基于太阳能光伏组件支架的选型设计

鉴于太阳能光伏组件发电与日照强度、时间，以及电池板的摆放位置和倾角有直接关系，

针对目前大部分支架不可以调节角度，发电效率相对较低的现状，设计了一种可根据不同
纬度地区而调节角度的光伏系统支架。本文对该光伏组件支架系统的连接方式、材质、选型、
负荷分析进行了详细分析与阐述，同时该光伏组件不仅可以根据需要调节水平角度，而且
强度高，可以在风速较大以及多雪地区使用，具有一定推广意义和应用前景。

　　目前，在全球能源供应紧张和环境问题日益严重的情况下，经济和社会的可持续发展
受到了巨大挑战，发展和利用清洁而安全的可再生能源受到了广泛重视。虽然目前已经实现
利用的可再生替代能源种类较多，但从可用总量上看，水能、风能、潮汐能都太小，不足以
满足人类需求。太阳能作为一种资源丰富，分布广泛且可永久利用的可再生能源，具有极大
的开发利用潜力。特别是进入

21 世纪，太阳能光伏发电产业发展非常迅速。太阳能光伏发电

在不远的将来不仅要替代部分常规能源，而且将成为世界能源供应的主体，将给能源发展
带来革命性的变化。根据欧洲联合委员会研究中心

(JRC)的预测，到 21 世纪末，可再生能源

在能源结构中将占到

80%以上，其中太阳能发电占到 60%以上，充分显示出其重要的战略

地位。

　　太阳能光伏组件支架是固定太阳能电池板的重要部件，在获得太阳能电池板最大发电
效率的前提下，保证支架的安全可靠性是光伏组件厂家需要考虑和研究。根据不同形式的太
阳能光伏发电的需要，支架系统一般分为单立柱太阳能支架、双立柱太阳能支架、矩阵太阳
能支架、屋顶太阳能支架、墙体太阳能支架、追踪系统系列支架等若干规格型号，同时按照不
同的安装方式又分为地面安装系统、屋顶安装系统和建筑节能一体化支架安装系统。

　　

2.光伏组件支架设计

　　

2.1 光伏组件支架结构

　　目前商品化的太阳能光伏组件安装支架大多不可以调节角度，采用跟踪方式进行太阳
能发电又浪费大量人力物力，投入产出比受到一定程度的局限。本文设计了一种可根据不同
纬度地区而调节角度的光伏系统支架，

(如图 1 所示)该支架系统可以根据需要调节水平角

度，不但适应于地面光伏电站的使用，同时还可以在屋顶光伏电站使用，在安装过程中可
以快速调整支架的安装角度，避免了常规光伏组件支架不能够迅速调整安装角度的缺点，
同时该组件支架采用高碳钢结构，表面经过热镀锌材料，具有成本低，强度高，选材耐腐
蚀强，可以在环境比较恶劣的地区使用。此系统包括三角形主支架

1;支撑连接机构 2;刻度定

位盘

3;定位孔 4;柱塞式刻度销 5;托板 6;压板 7;轴承套 8;连接杆 9;地脚支撑 10。该系统主支架

为三角形焊接结构，结构简单并能承受足够的载荷，电池组件通过螺栓固定在支撑连接机
构，并辅以刻度盘调节角度。通过柱塞式刻度销固定刻度定位盘，托板、压板、轴承套配合刻