場景描述:大規(guī)模地面光伏電站,通常位于平坦或緩坡的荒地、沙漠、戈壁等。
技術(shù)特點:
結(jié)構(gòu):采用預應(yīng)力樁或螺旋樁基礎(chǔ),搭配固定傾角的鋼制或鋁制主次梁。結(jié)構(gòu)簡單,成本低。
核心考量:抗風壓、抗雪載能力,快速安裝以降低人工成本,以及土地利用率。
發(fā)展趨勢:向大尺寸組件兼容性和超高強度設(shè)計發(fā)展,以應(yīng)對組件功率和尺寸增大的趨勢,同時減少用鋼量,實現(xiàn)“輕量化”。
場景描述:利用水庫、湖泊、魚塘、近海、廢棄礦井等水體建設(shè)光伏電站,“漁光互補”、“農(nóng)光互補”的典型形式。
技術(shù)特點:
結(jié)構(gòu):由高抗腐蝕的浮體(HDPE、PP等)、連接件和錨固系統(tǒng)組成。無需土地開挖,對水體生態(tài)環(huán)境影響小。
核心考量:高的耐腐蝕性(水汽、微生物)、長期浮力穩(wěn)定性、抗風浪能力、對水體水質(zhì)的影響以及便于維護。
發(fā)展趨勢:材料向更高等級抗紫外、抗老化復合材料發(fā)展;結(jié)構(gòu)向規(guī)模化、標準化、智能化發(fā)展;應(yīng)用場景從內(nèi)陸水域向近海、波浪更大的水域探索。
場景描述:工商業(yè)廠房、公共建筑、居民住宅的屋頂。分為平屋頂和斜屋頂。
技術(shù)特點:
平屋頂:通常采用配重式基礎(chǔ)(水泥塊),避免破壞屋面防水。傾角可調(diào)或采用小角度支架。
斜屋頂:采用掛鉤或夾具直接固定在屋面結(jié)構(gòu)(彩鋼瓦、瓦片)上,組件鋪設(shè)與屋頂平行,美觀性好。
核心考量:屋頂荷載安全、防風掀、不破壞防水、安裝便捷、美觀。
發(fā)展趨勢:高度定制化與標準化結(jié)合,出現(xiàn)更多針對不同屋面材料的快裝夾具;BIPV(光伏建筑一體化) 成為趨勢,支架與建筑結(jié)構(gòu)深度融合,兼具發(fā)電和建材功能。
場景描述:丘陵、山地等坡度大、地勢不規(guī)則的地形。
技術(shù)特點:
結(jié)構(gòu):基礎(chǔ)形式多樣(微型樁、巖石錨桿等),需根據(jù)地質(zhì)勘察靈活設(shè)計。跟蹤系統(tǒng)在此類場景應(yīng)用受限。
核心考量:地形適應(yīng)性、抗震抗滑坡、水土保持、施工難度與成本控制。
發(fā)展趨勢:廣泛運用無人機測繪和數(shù)字孿生技術(shù)進行前期設(shè)計和模擬;采用柔性支架系統(tǒng)以適應(yīng)復雜起伏的地形。
場景描述:農(nóng)田、溫室大棚上方,實現(xiàn)“農(nóng)光互補”、“棚上發(fā)電、棚下種植”。
技術(shù)特點:
結(jié)構(gòu):支架高度通常較高(3米以上),柱間距大,以保證下部農(nóng)業(yè)作業(yè)有足夠的光照和機械操作空間。
核心考量:平衡發(fā)電與農(nóng)作物光照需求、結(jié)構(gòu)強度、防腐(農(nóng)業(yè)環(huán)境潮濕)及對農(nóng)業(yè)活動的便利性。
發(fā)展趨勢:向智能化可調(diào)節(jié)式發(fā)展,根據(jù)作物生長周期和天氣動態(tài)調(diào)整組件傾角或透光率,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)與發(fā)電收益雙優(yōu)化。
平單軸/斜單軸跟蹤支架已成為地面電站提升發(fā)電量(15%-25%)的關(guān)鍵技術(shù)。趨勢是降低成本、提高可靠性、降低故障率。
AI驅(qū)動:集成氣象數(shù)據(jù)和AI算法,實現(xiàn)優(yōu)角度跟蹤策略,如在多云天氣尋找散射光佳角度,或在大風天氣自動放平以減少風阻。
集成通信與傳感:支架配備傳感器,實時監(jiān)測扭矩、傾角、振動等,實現(xiàn)預測性維護。
高強度鋼與輕量化:使用更高強度的鋼材,在保證安全的前提下減少截面尺寸和重量,降低材料與運輸成本。
鋁合金應(yīng)用拓展:在沿海高腐蝕環(huán)境或?qū)χ亓棵舾械姆植际綀鼍埃透g、輕量的鋁合金支架占比提升。
新型復合材料:在漂浮系統(tǒng)和特殊環(huán)境下,復合材料因耐腐蝕、輕質(zhì)、絕緣等優(yōu)勢得到更多應(yīng)用。
防腐技術(shù)升級:從傳統(tǒng)熱浸鋅向“鋅鋁鎂”鍍層發(fā)展,提供更強的劃痕自修復能力和更長的防腐壽命,尤其適用于苛刻環(huán)境。
特點:采用預應(yīng)力鋼纜作為主要承重結(jié)構(gòu),組件鋪設(shè)于纜索之上。
優(yōu)勢:
大跨度:可達數(shù)十米,特別適用于不規(guī)則地形、污水處理廠、大型漁塘等需要大空間跨界的場景。
土地復用率高:下方空間幾乎無遮擋,可進行農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、停車等活動。
環(huán)境友好:對地面植被和地形破壞小。
挑戰(zhàn):抗風設(shè)計更復雜,對張拉施工精度要求高。
設(shè)計端:利用BIM(建筑信息模型)和CFD(計算流體動力學)進行虛擬設(shè)計與仿真,優(yōu)化結(jié)構(gòu)、評估風荷載,減少設(shè)計錯誤。
施工端:通過數(shù)字化模型指導預制化生產(chǎn)和現(xiàn)場安裝,提升效率。
運維端:與電站數(shù)字化管理平臺對接,成為“智慧電站”的物理信息節(jié)點。
隨著電站生命周期要求延長(25年以上)和端天氣增多,支架的全生命周期可靠性被提到的高度。
標準升級:各國對支架的抗風、抗震、雪載、腐蝕等測試認證標準日趨嚴格。
質(zhì)量追溯:從原材料到成品,實現(xiàn)全流程質(zhì)量跟蹤。
場景方面:從標準化地面電站走向更復雜、更融合的多元場景(海上漂浮、山地柔性、農(nóng)光協(xié)同、城市BIPV)。
技術(shù)方面:跟蹤智能化和材料輕量化/耐候化是明確的主賽道。
價值方面:其角色從“成本中心”逐步轉(zhuǎn)向通過提升發(fā)電量和延長壽命來降低光伏電站全生命周期度電成本(LCOE) 的“價值中心”。
