关于山地光伏电站组件支架及基础的方案设计分析

[摘  要]随着信息技术的进一步发展，太阳能发电已经逐渐发展成为当前我国世界上逐渐开始广泛利用的新能源，受到各国的高度关注。相关调查研究显示，我国太阳能建设条件以及已经完成基本建设的光伏项目中，山区的优势较为明显，山区项目占总项目数量的70%。由此可见，光伏组件基础工程在太阳能能源的开发和利用工作中发挥着重要的作用，下面本文就结合山地光伏电站组件支架的设计进行具体的分析，希望能够为基础方案的设计提供良好的支持。

[关键词]山地  光伏电站  组件支架  方案设计

中图分类号：TS761.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）24-0187-01

随着当前我国社会建设的进一步发展和世界上的化石能源消耗的日渐加剧，生态环境破坏问题也月假严重，对社会的持续发展和人类的生产生活造成了巨大的威胁，在此社会背景下，可再生能源的开发和利用逐渐开始受到世界各国的广泛关注，引起了人们的高度重视，各国政府部门也积极采取了一定的措施逐步推动相关可再生能源的产业化发展，希望能够借助对可再生能源的开发和利用，缓解能源压力，改善环境状况。基于此，太阳能作为巨量的可再生能源受到能源部门的重视，对太阳能的开发和利用也成为当前我国能源建设工作中的重点问题。

一、山地光伏电站的基本建设特点

山区一般远离城市主干道和人口稠密的地区，地形起伏也相对较大，如果在这类地区建设相应的施工场地，就必然需要做大量的准备工作，如果没有经过充分的准备，则极易导致在施工过程中出现问题，对施工整体项目工程的规划和安排造成不良影响，甚至为后期施工质量和安全留下一定的隐患。因此在选择和建设施工场地之前一定要注意对山地建筑的施工特点进行充分分析，然后对施工场地进行合理的规划，并做好施工安排工作[1]。具体来说，山地一般没有经过开发，地表植被覆盖率相对较高，地表起伏也往往较大，地形之间存在着巨大的高差，并且在发展过程中极易出现山风问题对施工场地产生一定的影响。基于此在进行山地光伏电站建设工作中，应该进一步提升电站的地区承载能力和抗拔力。同时，山区地势和道路问题也会给施工造成一定的阻力，所以，如果无法对施工场地实施较大规模的土地平整工作，那么大型的机械一般就无法及时进入场地，对施工产生严重的影响。此外，山地施工过程中施工安全也是需要重点关注的问题，山地光伏电站的建设往往存在较高的危险性，因此必须采取一定的措施防范安全事故的发生，避免造成不必要的损失。

二、山区光伏电站的基础设计和施工

受到山区地质条件相对复杂的影响，山区光伏电站的建设也存在一定的复杂性，其建设重点和建设难点都集中在基础设计和施工方面，下面就对其进行具体分析：

其一，山区光伏电站的基础设计[3]。按照地质灾害的预防设计原则，基于山区复杂地质条件的影响，由于山区地质灾害频发，山洪、滑坡和泥石流等都经常出现，因此在设计光伏电站的过程中应该对地质灾害的防范措施进行全面的分析，并且在设计时应注意对边坡支护和疏水设施的建设质量要求加以标注，为光伏电站的正常运行提供相应的保障。结构稳定性设计，对于这一设计工作，设计人员应该注意在设计要求中明确基础抗拔的标准和质量标准，切实确定基础周围土体的稳定性。

其二，山区光伏电站的施工。在对山区光伏电站进行施工的过程中应该注意针对不同的地质条件采取不同的施工方式，并且为了有效节约成本和进一步提高工作效率，在基本满足条件的情况下，施工人员应该按照设计要求合理使用螺旋钢桩。同时，施工人员可以在设计人员的指导下使用锚杆混凝土桩和潜孔灌注桩施工工艺开展施工工作。此外，为了保证施工工作的顺利推进，施工人员也应该注意结合不同的地表形式采取差异性的施工设备，在地势相对平坦的地区使用大型的施工设备，而在地形坡度较大的地区则应该尽量选择小型的施工设备，并且在施工过程中注意施工安全。

三、山区光伏电站组件支架安装设计

山区光伏电站的光伏阵列能够具体划分为固定式和跟踪式两种类型，并且我国在山区电站的建设过程中往往倾向于采用固定式的安装设计方式。在对山区光伏电站采用固定式的方式进行合理布置的过程中，应该注意结合地区多年月平均辐照度、散射分量辐照度、直射分量辐照度、雨水、风速和积雪条件和技术经济条件等选择最佳倾角，保证设计工作的科学性和合理性。同时，在安装山区光伏电站组件支架的过程中，工作人员应该注意支架列阵的侧向稳定性[4]。从对基础稳定性的计算进行分析可以看出，太阳能组件支架结构设计时产生的载荷，主要包含组件等构件的自重和风压、积雪载荷等，所以在计算支架结构的过程中一般需要假设荷载中最大的荷载为风荷载。计算公式如下：

风压载荷：假设在这一过程中从后面吹过来的风为

可以得出计算公式为

在这一公式中Cw为所涉及到的风力系数，V为风速，P为空气的密度，α为高度补正系数，S为迎风面积，J为环境系数。再结合公式对檀条强度、螺栓强度以及前后立柱的强度进行合理计算。由此可以得出，对于山区光伏电站组件支架安装设计工作来说，列阵的侧向风载荷能够对列阵产生一种特殊的脉冲冲击载荷，而且这种冲击载荷与风速和风频均具有一定的关系，因此在安装过程中选择在支架的侧面和背面实施斜向上拉筋工作，能够有效降低支架产生的列阵震动，促使支架的稳定性得到显著的提升。

结语：

综上所述，在当前社会背景下，太阳能资源的应用愈加广泛，对太阳能能源的开发和利用也逐渐成为受到政府和社会高度重视的热点问题。因此政府部门应该积极支持太阳能能源的开发工作，注意采取一定的措施加强山地光伏电站组件支架以及基础方案设计工作，保证山地光伏电站的建设质量，为太阳能的开发和利用创造良好的条件。

参考文献：

[1]栾石林，李光明，廖华等.太阳能山地光伏电站优化设计研究[J].云南师范大学学报（自然科学版），2014（5）：25-31.

[2]付强.关于山地光伏电站组件支架的方案设计[J].网络导报·在线教育，2012（37）：255.

[3]李天军.山地光伏电站施工难点分析[J].建材与装饰，2016（5）：233-233，234.

[4]李光明，李雷，栾石林等.山地光伏电站优化设计研究[C].第十四届中国光伏大会暨2014中国国际光伏展览会论文集.2014：78-83.

作者简介：

张艳丽，女，汉族，1984年10月16日，内蒙古人，上海电力设计院有限公司，工程师，硕士 ，主要从事新能源设计。