固定方式隨屋面材料不同而有不同的方案。
太陽能電池陣列的支架,通常由從鋼筋混凝土基礎(chǔ)中伸出的鋼制熱浸鍍鋅的加工品或者不銹鋼制地腳螺栓來固定。在房屋屋頂上采用混凝土基礎(chǔ)的場合,將房屋的防水層揭開一部分,剝掉混凝土表面.在天井的鋼筋上把陣列用的混凝土座的鋼筋焊接在一起。不能焊接鋼筋時(shí),為了借助混凝土的附著力和自重對(duì)抗風(fēng)壓,使混凝土底座表面凹凸不平使附著力加大。之后,用防水填充劑進(jìn)行二次防水處理。
如果上述方法也不能實(shí)施時(shí),可在防水層上敷設(shè)比較貴的硅膠等耐候性緩沖材料,在其上安裝熱浸鍍鋅的重量大的鋼骨架,然后在鋼骨架上固定陣列支架。鋼骨架是用塑料螺栓連接在房上周圍突出的壓檐墻上.目的是風(fēng)壓不致使陣列及鋼骨架移動(dòng)。起輔助強(qiáng)化作用。
屋面光伏支架所安裝的環(huán)境包括坡屋面、平屋面,安裝時(shí)需順應(yīng)屋面環(huán)境,不破壞固有結(jié)構(gòu)及自防水系統(tǒng),屋面材料包括琉璃瓦、彩鋼瓦、油氈瓦、混凝土面等。針對(duì)不同的屋面材料采用不同的支架方案。
屋面按傾斜角度分為坡面和平面兩種,所以屋面光伏系統(tǒng)的傾斜角度有多種選擇,對(duì)于坡屋面通常采用平鋪的方式順應(yīng)屋頂坡度布置,也可以采用與屋頂成一定傾角的布置方式,但是這種做法相對(duì)比較復(fù)雜,案例較少;對(duì)于平屋面則有平鋪和傾斜一定角度兩種選擇。
針對(duì)不同的屋面材料,會(huì)有不同的支架系統(tǒng)。
琉璃瓦為堿土、紫砂等軟硬質(zhì)原料經(jīng)過擠制、塑壓后燒制而成的建筑材料,材質(zhì)脆,承重能力差。在安裝支架時(shí)一般采用特殊設(shè)計(jì)的主支撐構(gòu)件與琉璃瓦下層屋面固定,來支撐支架主梁及橫梁,支撐構(gòu)件如連接板等通常設(shè)計(jì)成多開孔樣式,靈活有效實(shí)現(xiàn)支架位置調(diào)整。組件與橫梁之間采用鋁合金壓塊壓接。
彩鋼板是薄鋼板經(jīng)冷壓或冷軋成型的鋼材。鋼板采用有機(jī)涂層薄鋼板(或稱彩色鋼板)、鍍鋅薄鋼板、防腐薄鋼板(含石棉瀝青層)或其他薄鋼板等。
壓型鋼板具有單位重量輕、強(qiáng)度高、抗震性能好、施工快速、外形美觀等優(yōu)點(diǎn),是良好的建筑材料和構(gòu)件,主要用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)、樓板,也可用于其他構(gòu)筑物。
屋面彩鋼瓦一般分為:直立鎖邊型、咬口型(角馳式)型、卡扣型(暗扣式)型、固定件連接(明釘式)型。
在彩鋼瓦屋面安裝光伏系統(tǒng)時(shí),要充分考慮彩鋼瓦形制及其承重能力,以確定支架固定方式。彩鋼瓦屋頂光伏支架 固定方式主要根據(jù)彩鋼瓦形制而定。
混凝土屋面光伏支架一般為固定傾角的固定方式,也可以采用平鋪方式布置。該型屋面固定方式主要為混凝土基礎(chǔ)和標(biāo)準(zhǔn)化固定連接件固定,分為現(xiàn)澆型和預(yù)澆型兩種方式。
混凝土屋面上現(xiàn)澆矩型基礎(chǔ),適時(shí)合屋面承載小、風(fēng)荷載高的地區(qū)和屋面;
混凝土屋面上放置預(yù)澆矩形基礎(chǔ),適合屋面承載小、風(fēng)荷載小的地區(qū)和屋面;矩形基礎(chǔ)上預(yù)制標(biāo)準(zhǔn)化的固定連接件。
地面光伏支架系統(tǒng) 是指安裝地點(diǎn)選擇在戶外開闊地面的光伏系統(tǒng),常見大型地面光伏系統(tǒng)的支架固定方式隨著地質(zhì)、環(huán)境、氣候等因素而不同。一般采用混凝土條形(塊狀)基礎(chǔ)形式(特殊地基情況需要咨詢專業(yè)土力學(xué)設(shè)計(jì)人員),也可以采用樁基式、地錨式等方式。
不同基礎(chǔ)形式可以根據(jù)實(shí)際情況選擇,其中混凝土塊配重和預(yù)埋件的方法經(jīng)常應(yīng)用于屋頂太陽能建設(shè)或改造,這樣可以有效避免破壞屋頂防水層等結(jié)構(gòu);地錨法和直埋式常用于太陽能電站的建設(shè)中,具有穩(wěn)固、可靠性高的特點(diǎn)。
根據(jù)施工經(jīng)驗(yàn),地錨法施工基礎(chǔ)最為牢固,安全性最高,但是地錨與太陽能光伏支架連接部位需要特別定做,造價(jià)很高。相比之下,直埋式施工簡便,只需要使用開孔機(jī)在現(xiàn)場開孔并灌注混凝土,在混凝土未凝固之前將槽鋼直接插入孔中即可,但是與地錨法相比,直埋式基礎(chǔ)對(duì)現(xiàn)場土壤的自立性要求較高,需要進(jìn)行前期的地質(zhì)勘測試驗(yàn)。當(dāng)然,在地質(zhì)情況非常有保障的情況下,也可以不做前期的地質(zhì)勘探。
太陽能光伏支架主、次梁的排布方式主要取決于電池板的安放方法。總的來說,由于電況允許的前提下,直埋法顯然優(yōu)于地錨法。