2023光伏電站柔性支架技術(shù)

大跨距預(yù)應(yīng)力懸索光伏支架技術(shù)（柔性支架技術(shù)）2023目錄柔性光伏支架特點(diǎn)及典型應(yīng)用場(chǎng)景大跨距預(yù)應(yīng)力懸索柔性支架結(jié)構(gòu)型式工程實(shí)例安全性、穩(wěn)定性評(píng)估大跨距懸索支架在“光伏+農(nóng)業(yè)”的應(yīng)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范編制計(jì)劃技術(shù)（設(shè)計(jì)、安裝、運(yùn)維、耐候性）、經(jīng)濟(jì)性的挑戰(zhàn)污水處理廠(chǎng)光伏漁光互補(bǔ)光伏漁光互補(bǔ)光伏柔性光伏支架典型應(yīng)用場(chǎng)景污水處理廠(chǎng)光伏漁光互補(bǔ)光伏漁光互補(bǔ)光伏山地光伏停車(chē)場(chǎng)光伏農(nóng)光互補(bǔ)光伏山地光伏停車(chē)場(chǎng)光伏農(nóng)光互補(bǔ)光伏相關(guān)單位：國(guó)利英核、中機(jī)國(guó)能浙江公司、通威、天合、北京中科中電、山西院、河北能源院、哈工大、東南大學(xué)等羲和大跨距預(yù)應(yīng)力懸索柔性支架結(jié)構(gòu)型式承重索索桁架撐桿索桁架撐桿鋼梁

組件索

單層懸索體系預(yù)應(yīng)力雙層索系（承重索+穩(wěn)定索）預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)混合體系張弦（梁、桁架）+索拱弦支穹頂橫向加勁+索桁架間撐桿樁柱索桁架間撐桿邊錨系統(tǒng)邊錨系統(tǒng)撐桿系統(tǒng)、預(yù)應(yīng)力高釩索體系形成了剛性與柔性結(jié)合的桁架體系組件索無(wú)垂度，組件無(wú)方位角，可完全正南布置柔性構(gòu)件幾乎無(wú)震蕩，不會(huì)造成組件隱裂立柱采用樁柱一體化，便于施工預(yù)應(yīng)力懸索柔性光伏支架特點(diǎn)采用“懸、拉、掛、撐、壓”的空間結(jié)構(gòu)技術(shù)，以柔性預(yù)應(yīng)力鋼絞線(xiàn)及剛性撐桿整體組合聯(lián)結(jié)，輔以固結(jié)中間梁柱及強(qiáng)力地錨，構(gòu)成東西向大跨距（36~60m）桁架、組件帶傾角無(wú)垂度光伏支架系統(tǒng)。

應(yīng)用場(chǎng)景豐富解決機(jī)耕農(nóng)用地、污水池面、廊道、河道等高大跨度難題，尤其適合農(nóng)光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)、大型養(yǎng)殖場(chǎng)、污水處理廠(chǎng)等各種環(huán)境。造型輕盈通透，提高土地利用率造型輕盈美觀(guān)，柱網(wǎng)簡(jiǎn)潔，高度空間提升便利，對(duì)原有地貌干擾小，地面可充分再利用。改變通風(fēng)和光照布局，提升發(fā)電收益陣列整體通風(fēng)好，陽(yáng)光漫反射均勻，提高雙面組件發(fā)電效率。剛?cè)嵯酀?jì)，提高安全性、耐久性突破早期柔性支架采用鋼繩易引起強(qiáng)烈風(fēng)振、造成組件隱裂的技術(shù)局限，應(yīng)用預(yù)應(yīng)力懸索并輔以承重索以及上下、前后撐桿體系，通過(guò)動(dòng)平衡方式釋放風(fēng)載，提升抗臺(tái)風(fēng)能力，規(guī)避組件隱裂。專(zhuān)業(yè)施工技術(shù)，節(jié)約物料，施工工期可控柔性支架空間結(jié)構(gòu)合理，用鋼材量少，自重輕；專(zhuān)利結(jié)構(gòu)件、連接件安裝高效；專(zhuān)業(yè)施工保證集成系統(tǒng)高品質(zhì)、高性?xún)r(jià)比。工程實(shí)例泗洪項(xiàng)目概況三峽新能源泗洪國(guó)家領(lǐng)跑者光伏電站工程，項(xiàng)目總裝機(jī)容量為100MW總?cè)萘繛?MW。柔性支架部分的組件采用單排豎向布置，雙玻雙面發(fā)電組件，組件安裝傾角為15°，組件最低點(diǎn)距離地面不小于4m。東西向每跨布置28塊組件，跨距約33m；南北向組件間距約3.25米。建設(shè)工期為45天。投運(yùn)一年多來(lái)經(jīng)歷了8及以上大風(fēng)等各類(lèi)氣象條件考驗(yàn)，運(yùn)行狀態(tài)良好，實(shí)際發(fā)電量超預(yù)期值，并超過(guò)同項(xiàng)目?jī)?nèi)地面最佳傾角安裝的陣列。工程實(shí)例柔性支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)每排組件下布置有3根預(yù)應(yīng)力鍍鋅鋼絞線(xiàn)或高釩索，其中2根組件索直徑12.7mm，承重索直徑為15.2mm。通過(guò)撐桿體系與組件索形成結(jié)構(gòu)整體。東西向端跨設(shè)置鋼梁、樁柱一體及邊拉桿支撐體系，邊拉桿采用變徑錨桿基礎(chǔ)；中跨設(shè)置鋼梁與樁柱一體支撐體系。工程實(shí)例柔性支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)荷載計(jì)算根據(jù)全國(guó)基本風(fēng)壓布置圖及《建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，本項(xiàng)目光伏支架25年一遇的設(shè)計(jì)基荷載計(jì)算本風(fēng)壓為0.33kPa，基本雪壓0.33kPa。同時(shí)，考慮光伏支架及基礎(chǔ)使用年限均為25年。本項(xiàng)目支架及基礎(chǔ)所考慮的荷載為：結(jié)構(gòu)自重、預(yù)應(yīng)力作用、風(fēng)荷載、雪荷載、地震作用和溫度作用。本項(xiàng)目支架設(shè)計(jì)根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009進(jìn)行荷載效應(yīng)設(shè)計(jì)。模型建立計(jì)算模型采用SAP2000軟件進(jìn)行計(jì)算，建立三維模型，并指定相應(yīng)材料及截面。模型建立采用變徑錨桿技術(shù)斜向（45°）變直徑地錨技術(shù)，抗拔力特征值達(dá)240KN以上。恒載施：0.114kN/m 雪載施加：0.073kN/m 風(fēng)載施加：Fz=0.438KN/m，F(xiàn)y=0.117KN/m根據(jù)《索結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》（JGJ257-2012）中3.2.5條，承重索垂度宜取跨度的1/10~1/20。本設(shè)計(jì)在最不利組合工況下組件索變形圖如下：組件索最大變形量為-125mm，小于L/250，在組件恒荷載作用下，組件索垂度為0.998mm。最不利荷載作用下索內(nèi)力圖如下：組件索拉力78kN，小于0.5倍索破斷力（破斷力為183.6kN）滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求；承重索拉力60kN，小于0.5倍索破斷力（破斷力為258kN）索變形示意圖：邊拉桿連接示意

