大型地面電站往往地處開(kāi)闊地帶,直面端風(fēng)、雪荷載的考驗(yàn)。光伏支架的結(jié)構(gòu)安全,直接關(guān)系到電站能否安然度過(guò)數(shù)十年的運(yùn)營(yíng)周期,是其不容有失的 “生命線” 。抗風(fēng)與抗雪設(shè)計(jì),是支架工程中核心的技術(shù)挑戰(zhàn)之一。
動(dòng)態(tài)風(fēng)荷載:比靜態(tài)計(jì)算更復(fù)雜的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)基于靜態(tài)風(fēng)壓系數(shù),但實(shí)際風(fēng)場(chǎng)是動(dòng)態(tài)的。陣列間會(huì)形成復(fù)雜的湍流和風(fēng)道效應(yīng),可能引發(fā)結(jié)構(gòu)的 “顫振” 或 “渦激振動(dòng)” ,導(dǎo)致疲勞破壞。的工程設(shè)計(jì)必須借助 “計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)模擬” 和 “氣動(dòng)彈性模型風(fēng)洞試驗(yàn)” ,分析陣列布局、組件傾角對(duì)風(fēng)壓分布的影響,從而優(yōu)化支架結(jié)構(gòu)、檁條間距和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。對(duì)于跟蹤支架,還需特別分析其在非標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)(如大風(fēng)保護(hù)角度)下的氣動(dòng)穩(wěn)定性。
雪荷載的持續(xù)性與不均勻性。積雪不僅帶來(lái)巨大的垂直壓力,其不均勻分布(如因風(fēng)吹雪造成的陣列一側(cè)堆積)還會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的扭矩。設(shè)計(jì)時(shí)需依據(jù)當(dāng)?shù)匾?guī)范考慮雪壓、雪漂移系數(shù)。結(jié)構(gòu)上需確保檁條有足夠強(qiáng)度和撓度控制,防止因積雪導(dǎo)致組件變形甚至壓垮。在跟蹤支架中,可通過(guò)設(shè)定“雪滑落角度”,利用組件傾斜使積雪自然滑落,是有效的應(yīng)對(duì)策略。
基礎(chǔ)設(shè)計(jì):將荷載安全傳遞至大地的關(guān)鍵。無(wú)論是螺旋樁、預(yù)應(yīng)力混凝土樁還是灌注樁,基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)都必須基于詳實(shí)的地質(zhì)勘察報(bào)告,確保其抗拔、抗壓和抗水平推力能力。在軟土、凍土或季節(jié)性水位變化大的區(qū)域,基礎(chǔ)設(shè)計(jì)尤為關(guān)鍵。采用樁基檢測(cè)(如靜載試驗(yàn)) 是驗(yàn)證設(shè)計(jì)、確保安全的重要環(huán)節(jié)。
材料與連接的可靠性。結(jié)構(gòu)安全終由每一個(gè)螺栓、每一段鋼材的強(qiáng)度保證。采用高強(qiáng)鋼可減輕結(jié)構(gòu)自重,但同時(shí)要關(guān)注其焊接與冷彎性能。所有關(guān)鍵連接節(jié)點(diǎn)(如立柱與基礎(chǔ)、斜撐連接點(diǎn))必須進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì),并規(guī)定嚴(yán)格的安裝扭矩,確保力流傳遞路徑明確、可靠。防腐涂層(如鋅鋁鎂)的保護(hù)能力,也直接影響鋼材在長(zhǎng)期服役下的有效截面強(qiáng)度。
結(jié)論:在大型地面電站中,為節(jié)省少量初始成本而犧牲結(jié)構(gòu)安全是致命的短視行為。的抗風(fēng)抗雪設(shè)計(jì),依賴于的環(huán)境數(shù)據(jù)、的仿真工具、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ虒?shí)踐和高質(zhì)量的材料與施工。這是一項(xiàng)看不見(jiàn)的“保險(xiǎn)”,為電站長(zhǎng)達(dá)25年甚至更久的穩(wěn)定運(yùn)行,構(gòu)筑起堅(jiān)實(shí)的物理防線。
