光伏組件正快速向182mm、210mm等大尺寸規格演進,功率已突破600W+。這一趨勢在提升系統功率密度的同時,也對大型地面電站的支架設計提出了全新的、系統性的挑戰。
結構強度與剛度要求劇增。大尺寸組件面積增大,意味著其在風、雪荷載下承受的總力更大,且更易發生彎曲形變。過大的形變會導致電池片隱裂,造成功率衰減甚至熱斑風險。因此,支架(尤其是檁條)必須具備更高的截面模量和慣性矩。解決方案包括:采用更高強度的鋼材(如Q420)、優化檁條截面形狀(如C型、U型升級為閉口矩形或高強度鋁合金型材)、減少檁條支撐間距(如從傳統的兩托四邊支撐變為三托六點支撐)。
動態載荷下的疲勞分析。對于跟蹤支架,大尺寸組件在頻繁啟停、旋轉過程中承受的動態慣性力不容忽視。必須對支架結構,特別是驅動軸、軸承座等關鍵運動部件,進行更精細的疲勞壽命分析和測試,確保其在25年周期內能承受數萬次的循環載荷。
夾具設計的革新。傳統的中壓塊/邊壓塊可能需要重新設計。針對大尺寸組件,多點分布式夾持成為趨勢,以更均勻地分散載荷,減少局部應力。同時,夾具的通用性和兼容性變得更重要,需要能適應不同厚度、不同邊框類型的組件,并確保安裝快捷、不損傷組件。
陣列布局與電氣設計的聯動優化。大尺寸組件通常意味著更高的組串功率和電流。這要求支架的陣列布局設計與電氣設計深度協同:在固定支架中,優化傾角和陣列間距時,需考慮更大組件帶來的陰影遮擋范圍變化;在跟蹤支架中,需優化組串排布,確保在跟蹤角度范圍內,組串電壓電流始終在逆變器MPPT區間內,避免因電氣失配導致的發電損失。
安裝工藝與精度要求提升。大尺寸組件更重、更易碎,對安裝工藝提出了更高要求。支架的安裝基準面平整度必須控制得更嚴格,以防止安裝應力。施工中需要更的吊裝和安裝工具,并對安裝人員進行針對性培訓。
結論:大尺寸組件的普及不是簡單的“換板”,它引發的是從結構力學到系統集成的一系列連鎖反應。支架設計必須從“被動適配”轉向 “主動協同” ,通過材料升級、結構優化、細節創新和系統化設計,為大尺寸組件提供一個安全、穩定、的工作平臺,才能真正釋放其提升電站功率密度與降低BOS成本的全部潛力。
