山地光伏电站用单立柱和双立柱光伏支架 结构的受力对比分析

聂晓鹏

(贵州中建建筑科研设计院有限公司，贵阳 550006)

0 引言

光伏支架的作用是以一定的角度支撑光伏组件，从而使光伏组件能以最佳倾角发电[1]。因此，光伏支架的结构应具备安全性和稳定性，需能在25年的光伏电站运营期内承受住风荷载、雪荷载、地震作用等外荷载的影响。根据应用场景的不同，光伏支架结构通常可分为地面光伏支架结构、平屋面光伏支架结构、斜屋面光伏支架结构、立柱光伏支架结构[2]。其中，用于山地光伏电站的立柱光伏支架结构可分为单立柱光伏支架结构和双立柱光伏支架结构，示意图分别如图1和图2所示。图中：L为檩条；Z为立柱；角标为编号。本文以某山地光伏电站用立柱光伏支架结构为例，对同一工况下单立柱和双立柱光伏支架结构的钢用量、桩基础受力及檩条挠度情况进行了对比分析。

图1 单立柱光伏支架结构示意图Fig. 1 Structural diagram of single-pillar PV support

图2 双立柱光伏支架结构示意图Fig. 2 Structural diagram of dual-pillar PV support

1 光伏支架的结构形式

在立柱光伏支架的结构中，通常以光伏组件的排列方式来确定东西向立柱之间的间距，在控制檩条挠度的基础上，计算东西向立柱的最优跨距[3]。本研究中，设置单立柱光伏支架中相邻2个立柱的东西向间距为3200 mm，双立柱光伏支架中2个立柱的南北向间距为2000 mm、东西向间距为3200 mm，光伏组件的最低点离地高度为1500 mm，具体如图3、图4所示。

图3 单立柱光伏支架结构的截面图Fig. 3 Sectional view of single-pillar PV support structure

图4 双立柱光伏支架结构的截面图Fig. 4 Sectional view of dual-pillar PV support structure

由于光伏支架中受力构件的截面高度和截面厚度对支架结构强度、刚度的影响较大[4]，因此，可通过计算确定光伏支架中檩条、斜梁、斜撑(前、后支撑)和前、后立柱(竖向支撑)的截面尺寸。……