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地面光伏电站支架的设计与类型

发布时间:2021-12-17 文章来源:国瑞能

合理的光伏支撑可以提高系统抵御风雪荷载的能力。合理利用光伏支撑系统的承载特性,可以进一步优化其尺寸参数,节约材料,有助于进一步降低光伏系统的成本。

作用在光伏组件支架上的荷载主要包括:支架和光伏组件的自重(恒载)、风荷载、雪荷载、,温度荷载和地震荷载。风荷载起着控制作用。因此,基础设计应保证风荷载作用下地基的稳定性。在风荷载作用下,地基可能被拉起、断裂等破坏现象,基础设计应保证在该力下不受破坏。

让我们了解以下不同类型的地面光伏支架类型和它们的特点:

基础类型:根据不同的地质条件,有多种形式的光伏支撑基础。根据荷载传递形式,PV支护基础主要包括扩展基础、桩基础和锚杆基础。在选择支护基础类型时,不仅要满足支撑形式,以满足负荷条件和服务要求,还要考虑地质和水文条件。

因为光伏电站一般具有电网连接时间节点要求,建设周期短,在基础选型时,也应考虑施工技术的快速性和方便性,并考虑经济指标和环境保护要求。

扩展基础一般采用现浇混凝土。如果现场浇筑或冬季施工不方便,也可考虑工厂预制,以减少现场湿作业和维护。膨胀基础底面积大,基础压力小,刚度大,整体性好。对地基沉降变形具有较好的适应性。适用于软土地区、采煤塌陷区、湿陷性黄土地区、新回填松散土等特殊地质条件。但膨胀地基需要开挖土方量大、成本高;破坏地表植被和形态,不利于生态环境保护;在地下水位高的地区施工很困难。

因此,在地面光伏电站支架中应用较少,桩基础包括混凝土灌注桩基础、混凝土预制桩基础、钢桩基础等,是目前应用最广泛的支护形式。当光伏支架采用桩基础时,一般不设置承台,支柱通过插入、焊接、埋置锚杆、法兰等方式与基础连接,或直接采用桩柱一体化形式;现浇桩基采用机械化成孔;施工方便,劳动力消耗少,对表土破坏和扰动小,能穿透硬土层。可以调整基础顶面的高度,以适应地形起伏。

由于灌注桩基桩直径小,一般采用干法施工,在成孔过程中应满足无孔坍塌的条件。不适用于软土、松散砂、碎石土和地下水位较高的场地。现浇混凝土需要灌注桩,在冬季施工中很难维修,不应使用,混凝土预制桩基础可在工厂预制并批量生产。现场无需开挖。施工速度快。冬天不需要保养。桩质量良好。桩顶标高可根据地面起伏情况进行调整。工厂生产时可根据需要添加防腐添加剂,具有良好的耐久性。适用于粘性土和淤泥场地。在卵砾石地层中,打桩困难,易发生偏心或断桩,不宜采用。

预制桩基础也适用于离岸滩涂、“鱼光互补”等水生光伏电站。预制混凝土桩的施工依靠打桩或压桩机械,适用于相对平坦的场地,不适用于山区光伏电站。在偏远地区也需要考虑运输费用,锚栓基础由岩土锚杆和混凝土承重平台或截面钢承重板组成。岩石地基上有两种锚杆支护形式:是埋入式锚杆支护基础。在岩石上钻孔,并通过灌注粘合剂将锚杆锚固在岩石中;另是岩石锚杆基础,采用凿岩设备形成孔,灌注砂浆或细集料混凝土,并锚固锚杆。锚栓基础适用于浅埋或直接暴露岩石的场地区域。岩石风化程度应为中风化,程度应相对完整。

当有地下水时不应使用,地面光伏支架的应力分析和设计与上部光伏组件的支架形式密切相关。目前常用的支架形式有固定式、角度可调式、水平单轴跟踪式、倾斜单轴跟踪式等,固定支架可采用双柱和单柱两种形式,其他支架一般采用单柱。作用在支架上的荷载主要为永久荷载、风荷载和雪荷载。当传递到基础顶面时,它们主要是竖向荷载、水平荷载和弯矩。