1.光伏電站的特點和光伏支架設計難度
1.1光伏電站特點。在實際中不難發現，光伏電站建設除需要巨額資金、人力物力外，還需要綜合考慮各方面因素，比較常見的是：地形因素、太陽能豐富程度等。眾所周知，光伏電站建設地區大多是石漠化嚴重的山地，加上其地表凹凸不平，使其在安裝光伏組件過程中受各種因素影響。在上述分析中也提及到光伏電站所需巨額資金。但還是從另一方面來說，其土地成本相對較低，主要是因為其處于人煙稀少地區，這也是其受外界因素小的原因所在。以生活中比較常見的山地光伏電站為例，其出發點和落腳點無非就是緩解能源緊張問題，但是其受地勢形態影響，如若將位于沙漠地區的光伏電站比較后不難發現，山地光伏電站布局規劃欠合理，加上自然協調性相對較差，直接導致山地光伏電站建設成本上升，自然而然光伏支架結構優化、施工等相關工作無法正常進行。
2.光伏支架的優化設計研究。
2.1選用合適的支架材料。根據德國的統計數據，在一個大型太陽能發電站項目中，建安成本占光伏項目總投資的21%左右，而太陽能光伏支架的投資僅占總成本的3%左右。因此，相對于太陽能電站高額的投資，支架成本的波動并不是敏感因素，選擇高端支架的成本僅提高不足1%，然而如果選用的支架不合適，后期養護成本會大大增加，整體考慮并不合算。任何類型的太陽能光伏組件裝配部件，最重要的特征之一是耐候性。需保證25年內結構必須牢固可靠，能承受如環境侵蝕，風、雪荷載和其它外部效應。安全可靠的安裝，以最小的安裝成本達到最大的使用效果、幾乎免維護、可靠的維修、可回收，這些都是做選擇方案時所需要考慮的重要因素。目前一些支架企業應用了高耐磨材料以抵抗風力雪荷載和其它腐蝕作用，綜合利用了鋁合金陽極氧化，超厚熱鍍鋅，不銹鋼，抗UV老化等技術工藝來保證陽能支架和太陽能跟蹤的使用壽命。
2.2底座有限元分析。底座是連接光伏支架方形立柱和圓管地樁的零件，目前我方項目普遍采用的底座單個重量大約為2.6Kg。支架結構中，底座是重要的受力部位，且安裝支架時需要大量使用。如何在保證安全可靠的前提下將其重量適當減小，以達到降低成本的目的，值得研究。經初步分析，擬將底座的高度由150mm減小為120mm，厚度由8mm減小為6mm，寬度也適當減小，F將新設計的底座在ANSYS中進行有限元分析，以確定其結構是否安全。根據地樁拉拔力的經驗值，取20KN作為底座受到的豎直向上的力，并將其換算成面荷載施加在底座的螺栓孔位置。 得出了底座的強度結果。為使計算方便，采用底座的1/2模型進行分析，加載時施加了對稱約束。 由計算結果可知，底座的最大應力103MPa，小于Q235鋼的許用應力235/1.2=196MPa，最大變形為0.1mm，符合規范要求，因此，重新設計的底座結構是安全的。
2.3支架橫梁有限元分析。為使力學計算方便，在SAP2000中對支架結構進行整體有限元分析時，常將支架橫梁建模成簡單的C型鋼形式，這樣計算結果就與真實結果有所出入。為準確計算出橫梁在不同工況下的應力，在SAP2000中對整體結構進行計算后，再在ANSYS中對實際的冷彎內卷C型鋼進行有限元分析，通過分析結果，可判定橫梁結構是否安全。 取一根4720mm橫梁進行有限元分析。光伏支架在某地使用時，受到了自重、風荷載、雪荷載、溫度荷載、地震等作用，將這些荷載進行組合，將最不利組合時的荷載換算成面荷載，施加在橫梁上。得出了兩種橫梁在相同外荷載作用下的強度、剛度結果，冷彎內卷C型鋼強度結果。由計算結果可知，在荷載、約束等外部條件相同的情況下，冷彎內卷C型鋼的承載能力更好。簡化的C型鋼最大應力為179MPa，最大應變為6.83mm；冷彎內卷C型鋼的最大應力為153Mpa，最大應變為6.2mm。強度都小于Q235鋼的許用應力235/1.2=196MPa，剛度也滿足規范要求。
光伏支架在整個光伏電站的投資建設中占了很大一部分，因此對它進行優設計很有必要的，以此保證光伏支架結構的可靠性和安全性，為光伏發電建設工作奠定堅實的基礎。
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