条形基础在大型光伏并网发电站中应用

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1、条形基础在大型光伏并网发电站中应用　　摘要：通过改进太阳能组件支架基础的设计，简化大型太阳能光伏发电站的方阵基础方案，降低成本、快速施工。关键词：太阳能光伏发电，太阳能方阵，太阳能方阵基础中图分类号：TK511文献标识码：A文章编号：一、太阳能大型光伏并网电站简介太阳能光伏发电是直接将太阳能转换为电能的一种发电形式。在光照条件下，太阳能电池组件产生一定的电动势，通过组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入的电压要求。通过光伏逆变器将直流电转换成交流电升压后与电网相连，并向电网供电。二、太阳能大型光伏并网电站方

2、阵基础目前设计支撑太阳能方阵的基础形式主要参照建筑行业的《建筑地基基础设计规范》，因此在大型光伏并网电站建设初期大量采用扩展基础或简化的扩展基础如下图示：6上图为典型方阵基础图，在大型光伏并网电站中大量采用，其施工工艺复杂：定位放线基槽开挖清槽支模钢筋制作混凝土浇筑等，模板规格众多且工作量大，主要还是由于需要大面积开挖，对地表土的破坏相当严重，施工周期较长引起沙尘，不利于水土保持。凭借多年设计光伏电站施工经验，根据电站建设地点的地质、环境等情况，建议采用条形基础。如下图示：1）此基础形式适合于大多数荒漠大型光伏并网电站的设计

3、需求，无需进行大面积的场地平整，就现场地势布置，保证前后排之间的间距满足规范的要求即可。2）条形基础基槽开挖深度为300mm左右，无需进行现场的大量土方开挖和回填工作，可有效的降低因山石等障碍对基坑开挖工序的进度影响，可在地基施工工序中节省大量时间。3）该条形基础的支模和钢筋加工工艺简单，混凝土一次浇筑成型，现场经过交底即可展开工作。4）该条形基础结构简单，且为地面设置，可同时在很大的工作面上同时进行多个施工队伍同时施工。三、载荷验证1、设计依据假定某一设计要求为：支架和组件能够承受的极限风速为30m/s。支架南北方向倾角3

4、6°。组件尺寸为：1650mm*990mm*50mm。6支架阵列安装40块组件，双排竖向排列；基础东西向中心距设为2.8m。设计风速:30m/s设计规范：建筑结构荷载规范GB50007-2002建筑结构可靠度设计统一标准GB50068-20012、荷载2.1光伏组件自重G=200N2.2组件风荷载根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001中规定：，=1，高度z处阵风系数，=1，局部风压体型系数，参照《GB50009-2006》附表7.3.1=1，风压高度变化系数，参照《GB50009-2006》附表7.2.1计算得：=

5、0.55kN/m2风速30m/s单块组件极大风荷载为：W1=0.55*1.65*0.99*1000=898N。2.3组件雪荷载雪荷载标准值Sk=μrSoSk—雪荷载标准值(kN/m2)；6屋面积雪分布系数μr,参照《GB50009-2006》附表6.2.1屋面积雪分布系数;基本雪压So,参照《GB50009-2006》附录D全国各城市的50年一遇雪压和风压值；Sk=μrSo=0.6*0.4=0.24kN/m2P=SkS=0.24*1.64=400N2.4荷载组合顺风条件极限荷载：F1=W1+（P+G）cos33°=898+（

6、400+200）cos33°=1401N逆风条件极限荷载：F2=1.4W1=1257N冬季北风为主风向，逆风条件下对支架及组件系统的破坏力最大。因此选择极大荷载F=1400N进行支架强度分析。3、基础计算根据场地情况和太阳能电池组件支架情况，采用钢筋混凝土条形基础，现场浇注。满足《建筑地基基础设计规范》和《建筑地基处理技术规范》要求，基础施工时条形基础下部地面要求平整、压实系数不小于0.95。条形基础尺寸为：0.3m*0.5m*2.7m。基础稳定性计算中，主要考虑以下问题：基础水平滑动、倾覆、下沉、浮起（即抗拉拔）等。基础为

7、长度0.3m*0.5m*2.7m的南北向条形基础，为复合底座基础。6条形基础部分埋于地下，且地面有较大摩擦力，完全可以抵抗条形基础的水平滑动；根据地勘报告，条形基础不存在下沉问题。以下进行基础抗拉拔能力和抗倾覆能力计算。3.1基础抗拉拔计算以中间受力较大的条形基础进行Ansys分析。2F=1400*2.8/1.01求得：F=1940N。阵列支架重量取570kg，组件重量40*20=800kg。单条基础受力：（570+800）*10/8=1712N。支座反力：（考虑支架及组件重量）条形混凝土基础重量为：0.3*0.5*2.6*

8、2700=1053kg。逆风条件下，受力较大的条形基础安全系数为：1053*10/4294=2.45。整体阵列的的安全系数为：1053*8*10/(1400*40*cos33°-13700)=2.53。经过以上计算，条形基础抗拉拔能力安全系数为2.5左右，完全满足要求。3.2基础抗倾覆计算