條形基礎(chǔ)在大型光伏并網(wǎng)發(fā)電站中應(yīng)用

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1、條形基礎(chǔ)在大型光伏并網(wǎng)發(fā)電站中應(yīng)用　　摘要：通過改進太陽能組件支架基礎(chǔ)的設(shè)計，簡化大型太陽能光伏發(fā)電站的方陣基礎(chǔ)方案，降低成本、快速施工。關(guān)鍵詞：太陽能光伏發(fā)電，太陽能方陣，太陽能方陣基礎(chǔ)中圖分類號：TK511文獻標(biāo)識碼：A文章編號：一、太陽能大型光伏并網(wǎng)電站簡介太陽能光伏發(fā)電是直接將太陽能轉(zhuǎn)換為電能的一種發(fā)電形式。在光照條件下，太陽能電池組件產(chǎn)生一定的電動勢，通過組件的串并聯(lián)形成太陽能電池方陣，使得方陣電壓達到系統(tǒng)輸入的電壓要求。通過光伏逆變器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電升壓后與電網(wǎng)相連，并向電網(wǎng)供電。二、太陽能大型光伏并網(wǎng)電站方

2、陣基礎(chǔ)目前設(shè)計支撐太陽能方陣的基礎(chǔ)形式主要參照建筑行業(yè)的《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》，因此在大型光伏并網(wǎng)電站建設(shè)初期大量采用擴展基礎(chǔ)或簡化的擴展基礎(chǔ)如下圖示：6上圖為典型方陣基礎(chǔ)圖，在大型光伏并網(wǎng)電站中大量采用，其施工工藝復(fù)雜：定位放線基槽開挖清槽支模鋼筋制作混凝土澆筑等，模板規(guī)格眾多且工作量大，主要還是由于需要大面積開挖，對地表土的破壞相當(dāng)嚴重，施工周期較長引起沙塵，不利于水土保持。憑借多年設(shè)計光伏電站施工經(jīng)驗，根據(jù)電站建設(shè)地點的地質(zhì)、環(huán)境等情況，建議采用條形基礎(chǔ)。如下圖示：1）此基礎(chǔ)形式適合于大多數(shù)荒漠大型光伏并網(wǎng)電站的設(shè)計

3、需求，無需進行大面積的場地平整，就現(xiàn)場地勢布置，保證前后排之間的間距滿足規(guī)范的要求即可。2）條形基礎(chǔ)基槽開挖深度為300mm左右，無需進行現(xiàn)場的大量土方開挖和回填工作，可有效的降低因山石等障礙對基坑開挖工序的進度影響，可在地基施工工序中節(jié)省大量時間。3）該條形基礎(chǔ)的支模和鋼筋加工工藝簡單，混凝土一次澆筑成型，現(xiàn)場經(jīng)過交底即可展開工作。4）該條形基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)簡單，且為地面設(shè)置，可同時在很大的工作面上同時進行多個施工隊伍同時施工。三、載荷驗證1、設(shè)計依據(jù)假定某一設(shè)計要求為：支架和組件能夠承受的極限風(fēng)速為30m/s。支架南北方向傾角3

4、6°。組件尺寸為：1650mm*990mm*50mm。6支架陣列安裝40塊組件，雙排豎向排列；基礎(chǔ)東西向中心距設(shè)為2.8m。設(shè)計風(fēng)速:30m/s設(shè)計規(guī)范：建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GB50007-2002建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GB50068-20012、荷載2.1光伏組件自重G=200N2.2組件風(fēng)荷載根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2001中規(guī)定：，=1，高度z處陣風(fēng)系數(shù)，=1，局部風(fēng)壓體型系數(shù)，參照《GB50009-2006》附表7.3.1=1，風(fēng)壓高度變化系數(shù)，參照《GB50009-2006》附表7.2.1計算得：=

5、0.55kN/m2風(fēng)速30m/s單塊組件極大風(fēng)荷載為：W1=0.55*1.65*0.99*1000=898N。2.3組件雪荷載雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值Sk=μrSoSk—雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；6屋面積雪分布系數(shù)μr,參照《GB50009-2006》附表6.2.1屋面積雪分布系數(shù);基本雪壓So,參照《GB50009-2006》附錄D全國各城市的50年一遇雪壓和風(fēng)壓值；Sk=μrSo=0.6*0.4=0.24kN/m2P=SkS=0.24*1.64=400N2.4荷載組合順風(fēng)條件極限荷載：F1=W1+（P+G）cos33°=898+（

6、400+200）cos33°=1401N逆風(fēng)條件極限荷載：F2=1.4W1=1257N冬季北風(fēng)為主風(fēng)向，逆風(fēng)條件下對支架及組件系統(tǒng)的破壞力最大。因此選擇極大荷載F=1400N進行支架強度分析。3、基礎(chǔ)計算根據(jù)場地情況和太陽能電池組件支架情況，采用鋼筋混凝土條形基礎(chǔ)，現(xiàn)場澆注。滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》和《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》要求，基礎(chǔ)施工時條形基礎(chǔ)下部地面要求平整、壓實系數(shù)不小于0.95。條形基礎(chǔ)尺寸為：0.3m*0.5m*2.7m?；A(chǔ)穩(wěn)定性計算中，主要考慮以下問題：基礎(chǔ)水平滑動、傾覆、下沉、浮起（即抗拉拔）等?；A(chǔ)為

7、長度0.3m*0.5m*2.7m的南北向條形基礎(chǔ)，為復(fù)合底座基礎(chǔ)。6條形基礎(chǔ)部分埋于地下，且地面有較大摩擦力，完全可以抵抗條形基礎(chǔ)的水平滑動；根據(jù)地勘報告，條形基礎(chǔ)不存在下沉問題。以下進行基礎(chǔ)抗拉拔能力和抗傾覆能力計算。3.1基礎(chǔ)抗拉拔計算以中間受力較大的條形基礎(chǔ)進行Ansys分析。2F=1400*2.8/1.01求得：F=1940N。陣列支架重量取570kg，組件重量40*20=800kg。單條基礎(chǔ)受力：（570+800）*10/8=1712N。支座反力：（考慮支架及組件重量）條形混凝土基礎(chǔ)重量為：0.3*0.5*2.6*

8、2700=1053kg。逆風(fēng)條件下，受力較大的條形基礎(chǔ)安全系數(shù)為：1053*10/4294=2.45。整體陣列的的安全系數(shù)為：1053*8*10/(1400*40*cos33°-13700)=2.53。經(jīng)過以上計算，條形基礎(chǔ)抗拉拔能力安全系數(shù)為2.5左右，完全滿足要求。3.2基礎(chǔ)抗傾覆計算