2.3　支架

支架是指根据光伏系统发电建设的具体地理位置、气候及太阳能资源条件，将太阳电池组件以一定的朝向和角度排列并固定间距的支撑结构。支架作为光伏系统发电重要的组成部分，直接影响着太阳电池组件的运行安全、破损率及建设投资。

2.3.1　按支架的材质分类

根据采用材质的不同，支架有混凝土支架、铝合金支架和钢支架等。

混凝土支架主要应用于大型光伏系统上，因其质量大，故只能安放于野外且地基较好的地区，但稳定性高，可以支撑尺寸巨大的太阳电池组件。

铝合金支架一般用于民用建筑屋顶光伏系统。铝合金具有耐腐蚀、质量小和美观耐用的特点，但其承载力低，几乎无法应用在光伏系统项目上。另外，铝合金的价格比热镀锌后的钢材稍高。

钢支架性能稳定，制造工艺成熟，承载力高，安装简便。广泛应用于民用和工业用光伏系统的钢支架可以组合使用，采用现场安装方式，只需使用特别设计的连接件将槽钢拼装即可，施工速度快，无须焊接，保证了防腐层的完整性；但缺点是连接件工艺复杂，种类繁多，对生产制造、设计要求高，价格较高[23]。

2.3.2　按支架的安装方式分类

在工程应用中，根据支架安装地点及安装方式的不同，可将其分为固定式支架和跟踪式支架。

1.固定式支架

固定式支架不随太阳入射角的变化而转动，以角度固定的方式接收太阳辐照。根据倾斜角设定情况，固定式支架可以分为最佳倾斜角固定式支架、斜屋面固定式支架和倾斜角可调固定式支架。

1）最佳倾斜角固定式支架

搭建最佳倾斜角固定式支架，需要收集当地气象数据，计算当地最佳倾斜角。在平顶屋光伏系统和地面光伏系统中，最佳倾斜角固定式支架得到广泛使用。其应用类型包括平顶屋-混凝土基础支架、地面光伏系统-混凝土基础支架和平顶屋-混凝土压载支架等。

2）斜屋面固定式支架

相较于平面屋顶，斜屋面承载能力一般较差。在斜屋面上，太阳电池组件大都直接平铺安装，其方位角及倾斜角一般与屋面一致，故辐照量存在一定损失。

3）倾斜角可调固定式支架

倾斜角可调固定式支架考虑太阳的运动，在太阳入射角变化转折点，可定期调节固定式支架的倾斜角，增加太阳光直射吸收，以提高各季节入射辐照量。倾斜角可调固定式支架包含推拉杆式可调支架、圆弧式可调支架和千斤顶式可调支架等。

2.跟踪式支架

跟踪式支架通过机械传动装置，使太阳电池方阵随着太阳入射角的变化而移动，从而使太阳光尽量垂直入射到太阳电池组件面板，提高太阳电池方阵发电能力。根据跟踪轴数量与安装方向的不同，跟踪式支架可分为水平单轴光伏跟踪系统支架、倾斜单轴光伏跟踪系统支架和双轴光伏跟踪系统支架。

1）水平单轴光伏跟踪系统支架

如图2-10（a）所示，在水平单轴光伏跟踪系统中，太阳电池方阵随着水平轴的转动在东西方向上跟踪太阳，以获得较大的发电量。水平单轴光伏跟踪系统支架广泛应用于低纬度地区，根据南北方向有无倾斜角，可分为标准水平单轴光伏跟踪系统支架和带倾斜角的水平单轴光伏跟踪系统支架。

2）倾斜单轴光伏跟踪系统支架

如图2-10（b）所示，倾斜单轴光伏跟踪系统支架适用于较高纬度地区，其跟踪轴在面向赤道方向（北半球朝南）设置了一定的倾斜角，安装在跟踪轴上的太阳电池组件围绕该倾斜轴旋转，在东西方向上跟踪太阳，通过调整方位角可以获取更大的发电量。

3）双轴光伏跟踪系统支架

如图2-10（c）所示，双轴光伏跟踪系统支架采用两根轴转动（竖轴和水平轴）对太阳进行实时跟踪，以保证太阳光线与太阳电池组件板面垂直。与水平单轴跟踪系统相比，双轴光伏跟踪系统不仅跟踪太阳的方位角，也对其高度角进行跟踪，因而所获得的发电量增益更大。双轴光伏跟踪系统支架适合在各个纬度地区使用。

2.3.3　按支架的应用场合分类

根据主要应用环境和用途的不同，支架有地面光伏系统支架、屋顶光伏系统支架和漂浮光伏系统支架等，如图2-11所示。

地面光伏系统支架一般采用混凝土条形（块状）基础形式，可快速安装，以配合大型地面光伏系统的施工进度；所有零部件采用紧固件连接，安装方便快捷，稳定性高。屋顶光伏系统支架通常要求与建筑屋面结合，考虑防水、承重等问题，根据屋顶类型不同有多种稳固牢靠的基础连接方式；可根据不同需求开发独特配件满足要求，优质铝合金材料因其质量小而被较多采用。漂浮光伏系统支架采用耐候性能好的塑料与高强钢、铝合金等结合方式安装，这种支架质量小，抗风能力更强，固定方式灵活，可适应水位的变化。