趙進科 趙亞楠 馮 宇

(華電鄭州機械設計研究院有限公司，河南 鄭州 450001)

大同左云縣100 MW領跑者項目山地光伏支架節(jié)點設計

趙進科 趙亞楠 馮 宇

(華電鄭州機械設計研究院有限公司，河南 鄭州 450001)

針對大同左云縣100 MW領跑者光伏發(fā)電項目對支架的特定要求，采用精巧的結(jié)構(gòu)節(jié)點設計，實現(xiàn)了固定支架在山地上的便捷安裝和季節(jié)可調(diào)支架角度的順利調(diào)整。

光伏支架，山地，季節(jié)可調(diào)支架，結(jié)構(gòu)設計

隨著我國能源戰(zhàn)略的調(diào)整，太陽能資源得到大規(guī)模利用。近兩年國家的多個光伏領跑者項目也對光伏行業(yè)的技術(shù)進步起了極大的推動作用。光伏電站各個環(huán)節(jié)的技術(shù)都在突飛猛進，光伏發(fā)電的成本也在不斷下降。

光伏支架作為光伏組件的支承結(jié)構(gòu)，在光伏電站的建設成本和穩(wěn)定運行中占有重要的地位。光伏支架除了要適應各種地質(zhì)環(huán)境和地形情況外，還需要便于制造和安裝。

1 項目概述

山西大同采煤沉陷區(qū)國家先進技術(shù)光伏示范基地左云縣秦家山10萬kW項目位于大同市左云縣店灣鎮(zhèn)境內(nèi)，地貌為低山丘陵，支架樁基礎為混凝土灌注樁。100 MW光伏支架項目中，包含60 MW固定支架和40 MW季節(jié)可調(diào)支架。項目要求支架具有非常好的耐侯性，能在室外嚴酷的環(huán)境下長期穩(wěn)定可靠地運行，滿足防腐、抗拔、抗壓要求。此外，根據(jù)本項目的特定情況提出了以下要求，滿足丘陵地區(qū)由于地勢不平造成的樁基礎不平整的安裝要求；滿足在項目在丘陵地勢不平的情況下仍然能順利調(diào)節(jié)的要求；盡量實現(xiàn)固定支架和固定可調(diào)支架零件的通用性以方便現(xiàn)場施工。

2 光伏支架節(jié)點設計

光伏支架陣列為3×7陣列橫排布置，組件大小為1 650 mm×990 mm×40 mm。光伏支架采用單立柱結(jié)構(gòu)，每個陣列包含四個立柱，立柱間距3 300 mm。組件最低點距離地面1 200 mm。固定支架采用35°傾角，季節(jié)可調(diào)支架采用35°和18°兩檔可調(diào)傾角。

根據(jù)光伏支架的荷載情況和技術(shù)要求，通過嚴謹?shù)慕Y(jié)構(gòu)計算和精巧的節(jié)點設計，完成光伏支架的設計，三維設計效果如圖1所示。光伏支架結(jié)構(gòu)主要包括立柱、大抱箍、斜梁、檁條、前后斜撐和小抱箍等。

支架的主要結(jié)構(gòu)特點包含以下幾個方面：

1)立柱頂部節(jié)點采用大抱箍的連接型式，將大抱箍抱于立柱頂端，可以根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)立柱高度(如圖2所示)，以適應由于地形變化導致的樁基礎施工偏差過大的情況，確保四個立柱上大抱箍頂部位于同一條直線上。

2)立柱和斜梁的連接采用了十字連接件的結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，支架在東西方向坡地安裝時，可以使檁條所在平面隨地形坡度變化，與立柱豎直平面形成一個夾角。

3)三角連接件與十字連接件鉸接(如圖2所示)，松開前后斜撐后，可以實現(xiàn)光伏組件繞鉸軸在不同季節(jié)的角度調(diào)整。同時，由于立柱高度的調(diào)整和十字連接件的角度調(diào)整，可以使此鉸軸在一條直線上，避免調(diào)整時出現(xiàn)卡阻情況。

4)前后斜撐采用抱箍連接到立柱上如圖3所示，連接位置可以根據(jù)現(xiàn)場安裝情況進行調(diào)整。

5)組件放置在檁條時采用帶卡槽鋁合金墊板如圖4所示，組件固定穩(wěn)定可靠。

考慮季節(jié)可調(diào)支架和固定支架零部件的通用性，將固定光伏支架的前后斜撐替換為分段的上下兩段如圖3所示，即實現(xiàn)了光伏支架的隨季節(jié)調(diào)整。

經(jīng)過廠內(nèi)和現(xiàn)場試驗，支架安裝便捷、適應能力強，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠。支架現(xiàn)場安裝完成后的效果如圖5所示。

3 結(jié)語

通過細致的結(jié)構(gòu)節(jié)點設計，精巧的實現(xiàn)了單立柱支架適應坡地地形、施工方便、運行可靠等項目特定要求。截至目前，該項目已經(jīng)全部并網(wǎng)，并已經(jīng)通過國家相關(guān)部門的驗收，支架已經(jīng)穩(wěn)定運行一年。

[1] 趙進科，張 莉，張利偉,等.一種山地單立柱固定可調(diào)式光伏支架[P].中國專利：ZL 2016 2 0377997.7，2016-04-19.

[2] GB 50797—2012，光伏發(fā)電站設計規(guī)范[S].

[3] GB 50017—2014，鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范[S].

DesignofmountainousPVstentpointof100MWtoprunnerprojectinZuoyuncountyofDatongcity

ZhaoJinkeZhaoYananFengYu

(ChinaHuadianZhengzhouMechanicalDesignAcademyCo.,Ltd,Zhengzhou450001,China)

The new joints are used in the PV stent for the 100 MW leading power station in Zuoyun county, Datong City. So the PV stent can be easily assembled and smoothly adjusted on the undulating ground.

PV stent, undulating ground, seasonal tilt adjustable stent, design of steel structure

TU318

A

1009-6825(2017)27-0049-02

2017-07-13

趙進科(1985- )，男，工程師