邊跨連示意 撐桿體連接意 中間跨接示意工程實(shí)例安裝過(guò)程實(shí)錄1.管樁施工及校準(zhǔn) 2.型鋼梁施工及校準(zhǔn)

斜向變形錨桿施工

斜拉桿安裝撐桿系統(tǒng)安裝

索安裝

組件安裝 8.線(xiàn)纜安裝 9.安裝聯(lián)動(dòng)撐桿，形成整體工程實(shí)例

與固定支架的對(duì)比固定支架（鋼結(jié)構(gòu)+樁基礎(chǔ)）柔性支架（索系結(jié)構(gòu)+鋼結(jié)構(gòu)+樁基礎(chǔ)+邊錨）支架高度≥2m≥4m東西向跨距3.2m33m組件傾角29°15°每MWp占地面積20畝16畝發(fā)電量實(shí)測(cè)柔性支架發(fā)電量提升約5.5%（通風(fēng)條件、背面受光良好）支架、建筑、安裝費(fèi)用0.75元/Wp0.82元/Wp農(nóng)業(yè)耕作受限于傳統(tǒng)人工耕作大型農(nóng)業(yè)機(jī)械可通行作業(yè)東西向連續(xù)跨數(shù)增加，柔性支架單瓦造價(jià)進(jìn)一步下降，所以更適用于場(chǎng)地形狀趨于扁平形的場(chǎng)地工程實(shí)例安全性、穩(wěn)定性評(píng)估立柱和邊錨桿規(guī)則對(duì)稱(chēng)布置

《剛?cè)岵?jì)》項(xiàng)目名稱(chēng)25年一遇風(fēng)壓（項(xiàng)目名稱(chēng)25年一遇風(fēng)壓（kN/m2）風(fēng)力等級(jí)并網(wǎng)時(shí)間天津柔性支架一期1.68MW光伏項(xiàng)目0.4211級(jí)2018年天津柔性支架二期20MW光伏發(fā)電項(xiàng)目0.4211級(jí)2019年泗洪100MW光伏發(fā)電項(xiàng)目（柔性支架3MW）0.3310級(jí)2020年南北向撐桿+前后立體索系結(jié)構(gòu) 整體處于應(yīng)力彈性作狀態(tài)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性利用系統(tǒng)的塑性變形能力使得風(fēng)荷載及其它荷載應(yīng)力分散、均勻；風(fēng)振頻率小、振幅相對(duì)恒定，有效抵御強(qiáng)風(fēng)影響、減少組件隱裂。

上述項(xiàng)目運(yùn)行狀況良好，安全、穩(wěn)定。大跨距懸索支架在“光伏+農(nóng)業(yè)”的應(yīng)用參考類(lèi)似場(chǎng)景的農(nóng)作物產(chǎn)量分析皮亞琴察大學(xué)（意大利）Agrovoltaico?37年的模擬仿真grainreduction[%]試驗(yàn)田的產(chǎn)量沒(méi)有減少grainreduction[%]減少2%

0谷類(lèi)(例如：黑麥,大麥,燕麥)卷心菜油菜籽豌豆胡蘿卜小蘿卜韭菜10000個(gè)不同的光照角度下

土豆啤酒花菠菜沙拉蠶豆

蘆筍 甜菜芹菜 紅甜茴香 菜花

小麥南瓜葡萄得到的50%的仿真結(jié)果 豆類(lèi)冬小麥 玉米

水果西蘭花來(lái)源:弗勞恩霍夫研究所相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范編制計(jì)劃《太陽(yáng)光伏產(chǎn)業(yè)綜合標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系（2021年版）》（草案）序號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)號(hào)/計(jì)劃號(hào)主編單位標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別備注553光伏柔性支架設(shè)計(jì)與安裝技術(shù)導(dǎo)則2021001-CPIA通威股份、羲和電力團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定中554光伏柔性支架風(fēng)載荷計(jì)算和測(cè)量方法團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃555光伏柔性支架施工驗(yàn)收規(guī)范團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃556光伏柔性支架運(yùn)維技術(shù)