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目前,在全球能源供应紧张和环境问题日益严重的情况下,经济和社会的可持续发展受到了巨大挑战,发展和利用清洁而安全的可再生能源受到了广泛重视。虽然目前已经实现利用的可再生替代能源种类较多,但从可用总量上看,水能、风能、潮汐能都太小,不足以满足人类需求。太阳能作为一种资源丰富,分布广泛且可利用的可再生能源,具有极大的开发利用潜力。
特别是进入21世纪,太阳能光伏发电产业发展非常迅速。太阳能光伏发电在不远的将来不仅要替代部分常规能源,而且将成为世界能源供应的主体,将给能源发展带来革命性的变化。根据欧洲联合研究中心(JRC)的预测,到21世纪末,可再生能源在能源结构中将占到80%以上,其中太阳能发电占到60%以上,充分显示出其重要的战略地位。
当前国际能源形势相对严峻,各国都在极力寻找可以代替常规化石能源的新能源。此外核能发电的安全性让疑,风能水能受地域和季节影响较大,然而太阳能作为取之不尽,用之不绝的清洁能源备受关注和加以利用。随着全球大型地面、屋顶太阳能光伏系统的广泛推广与应用,太阳能光伏发电在电力供应中成为必不可少的发电源泉之一,同时为了保证光伏组件系统的可靠、安全、稳定的运行,必须要求太阳能组件的各个部件具有良好的抗风、抗雪压、耐腐蚀等性能。
本文设计的太阳能光伏组件支架安装不仅满足抗风、抗雪压、耐腐蚀等性能,而且完全可以适合于地面矩阵太阳能、屋顶太阳能系统。此太阳能光伏组件支架在未来的光伏发电应用中具有良好的应用前景。
光伏支架具有多种分类方式,如按照连接方式分为焊接式和组装式,按照安装结构分为固定式和逐日式,按照安装地点分为地面式和屋面式等。无论哪种光伏系统,其支架构成大体相似,都包括连接件、立柱、龙骨、横梁、辅助件等部分。
固定式光伏支架,顾名思义,是指安装之后方位、角度等保持不变的支架系统。固定安装方式直接将太阳能光伏组件朝向低纬度地区放置(与地面成一定的角度),以串并联的方式组成太阳能光伏阵列,从而达到太阳能光伏发电的目的。其固定方式有多种,如地面固定方式就有桩基法(直接埋入法)、混凝土块配重法、预埋法、地锚法等,屋面固定方式随屋面材料不同而有不同的方案。