国内太阳能光伏钢结构支架系统分

析

摘要：近年来，我国光伏业发展迅速，但近期在欧美发达国家的围剿下，已经举步维艰，
只能转向国内市场。目前只有采用新思路、新设计、新材料，为国内用户提供安全、经济、可靠、
多功能的钢结构支架，才能为光伏发电在国内的全面推广与发展提供更广阔的运用空间。

 

　　中图分类号：

 TU37 文献标识码： A 文章编号： 

　　

     0 引言 ：随着我国绿色经济的快速发展，单晶硅/多晶硅光伏发电和薄膜 BIPV 技术

日趋成熟。钢结构与其它结构相比，在使用功能、设计、施工以及综合造价方面都具有巨大优
势。因此，积极开发、生产新型钢结构光伏支架体系替代现有角钢支架体系有着重要意义。

 

　　

  1、太阳能钢支架用钢类型      目前鉴于太阳能光伏支架结构简单、体积小的特性，在选

用钢材上大多以轻型结构钢和小截面普通型钢结构钢为主。

 

　　轻型结构钢：

       轻型结构钢主要是指圆钢、小角钢和薄壁型钢。其中，角钢用作支撑

构件时，能较好的利用钢材的强度，并且利于整体支架的安装，但用作受弯和受压构件时
产生的变形相对较大。目前，国标的角钢相对于太阳能支架来说，可选的型号不多，故而需
要更多的小角钢型号来适应目前飞速发展的太阳能市场。薄壁型钢的檩条构件，一般采用壁
厚

1.5-5mm 的薄钢板，经冷弯或冷轧后制成各种不同截面形式及尺寸的薄壁型钢制品。与热

轧型钢相比，在相同截面面积的情况下，薄壁型钢的回转半径可增大

50-60%，截面惯性矩

和抵抗矩可增大

0.5-3 倍，因而能较为合理地利用材料的强度，但是由于薄壁型钢的加工大

多是在工厂，需要高精度的钻孔才能和光伏电池板后的螺丝孔配合。工厂加工钻扣后，才能
热镀锌防锈；运至现场安装时，由于钢材截面小，工具难以操作，施工较为困难。目前国内
的大多数电池板无法直接和薄壁型钢连接安装，均需要其他辅助固定结构（如压块等）。

 

　　普通型钢结构钢：

 

　　普通结构钢常采用冶炼容易、成本低廉的碳素结构钢或低合金钢，截面有很多种类，光
伏常用的主要包括工字型、

H 型、L 型及各种设计要求的异型截面。加工方式也多种多样，其

中焊接型钢是选用不同厚度的钢板，根据设计要求在工厂焊接加工成型钢，这种成型方式
可以根据光伏工程项目的不同结构部位的受力计算，在不同部位采取不同厚度的钢板，比
热轧一次成型产品受力更加合理，更适合现场安装，也可以节约钢材。

 

　　

2、太阳能支架对钢材性能的要求      太阳能钢结构的钢材应具有以下性能： 

　　

1）抗拉强度和屈服点。屈服点高可以减小型钢构件截面，减轻结构自重，节约钢材，

降低整体项目造价。抗拉强度高可以增加结构的整体安全储备，提高结构的可靠性。

 

　　

2）塑性、韧性及耐疲劳性。较好的塑性可以使结构在破坏前产生较大变形，从而可以使

人们及时发现和采取补救措施。较好的塑性还能调整局部峰值应力，本身太阳能电池板安装
经常为了调整角度，采用强迫安装，而塑性能使结构产生内力重分布，让结构或构件中某
些原先应力集中部分的应力趋于均匀，提高结构的整体承载力。较好的韧性可以使结构在外
力冲击荷载作用下被破坏时吸收较多的能量，特别是风力较大的沙漠电站和屋顶电站，风
振效应明显，钢材的韧性能有效降低危险程度。较好的耐疲劳性能同样也可以使结构具有较
强的抵抗交替变化重复风荷载的能力。

 

　　

3）加工性能。良好的加工性能包括冷加工性能、热加工性能和可焊性。光伏钢结构所采

用的钢材不但要易于加工成各种形式的结构和构件，而且还需要这些结构和构件不因加工
造成强度、塑性、韧性以及耐疲劳性能过大的不利影响。

 

　　

4）使用寿命。由于太阳能光伏系统的设计使用寿命都在 20 年以上，故而良好的防腐蚀

性能也是衡量支架系统好坏的重要指标。如果支架寿命短，势必影响整个结构的稳定性，导