場景描述:大規模地面光伏電站,通常位于平坦或緩坡的荒地、沙漠、戈壁等。
技術特點:
結構:采用預應力樁或螺旋樁基礎,搭配固定傾角的鋼制或鋁制主次梁。結構簡單,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。
發展趨勢:向大尺寸組件兼容性和超高強度設計發展,以應對組件功率和尺寸增大的趨勢,同時減少用鋼量,實現“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光伏電站,“漁光互補”、“農光互補”的典型形式。
技術特點:
結構:由高抗腐蝕的浮體(HDPE、PP等)、連接件和錨固系統組成。無需土地開挖,對水體生態環境影響小。
核心考量:高的耐腐蝕性(水汽、微生物)、長期浮力穩定性、抗風浪能力、對水體水質的影響以及便于維護。
發展趨勢:材料向更高等級抗紫外、抗老化復合材料發展;結構向規模化、標準化、智能化發展;應用場景從內陸水域向近海、波浪更大的水域探索。
場景描述:工商業廠房、公共建筑、居民住宅的屋頂。分為平屋頂和斜屋頂。
技術特點:
平屋頂:通常采用配重式基礎(水泥塊),避免破壞屋面防水。傾角可調或采用小角度支架。
斜屋頂:采用掛鉤或夾具直接固定在屋面結構(彩鋼瓦、瓦片)上,組件鋪設與屋頂平行,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。
發展趨勢:高度定制化與標準化結合,出現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,支架與建筑結構深度融合,兼具發電和建材功能。
場景描述:丘陵、山地等坡度大、地勢不規則的地形。
技術特點:
結構:基礎形式多樣(微型樁、巖石錨桿等),需根據地質勘察靈活設計。跟蹤系統在此類場景應用受限。
核心考量:地形適應性、抗震抗滑坡、水土保持、施工難度與成本控制。
發展趨勢:廣泛運用無人機測繪和數字孿生技術進行前期設計和模擬;采用柔性支架系統以適應復雜起伏的地形。
場景描述:農田、溫室大棚上方,實現“農光互補”、“棚上發電、棚下種植”。
技術特點:
結構:支架高度通常較高(3米以上),柱間距大,以保證下部農業作業有足夠的光照和機械操作空間。
核心考量:平衡發電與農作物光照需求、結構強度、防腐(農業環境潮濕)及對農業活動的便利性。
發展趨勢:向智能化可調節式發展,根據作物生長周期和天氣動態調整組件傾角或透光率,實現農業與發電收益雙優化。
平單軸/斜單軸跟蹤支架已成為地面電站提升發電量(15%-25%)的關鍵技術。趨勢是降低成本、提高可靠性、降低故障率。
AI驅動:集成氣象數據和AI算法,實現優角度跟蹤策略,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,實時監測扭矩、傾角、振動等,實現預測性維護。
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。
鋁合金應用拓展:在沿海高腐蝕環境或對重量敏感的分布式場景,耐腐蝕、輕量的鋁合金支架占比提升。
新型復合材料:在漂浮系統和特殊環境下,復合材料因耐腐蝕、輕質、絕緣等優勢得到更多應用。
防腐技術升級:從傳統熱浸鋅向“鋅鋁鎂”鍍層發展,提供更強的劃痕自修復能力和更長的防腐壽命,尤其適用于苛刻環境。
特點:采用預應力鋼纜作為主要承重結構,組件鋪設于纜索之上。
優勢:
大跨度:可達數十米,特別適用于不規則地形、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,可進行農業、牧業、停車等活動。
環境友好:對地面植被和地形破壞小。
挑戰:抗風設計更復雜,對張拉施工精度要求高。
設計端:利用BIM(建筑信息模型)和CFD(計算流體動力學)進行虛擬設計與仿真,優化結構、評估風荷載,減少設計錯誤。
施工端:通過數字化模型指導預制化生產和現場安裝,提升效率。
運維端:與電站數字化管理平臺對接,成為“智慧電站”的物理信息節點。
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。
質量追溯:從原材料到成品,實現全流程質量跟蹤。
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、農光協同、城市BIPV)。
技術方面: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”逐步轉向通過提升發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”。
