大型地面電站往往地處開闊地帶,直面端風、雪荷載的考驗。光伏支架的結構安全,直接關系到電站能否安然度過數十年的運營周期,是其不容有失的 “生命線” 。抗風與抗雪設計,是支架工程中核心的技術挑戰之一。
動態風荷載:比靜態計算更復雜的挑戰。傳統設計基于靜態風壓系數,但實際風場是動態的。陣列間會形成復雜的湍流和風道效應,可能引發結構的 “顫振” 或 “渦激振動” ,導致疲勞破壞。的工程設計必須借助 “計算流體動力學(CFD)模擬” 和 “氣動彈性模型風洞試驗” ,分析陣列布局、組件傾角對風壓分布的影響,從而優化支架結構、檁條間距和基礎設計。對于跟蹤支架,還需特別分析其在非標準姿態(如大風保護角度)下的氣動穩定性。
雪荷載的持續性與不均勻性。積雪不僅帶來巨大的垂直壓力,其不均勻分布(如因風吹雪造成的陣列一側堆積)還會產生危險的扭矩。設計時需依據當地規范考慮雪壓、雪漂移系數。結構上需確保檁條有足夠強度和撓度控制,防止因積雪導致組件變形甚至壓垮。在跟蹤支架中,可通過設定“雪滑落角度”,利用組件傾斜使積雪自然滑落,是有效的應對策略。
基礎設計:將荷載安全傳遞至大地的關鍵。無論是螺旋樁、預應力混凝土樁還是灌注樁,基礎的設計都必須基于詳實的地質勘察報告,確保其抗拔、抗壓和抗水平推力能力。在軟土、凍土或季節性水位變化大的區域,基礎設計尤為關鍵。采用樁基檢測(如靜載試驗) 是驗證設計、確保安全的重要環節。
材料與連接的可靠性。結構安全終由每一個螺栓、每一段鋼材的強度保證。采用高強鋼可減輕結構自重,但同時要關注其焊接與冷彎性能。所有關鍵連接節點(如立柱與基礎、斜撐連接點)必須進行精細化設計,并規定嚴格的安裝扭矩,確保力流傳遞路徑明確、可靠。防腐涂層(如鋅鋁鎂)的保護能力,也直接影響鋼材在長期服役下的有效截面強度。
結論:在大型地面電站中,為節省少量初始成本而犧牲結構安全是致命的短視行為。的抗風抗雪設計,依賴于的環境數據、的仿真工具、嚴謹的工程實踐和高質量的材料與施工。這是一項看不見的“保險”,為電站長達25年甚至更久的穩定運行,構筑起堅實的物理防線。
