作為光伏產(chǎn)業(yè)鏈的配套產(chǎn)品,支架系統(tǒng)一直不怎么“高大上”。這種看似簡單,沒有技術(shù)含量的產(chǎn)品卻蘊含著很多要點;作為一名光伏支架的產(chǎn)品經(jīng)理,我一一闡述關(guān)于光伏支架的方方面面,希望和大家共同交流分享。
產(chǎn)品的功能和用途
光伏支架是指安裝、固定太陽能組件的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)不同的安裝方式,支架分為固定式和跟蹤式;
根據(jù)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(jù)不同的產(chǎn)品材質(zhì),支架分為鋁合金、碳鋼、HDPE等;
根據(jù)不同的安裝地點,支架分為地面系統(tǒng)和屋面系統(tǒng);
根據(jù)矩陣的排布方向,支架分為橫向系統(tǒng)和縱向系統(tǒng);
根據(jù)不同的光伏應(yīng)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(chǎn)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(chǎn)品,單純作為光伏發(fā)電系統(tǒng)的固定部分。將光伏發(fā)電系統(tǒng)進行功能性擴展以達到更優(yōu)化的效應(yīng),比如:BIPV,車棚,涼棚等不再討論范圍之內(nèi)。
產(chǎn)品的設(shè)計理念
支架產(chǎn)品作為光伏系統(tǒng)的固定部分,必須保證其在光伏系統(tǒng)有效期內(nèi)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(fā)電有效期內(nèi)保證:安全性、適用性、耐久性;
安全性表現(xiàn)為系統(tǒng)的強度:對于系統(tǒng)上的荷載(恒載、風(fēng)荷載、雪荷載、地震荷載等)進行驗算;
適用性表現(xiàn)為系統(tǒng)的剛度:對于系統(tǒng)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(xiàn)為對環(huán)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(chǎn)品設(shè)計的可靠性,需要了解材料標準、材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué);現(xiàn)代的設(shè)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(shè)計安裝方式、支撐件以及連接件;
安裝方式需要達到結(jié)構(gòu)簡單、安裝快捷的特點;
支撐件和連接件的設(shè)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(yè)標準
不同地區(qū)有不同標準,光伏支架的驗算基本引用對應(yīng)地區(qū)的標準里的計算方法和力學(xué)模型;
中國地區(qū):
GB50009-2001建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范
GB 50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范
GB 50429-2007鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范
GBJ5-88木結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范
GBT3098.1-2000緊固件機械性能 螺栓 螺釘和螺柱規(guī)范
GBT13912-2002鋼鐵制件熱浸鍍鋅規(guī)范
歐洲地區(qū):
EN 1990:2002+A1:2005 Eurocode — Basis of structural design(結(jié)構(gòu)設(shè)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(fēng)荷載)
EN 1993-1-1:2005 Eurocode 3: Design of steel structures —Part 1-1: General rules and rules for
Buildings (鋼結(jié)構(gòu)設(shè)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(jié)構(gòu)設(shè)計標準)
日本地區(qū):
JIS C8955 光伏陣列支架設(shè)計標準
JIS C8956家用光伏陣列(屋頂安置型)的結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工方法
JIS C 8960 太陽能發(fā)電術(shù)語
JIS G 3101 普通結(jié)構(gòu)用軋制鋼材
JIS G 3106 焊接結(jié)構(gòu)用軋制鋼材
JIS G 3114 焊接結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)用輕型鋼材
JIS G 3444 普通結(jié)構(gòu)用碳鋼管
JIS G 3466 普通結(jié)構(gòu)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(qū):
AS 1170 - Loading Code (荷載標準)
Part 1 Dead and Live Loads (恒載和活載)
Part 2 Wind Forces (風(fēng)荷載)
Part 3 Snow Loads (雪荷載)
AS 4100 - Steel Structures Code (鋼結(jié)構(gòu)標準)
AS 3600 - Concrete Structures Code (水泥結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)標準
AS 1720 - SAA Timber Engineering Code SAA 木結(jié)構(gòu)建筑標準
AS 4600 - SAA Cold-Formed Steel Structures Code 冷彎型鋼結(jié)構(gòu)標準