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光伏组件柔性支架技术方案

1.技术原理及方案设计

1.1技术原理

柔性支架采用两固定点之间张拉预应力钢绞线的方式,两固定点采用钢性基础提供反力,可实现10~30m大间距。这种设计可规避山地起伏、植被较高等不利因素,仅在合适的部位设置基础点并张拉预应力钢绞线;同时在水深较深的渔塘也可以在保持水位不动的条件下,实现基础及柔性支架的施工。

设计中,钢绞线作为组件安装的固定支架,计算时需考虑自重,以及风压、雪压不同荷载组合下的工况,并进行受力分析。区别于传统支架的刚性变形要求的严格限制( 主梁为L/250,次梁为L/200[1]),柔性支架对变形没有严格限制,目前可根据实际情况采用挠度容许值L/30~L/15,在这种变形条件下不影响钢绞线的力学性能,因此,柔性支架可以更好地适应大跨度方案,同时可控制好总造价。

1.2 基础设计方案

柔性支架方案是把传统钢性支架方案的檩条改为钢绞线的方式,其特点是钢绞线采用先线法提供预拉力,组件安装后在不同工况受力条件下允许钢绞线有一定的变形( 本文按挠度容许值L/30 论述),从而实现10~30 m 的大跨度支架,可满足不同地形的需要。由于钢绞线张拉预应力的存在,柱顶均会产生较大的水平拉力,导致基础底部弯矩较大,因此一般设计采用在柱顶用斜拉或支撑的方案平衡预拉力产生的水平力,以满足柱底抗倾覆的受力要求。

根据柔性支架的整体设计方案及受力特点,基础形式可采用图1、图2 两种形式。

1) 基础方案1:采用两个基础,一个是钢立柱基础,主要提供柔性支架竖向力的反力;另需配备一个斜拉索基础,承担钢绞线产生的水平力,并承担向上的拉力及向右的拉力,斜拉索基础属于配重式。

2) 基础方案2:采用两个基础,一个是钢立柱基础,主要提供柔性支架竖向力的反力;另需配备斜撑柱基础,承担钢绞线产生的拉力,且钢绞线对斜撑柱基础产生向下压力及向右的推力。斜撑柱基础底面积相对基础方案1 略小。

1.3 支架设计方案

根据光伏组件的排布方式,柔性支架方案可分为横排和竖排两种( 见图3、图4);根据跨长可采用单跨和多跨的方案,但因场地条件限制,单跨往往不能满足需要,则需要采用二跨、三跨,甚至更多,中间支座可采用摇摆柱方式有效控制钢绞线的挠度。

支架与端柱及中间柱的连接均要求采用铰接固定方式,以减小应力集中;同时钢绞线张拉安装方便,便于缩短工期、节省造价。

1.4 支架适用范围分析

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