光伏发电支架基础设计方法

光伏发电支架基础设计方法

陈丽娟

（中煤天津设计工程有限责任公司 天津  300131）

摘要：现阶段我国越来越关注清洁能源的发展和利用，为了充分满足碳达峰、碳中和的相关要求，在光伏发电方面需要进一步加大开发和利用力度，这样才能有效推动我国节能环保目标的有效落实。在光伏电站的建设过程中，支架基础设计建设是十分关键的内容，光伏发电支架基础选型和设计质量如何对于整体工程的运行和光伏发电质量的提升都有着关键影响。基于此，本文重点探究光伏发电支架基础类型以及相关设计思路等内容。

关键词：光伏发电；支架基础；设计思路

引言

在针对光伏组件和支架基础进行安装的过程中，光伏支架基础是其中关键性组成部分，通过光伏支架基础的有效强化，这样可以确保光伏组件的支架结构所承受的相关作用可以传递到地基上的结构，起到强化效果。与其他建筑结构进行对比可以看到，光伏发电支架基础的数量十分庞大，在具体设计时面临很多方面影响因素，因此要想确保光伏发电支架基础可以得到更精准有效的设计安装，需要明确相关设计要点，并且在实践过程中有效落实。

1光伏发电支架基础的类型

1.1扩展式基础

在光伏发电支架基础中，扩展式基础类型是十分重要的组成部分，扩展式基础主要包括独立基础和条形基础，在针对扩展式基础进行设计和实施工作过程中要有效通过现浇混凝土。如果在冬季进行施工在现场不方便进行浇筑，要有效通过工厂预制方式进行有效操作或者是基础的底面积相对来说比较大，刚度更强，基底的压力相对来说比较小，因此可以更有效适应地基沉降变形等相关情况。所以在承载能力比较弱的软土地区可以有效应用该基础形式。

1.2桩基础

在光伏发电支架基础中，桩基础也是十分重要的内容，通常情况下包括混凝土灌注桩基础以及钢桩基础等。在当前光伏发电支架基础中桩基础得到最为广泛的应用，在应用桩基础的过程中通常不会设置承台，要确保支架立柱和基础通过焊接或者插接等相关形式进行有效连接，或者通过桩柱一体化模式进行有效操作。在灌注桩基础的设计和强化过程中，有效通过机械承控模式，这样可以防范地底土被破坏，同时可以对坚硬土层进行有效穿透，对于基础顶面标高可以进行精准有效的调节，这样可以使桩基础更有效适应当地的地形变化情况。

1.3锚杆基础

在光伏发电支架基础的设计过程中，也比较常用锚杆基础，这种基础主要是在岩土中进行有效设置的锚杆、混凝土、承台等进行有效结合而组成的基础类型。针对岩石地基层面的锚杆基础来说，主要包括两种类型，分别是植筋锚杆基础以及岩石锚杆基础。在具体的操作过程中，该基础形式往往在延时埋深相对来说比较浅的厂区，有效应用同时岩石为中等或者没有分化的程度，相对来说更为完整，如果有比较典型的地下水往往不适用该类基础形式。

2光伏发电支架基础设计思路分析

   在针对光伏发电支架基础进行设计的过程中，在具体操作环节要贯彻落实因地制宜、实事求是的基本原则，要针对不同地区的光伏电站运行情况和周边环境特点进行深入分析，以实际情况为基础来进行相对应的设计，这样才能体现出更加良好的设计效果，为光伏发电支架基础更安全稳定、得到有效的加固处理提供必要保障。具体来说，针对不同地区的光伏发电支架基础进行设计过程中可以落实以下几方面设计思路。

2.1对山地光伏电站支架基础有效设计

针对光伏发电支架基础进行设计时，往往可以看到比较多的山地光伏电站，在具体操作环节对于光伏组件布置要有效优化对固定倾角，要切实控制，使其维持在36度，在支架选取方面要选择固定式支架，同时在前边和后边进行双立柱布置，因为整个山地地区的地形比较起伏，坡度有着巨大的差异，因此在对光伏子单列进行布置的过程中要充分落实随坡就势的基本原则，在针对机支架基础进行设计的过程中要使其具备应有的标高调节能力，这样才能使其充分适应地形特点和变化趋势，同时也可以更精准有效的设计相关倾角。

