光伏發電系統中光伏支架需要針對不同項目進行設計。首先項目初期需要通過項目的地質勘查報告完成支架基礎初步設計;其次根據支架受力情況完成立柱的拉拔力測試,確定支架基礎形式及立柱形式;同時根據不同國家標準、不同項目地點風載荷、雪載荷及其它氣候條件確認整體支架設計;最后,根據光伏系統中組件形式、組件串聯數量、逆變器及匯流箱等其他光伏零部件情況完成對應的支架排布及單體支架設計。固定支架及跟蹤支架的主要設計要求如下:
注:●為設計要點;-為非設計要點。
采用固定支架的光伏電站,在設計之初會結合當地的地理環境、氣候等條件將組件固定在特定角度以保證能接收最大的太陽光輻射,組件位置一般固定后不會再頻繁調整,對于固定可調式支架而言,組件朝向每年會根據季節和光照情況進行人工調整。固定支架價格較低、穩定性好,前期投資成本低,但對太陽能的利用率相比跟蹤支架低。
采用跟蹤支架的光伏系統,其組件朝向根據光照情況進行自動調整,可減少組件與太陽直射光之間的夾角,獲取更多的太陽輻照,可有效提高發電效率。采用跟蹤支架的電站需要增加一定的前期投資成本,并需要承擔一定的裝置運行風險及后期運維成本。
固定支架與跟蹤支架在光伏電站系統中的選用,需要綜合考慮各項因素,進行詳細的投入產出邊際效益測算。概言之,固定支架在發電效率、抗大風能力(迎風面積固定)等方面存在劣勢,在穩定性、成本造價、線纜投入、運行維護(工作量小、板面清洗方便)等方面存在優勢;反之,跟蹤支架在提升發電效率、便于融合雙面組件等技術方面具有相對優勢,同時也存在高成本投入及穩定性等問題。此外,產業補貼政策也會影響光伏電站對兩個細分產品的選用。