柔性支架采用兩固定點之間張拉預應力鋼絞線的方式,兩固定點采用鋼性基礎提供反力,可實現10~30m大間距。
這種設計可規避山地起伏、植被較高等不利因素,僅在合適的部位設置基礎點并張拉預應力鋼絞線;同時在水深較深的漁塘也可以在保持水位不動的條件下,實現基礎及柔性支架的施工。
設計中,鋼絞線作為組件安裝的固定支架,計算時需考慮自重,以及風壓、雪壓不同荷載組合下的工況,并進行受力分析。
區別于傳統支架的剛性變形要求的嚴格限制(主梁為L/250,次梁為L/200[1]),柔性支架對變形沒有嚴格限制,目前可根據實際情況采用撓度容許值L/30~L/15,在這種變形條件下不影響鋼絞線的力學性能,因此,柔性支架可以更好地適應大跨度方案,同時可控制好總造價。
柔性支架方案是把傳統鋼性支架方案的檁條改為鋼絞線的方式,其特點是鋼絞線采用先線法提供預拉力,組件安裝后在不同工況受力條件下允許鋼絞線有一定的變形(本文按撓度容許值L/30論述),從而實現10~30m的大跨度支架,可滿足不同地形的需要。由于鋼絞線張拉預應力的存在,柱頂均會產生較大的水平拉力,導致基礎底部彎矩較大,因此一般設計采用在柱頂用斜拉或支撐的方案平衡預拉力產生的水平力,以滿足柱底抗傾覆的受力要求。根據柔性支架的整體設計方案及受力特點,基礎形式可采用下圖兩種形式。1)基礎方案1:采用兩個基礎,一個是鋼立柱基礎,主要提供柔性支架豎向力的反力;另需配備一個斜拉索基礎,承擔鋼絞線產生的水平力,并承擔向上的拉力及向右的拉力,斜拉索基礎屬于配重式。2)基礎方案2:采用兩個基礎,一個是鋼立柱基礎,主要提供柔性支架豎向力的反力;另需配備斜撐柱基礎,承擔鋼絞線產生的拉力,且鋼絞線對斜撐柱基礎產生向下壓力及向右的推力。斜撐柱基礎底面積相對基礎方案1略小。根據光伏組件的排布方式,柔性支架方案可分為橫排和豎排兩種(見下圖);根據跨長可采用單跨和多跨的方案,但因場地條件限制,單跨往往不能滿足需要,則需要采用二跨、三跨,甚至更多,中間支座可采用搖擺柱方式有效控制鋼絞線的撓度。支架與端柱及中間柱的連接均要求采用鉸接固定方式,以減小應力集中;同時鋼絞線張拉安裝方便,便于縮短工期、節省造價。由于柔性支架具有跨度大且跨度范圍靈活可調的優勢,因此其適用范圍更廣,包括:1)適用山地坡度、起伏較大的地區,同時不受植被高低等因素的影響;2)適用于漁塘、灘涂等地區,突破傳統支架受限于水深、區域大小等條件,通過柔性支架10~30m的大跨度方案優勢,以及中間可另設支撐柱等方案,解決漁塘、灘涂等地區傳統支架無法施工及安裝的難點;3)適用于污水廠水池頂部,因污水廠水處理工藝的要求,大體積水池內部無法安裝支架基礎,柔性支架可巧妙規避這一難點,使污水廠水池建設光伏電站成為可能。原文始發于微信公眾號(光伏產業通):光伏組件柔性支架技術方案簡介—技術原理及方案設計