柔性支架采用兩固定點之間張拉預應力鋼絞線的方式,兩固定點采用鋼性基礎提供反力,可實現(xiàn)10~30m大間距。
這種設計可規(guī)避山地起伏、植被較高等不利因素,僅在合適的部位設置基礎點并張拉預應力鋼絞線;同時在水深較深的漁塘也可以在保持水位不動的條件下,實現(xiàn)基礎及柔性支架的施工。
設計中,鋼絞線作為組件安裝的固定支架,計算時需考慮自重,以及風壓、雪壓不同荷載組合下的工況,并進行受力分析。
區(qū)別于傳統(tǒng)支架的剛性變形要求的嚴格限制(主梁為L/250,次梁為L/200[1]),柔性支架對變形沒有嚴格限制,目前可根據(jù)實際情況采用撓度容許值L/30~L/15,在這種變形條件下不影響鋼絞線的力學性能,因此,柔性支架可以更好地適應大跨度方案,同時可控制好總造價。
柔性支架方案是把傳統(tǒng)鋼性支架方案的檁條改為鋼絞線的方式,其特點是鋼絞線采用先線法提供預拉力,組件安裝后在不同工況受力條件下允許鋼絞線有一定的變形(本文按撓度容許值L/30論述),從而實現(xiàn)10~30m的大跨度支架,可滿足不同地形的需要。
由于鋼絞線張拉預應力的存在,柱頂均會產(chǎn)生較大的水平拉力,導致基礎底部彎矩較大,因此一般設計采用在柱頂用斜拉或支撐的方案平衡預拉力產(chǎn)生的水平力,以滿足柱底抗傾覆的受力要求。
根據(jù)柔性支架的整體設計方案及受力特點,基礎形式可采用下圖兩種形式。
1)基礎方案1:采用兩個基礎,一個是鋼立柱基礎,主要提供柔性支架豎向力的反力;另需配備一個斜拉索基礎,承擔鋼絞線產(chǎn)生的水平力,并承擔向上的拉力及向右的拉力,斜拉索基礎屬于配重式。
2)基礎方案2:采用兩個基礎,一個是鋼立柱基礎,主要提供柔性支架豎向力的反力;另需配備斜撐柱基礎,承擔鋼絞線產(chǎn)生的拉力,且鋼絞線對斜撐柱基礎產(chǎn)生向下壓力及向右的推力。斜撐柱基礎底面積相對基礎方案1略小。
根據(jù)光伏組件的排布方式,柔性支架方案可分為橫排和豎排兩種(見下圖);根據(jù)跨長可采用單跨和多跨的方案,但因場地條件限制,單跨往往不能滿足需要,則需要采用二跨、三跨,甚至更多,中間支座可采用搖擺柱方式有效控制鋼絞線的撓度。
支架與端柱及中間柱的連接均要求采用鉸接固定方式,以減小應力集中;同時鋼絞線張拉安裝方便,便于縮短工期、節(jié)省造價。
由于柔性支架具有跨度大且跨度范圍靈活可調(diào)的優(yōu)勢,因此其適用范圍更廣,包括:
1)適用山地坡度、起伏較大的地區(qū),同時不受植被高低等因素的影響;
2)適用于漁塘、灘涂等地區(qū),突破傳統(tǒng)支架受限于水深、區(qū)域大小等條件,通過柔性支架10~30m的大跨度方案優(yōu)勢,以及中間可另設支撐柱等方案,解決漁塘、灘涂等地區(qū)傳統(tǒng)支架無法施工及安裝的難點;
3)適用于污水廠水池頂部,因污水廠水處理工藝的要求,大體積水池內(nèi)部無法安裝支架基礎,柔性支架可巧妙規(guī)避這一難點,使污水廠水池建設光伏電站成為可能。
原文始發(fā)于微信公眾號(光伏產(chǎn)業(yè)通):光伏組件柔性支架技術(shù)方案簡介—技術(shù)原理及方案設計