2.3　支架

支架是指根據光伏系統發電建設的具體地理位置、氣候及太陽能資源條件，將太陽電池組件以一定的朝向和角度排列并固定間距的支撐結構。支架作為光伏系統發電重要的組成部分，直接影響著太陽電池組件的運行安全、破損率及建設投資。

2.3.1　按支架的材質分類

根據采用材質的不同，支架有混凝土支架、鋁合金支架和鋼支架等。

混凝土支架主要應用于大型光伏系統上，因其質量大，故只能安放于野外且地基較好的地區，但穩定性高，可以支撐尺寸巨大的太陽電池組件。

鋁合金支架一般用于民用建筑屋頂光伏系統。鋁合金具有耐腐蝕、質量小和美觀耐用的特點，但其承載力低，幾乎無法應用在光伏系統項目上。另外，鋁合金的價格比熱鍍鋅后的鋼材稍高。

鋼支架性能穩定，制造工藝成熟，承載力高，安裝簡便。廣泛應用于民用和工業用光伏系統的鋼支架可以組合使用，采用現場安裝方式，只需使用特別設計的連接件將槽鋼拼裝即可，施工速度快，無須焊接，保證了防腐層的完整性；但缺點是連接件工藝復雜，種類繁多，對生產制造、設計要求高，價格較高[23]。

2.3.2　按支架的安裝方式分類

在工程應用中，根據支架安裝地點及安裝方式的不同，可將其分為固定式支架和跟蹤式支架。

1.固定式支架

固定式支架不隨太陽入射角的變化而轉動，以角度固定的方式接收太陽輻照。根據傾斜角設定情況，固定式支架可以分為最佳傾斜角固定式支架、斜屋面固定式支架和傾斜角可調固定式支架。

1）最佳傾斜角固定式支架

搭建最佳傾斜角固定式支架，需要收集當地氣象數據，計算當地最佳傾斜角。在平頂屋光伏系統和地面光伏系統中，最佳傾斜角固定式支架得到廣泛使用。其應用類型包括平頂屋-混凝土基礎支架、地面光伏系統-混凝土基礎支架和平頂屋-混凝土壓載支架等。

2）斜屋面固定式支架

相較于平面屋頂，斜屋面承載能力一般較差。在斜屋面上，太陽電池組件大都直接平鋪安裝，其方位角及傾斜角一般與屋面一致，故輻照量存在一定損失。

3）傾斜角可調固定式支架

傾斜角可調固定式支架考慮太陽的運動，在太陽入射角變化轉折點，可定期調節固定式支架的傾斜角，增加太陽光直射吸收，以提高各季節入射輻照量。傾斜角可調固定式支架包含推拉桿式可調支架、圓弧式可調支架和千斤頂式可調支架等。

2.跟蹤式支架

跟蹤式支架通過機械傳動裝置，使太陽電池方陣隨著太陽入射角的變化而移動，從而使太陽光盡量垂直入射到太陽電池組件面板，提高太陽電池方陣發電能力。根據跟蹤軸數量與安裝方向的不同，跟蹤式支架可分為水平單軸光伏跟蹤系統支架、傾斜單軸光伏跟蹤系統支架和雙軸光伏跟蹤系統支架。

1）水平單軸光伏跟蹤系統支架

如圖2-10（a）所示，在水平單軸光伏跟蹤系統中，太陽電池方陣隨著水平軸的轉動在東西方向上跟蹤太陽，以獲得較大的發電量。水平單軸光伏跟蹤系統支架廣泛應用于低緯度地區，根據南北方向有無傾斜角，可分為標準水平單軸光伏跟蹤系統支架和帶傾斜角的水平單軸光伏跟蹤系統支架。

2）傾斜單軸光伏跟蹤系統支架

如圖2-10（b）所示，傾斜單軸光伏跟蹤系統支架適用于較高緯度地區，其跟蹤軸在面向赤道方向（北半球朝南）設置了一定的傾斜角，安裝在跟蹤軸上的太陽電池組件圍繞該傾斜軸旋轉，在東西方向上跟蹤太陽，通過調整方位角可以獲取更大的發電量。

3）雙軸光伏跟蹤系統支架

如圖2-10（c）所示，雙軸光伏跟蹤系統支架采用兩根軸轉動（豎軸和水平軸）對太陽進行實時跟蹤，以保證太陽光線與太陽電池組件板面垂直。與水平單軸跟蹤系統相比，雙軸光伏跟蹤系統不僅跟蹤太陽的方位角，也對其高度角進行跟蹤，因而所獲得的發電量增益更大。雙軸光伏跟蹤系統支架適合在各個緯度地區使用。

2.3.3　按支架的應用場合分類

根據主要應用環境和用途的不同，支架有地面光伏系統支架、屋頂光伏系統支架和漂浮光伏系統支架等，如圖2-11所示。

地面光伏系統支架一般采用混凝土條形（塊狀）基礎形式，可快速安裝，以配合大型地面光伏系統的施工進度；所有零部件采用緊固件連接，安裝方便快捷，穩定性高。屋頂光伏系統支架通常要求與建筑屋面結合，考慮防水、承重等問題，根據屋頂類型不同有多種穩固牢靠的基礎連接方式；可根據不同需求開發獨特配件滿足要求，優質鋁合金材料因其質量小而被較多采用。漂浮光伏系統支架采用耐候性能好的塑料與高強鋼、鋁合金等結合方式安裝，這種支架質量小，抗風能力更強，固定方式靈活，可適應水位的變化。