光伏项目成本优化 | 光伏支架设计选型

光伏电站中光伏支架数量巨大， 其选用形式对于工程进度、成本控制、环境有重要的影响。因此选用合理的支架形式、基础形式，做到在保证安全的前提下，建设成经济型、生态友好型的工程项目是光伏阵列结构设计的重点。

光伏阵列支架设计时充分考虑组件、构件自重、风荷载、抗震等因素， 光伏支架通常横向由钢立柱、斜撑杆、钢横梁组成， 纵向通过钢筋拉杆支撑、钢檩条连成一体， 形成稳定结构。

目前应用最广泛的地面式光伏支架可分为以下五种类型：

• 1、倾角固定式；
• 2、倾角可调固定式；
• 3、平单轴跟踪式；
• 4、斜单轴跟踪式；
• 5、双轴跟踪式。

一、不同支架类型的特点

1）倾角固定式支架：

低纬度地区， 最佳倾角较小； 高纬度地区， 最佳倾角大。 倾角固定式支架初始投资较小，易于安装， 运行维护成本也较小， 是目前应用最为广泛、技术最为成熟的光伏组件安装方式。固定式支架主要为双排柱和单排柱两种形式。

双柱式固定支架

单柱式固定支架

2）倾角可调固定式支架：

倾角可调固定式支架可以根据太阳一年之内入射角度的变化调整支架的倾角， 提高光伏组件的发电量， 通常每年按照季节调节倾角 3 次。倾角可调固定式支架目前基本上均为单柱形式。倾角可调固定式支架投资较固定式支架略高， 占地面积基本与固定式支架相当，而发电量略有提高。

倾角可调式固定支架

3）平单轴跟踪式支架：

平单轴跟踪式通过围绕位于光伏方阵面上的一个轴旋转跟踪太阳一天之内入射角的变化， 通常轴向采用南北向居多。相对于固定式支架能够较为有效地提高发电量。此种支架占地面积比倾角可调固式定支架略高， 投资成本也比倾角可调固定式支架略高，而发电量大约可提高 12～15%左右。可以视为倾角可调固定式支架的改进版。

平单轴跟踪式支架

4）斜单轴跟踪式支架：

斜单轴跟踪式结合了倾角固定式支架和平单轴跟踪式支架的优点， 斜单轴跟踪式支架的发电量较高，但占地面积较大，工程造价较高。

斜单轴跟踪式支架

5）双轴跟踪式支架：

双轴跟踪式是根据太阳一天之内、一年之内的入射角变化来调整支架的倾角， 从两个方向对太阳进行跟踪， 因此其发电量最高， 但占地面积和工程造价也是最高的。目前支架基本上均为单柱形式。

双轴跟踪式支架

二、不同类型支架投资对比

根据以往工程经验， 同时参考了市场调研情况， 不同类型支架结构的投资对比见下表：

表1.不同类型支架的工程造价对比：

三、不同类型支架占地面积对比

根据工程所在地的地形不同、支架倾角不同， 实际占地面积有所差别， 以下为较为平坦地区各种支架类型的占地面积对比。

表2.不同类型支架的占地面积对比：

四、不同类型支架发电量对比

根据工程位置的地形不同、支架倾角不同， 实际发电量会有区别， 以下为较平坦地形，不同类型支架的光伏组件发电量对比。

表3.不同类型支架光伏组件的发电量对比：

综上：

• （1）从投资角度：倾角固定式支架造价最低，双轴跟踪造价最高；
• （2）从用地效率角度：倾角固定式支架占地最少，双轴跟踪造价占地最多；
• （3）从发电量角度：倾角固定式支架发电量最低，双轴跟踪发电量最高。

以上为五种不同类型支架各工程要素的对比， 实际工程需根据工程具体情况的不同， 通过对工程地形地貌、地质情况、工程造价、占地、运行维护成本、发电量等各方面进行综合比较后，才能确定支架具体形式。