目前我國普遍使用的太陽能光伏支架從材質上分,主要有混凝土支架、鋼支架和鋁合金支架三種:
?混凝土支架主要應用在大型光伏電站上,因其自重大,只能安放于野外地基基礎較好的地區(qū)。且混凝土耐候性較差,經凍融、鹽堿等惡劣環(huán)境后容易產生開裂,甚至碎裂現(xiàn)象,維修成本較高。
?鋁合金支架一般用在民用建筑屋頂太陽能應用上,鋁合金具有耐腐蝕、質量輕、美觀耐用的特點,但其自承載力低,無法應用在太陽能電站項目上。
?鋼支架性能穩(wěn)定,制造工藝成熟,承載力高,安裝簡便,廣泛應用于民用、工業(yè)太陽能光伏和太陽能電站中。但自身重量高,安裝不便、運輸成本高、且防腐性能一般。
使用玄武巖纖維復合材料制成的光伏支架變形最大值3.12mm,鋼材光伏支架變形最大值為3.37mm,玄武巖纖維復合材料光伏支架纖維方向應力最大值11.8MPa,鋼材光伏支架等效應力最大值58.7MPa。采用玄武纖維巖復合材料光伏支架可達到并超過鋼材光伏支架的剛度,且由于玄武巖纖維復合材料的強度值較高,具有更高的強度裕度。
對截面形狀為40mmx40mmx4mm的玄武巖纖維復合材料光伏支架型材進行力學性能和抗紫外線耐久性能測試。
測試結果如下表所示。可以看出玄武巖纖維復合材料光伏支架型材的強度遠高于普通鋼材,在紫外線3000h照射下,強度和模量具有較高的保留率,說明具有極好的抗紫外線耐久性能,滿足光伏支架的使用要求。
玄武巖纖維復合材料光伏支架的重量為鋼材光伏支架的重量的58.97%,可以極大的減輕重量,降低運輸和安裝成本。玄武巖纖維復合材料的強度約為普通鋼材的4倍,并且具有較高的彈性模量,可以滿足光伏支架的強度和剛度的要求。在紫外線3000h照射下,玄武巖纖維復合材料光伏支架的強度和模量具有很高的保留率,可以滿足戶外耐久性要求,并且降低支架后期維護成本。