在具体操作过程中可以有效应用预埋钢管灌注桩施工模式，对于入土深度来说，要结合不同区域的地层厚度变化情况来有效明确，同时也要有效应用螺栓进行钢管顶部的加固处理，在底部用焊接钢筋笼进行有效加固处理，针对支架立柱外径来说要比预埋钢管内径稍微小一些，在安装的过程中要确保立柱可以对钢管进行有效插入，然后选择更切实可行的螺栓，并且用对穿螺栓进行有效安装，然后通过螺栓紧固措施。确保整体结构安装完毕之后涂上防腐漆。通过立柱埋入预埋钢管深度的调节，这样可以更有效的调节立柱高度，实现针对性和可行性，进而使其可以更有效适应不同地区的地形变化等相关情况。

2.2在荒漠戈壁光伏电站基础设计方面有效加强

通常情况下在戈壁或者荒漠地区也要建设相对应的光伏电站，对该类电站支架基础进行设计的过程中，针对光伏组件进行布置的时候，可以通过固定支架以及平单轴跟踪支架两种形式。在固定支架的设计过程中，要有效应用预埋钢管灌注桩模式。针对平单轴跟踪支架来说，因为它的立柱之间有比较大的间距，基础承受的荷载要超过双立柱固定支架基础，所以对于高出地面的部分，在桩基础受力状态方面和压弯构件相对说比较接近。因此在配置装纵筋的过程中，要结合桩身最大弯矩来有效明确，同时也要匹配与之相对应的螺旋式箍筋抵抗桩身，同时要针对桩顶钢板进行有效预埋并且和支架立柱进行有效融合，实现焊接，这样才能体现出支架基础的加固处理效果。

2.3做好水上光伏电站支架基础设计

在水上光伏电站的基础支架设计过程中可以有针对性的通过预应力高强混凝土管桩设计模式，对于具体的桩长来说，要结合水下的具体情况和地形特点来进行针对性可行性的计算，确保桩端持力层进入到粉质粘土层或承载力较高的图层，要超过3.5米。同时因为桩基础的出土高度相对来说比较高，其受力状态和长旋臂压弯构件相对说比较接近，因此在针对桩型进行选择时，要结合桩身的受弯承载力设计值和相关标准来有效明确，进一步控制好桩身的抗裂弯矩，确保整个桩体有比较良好的弹性。

同时在针对斜单轴跟踪支架进行基础设计的过程中，要认识到它的前后立柱和终端的屏面往往形成一个比较典型的四面体，相对来讲立柱的桩基础缺乏足够的刚度，因此在桩顶位移方面对于各类因素比较敏感，所以针对受水平力较大的两根厚力注桩钉，可以有效增加一个拉杆，这样可以确保桩顶的侧向力能够保持在平衡状态，进而确保整个支架基础更加安全稳定，整个体系也可以呈现出良好的自平衡效果。

2.4在冻土地区光伏电站支架基础方面进行科学合理的设计

在光伏发电站的建设过程中，在冻土地区有着十分广泛的分布，因此针对冻土地区支架基础进行设计的过程中，要结合冻土的主要特点来有效选择相对应的设计思路，通常情况下冻土地区的地层是由粗沙，细沙粉土，强风化玄武岩组成的，因此在具体的设计过程中要针对冻土的具体类型来有效明确，在场地设计方面要体现出应有的价值。确保钢结构得到严格细致的防腐处理，在组件布置方面可以有效通过固定式支架模式或者固定倾角可调支架。在具体的操作过程中如果应用的是灌注桩，在混凝土硬化的时候就要对其进行腐蚀性防范，在针对支架基础进行设计的过程中，可以有效应用预应力相对来说更强的混凝土管桩，这样可以体现出更高强度。同时确保装饰混凝土可以在调配的过程中有效加入阻锈剂或者抗硫酸盐外加剂等。对整个桩身入土深度进行确定的过程中，要针对单桩竖向承载力进行有效运算，同时也要结合机械性冻土的具体情况和短桩基础进行有效运算，进而确保整体的支架基础具有良好的稳定性和抗冻性，

在具体设计环节可以有效应用相关构造措施，在桩基基础施工之前，可以通过预钻孔模式确保孔径超过桩径，在沉桩工作完成之后可以在桩基处回迁过程中有效加入中粗砂，这样可以使冻胀力影响得到有效消除。

3结束语

由上文探究可充分看出，在光伏电站支架基础的设计过程中，要充分明确不同地区的实际情况，结合具体特点选择相对应的设计思路和操作方法。要进一步明确支架基础的具体类型和不同地区的环境因素，然后在实践过程中进一步落实针对性、可行性的设计方法，在材料、设备、人员方面进行有效匹配，进而使光伏电站支架基础得到高质量设计，为其安全稳定运行奠定基础。

参考文献：

[1]刘马军.江苏常州100MWp“渔光一体”直溪光伏发电项目可行性研究[J].北京化工大学.2015.

[2]曾珍珍.光伏发电系统最大发电量的智能控制[D].2016