潘浙锋:柔性光伏支架的多场景应用

来源:索比光伏网发布时间:2024-04-16 10:42:22

尊敬的领导、各位同仁,大家下午好。

今天很高兴能在这里跟大家分享柔性支架的多场景应用。

今天的分享主要分为四个部分。

一、柔性支架简述

随着光伏电站建设得越来越多,适合光伏建设的土地越来越少,柔性支架随之应运而生。目前市面上的柔性支架种类非常多,根据它的结构形式,大体可以分为四类。

1、平面索网柔性支架。这也是最早出现的柔性支架形式。它解决了大跨距的问题,但由于采用的是钢丝绳作为组件的支撑,在大风的作用下,它的整体变形比较大,造成组件的隐裂。

2、单层索结构。采用预应力钢绞线作为组件的支撑,但由于是两根钢索来支撑这个组件,两根钢索仅仅构成了一个平面,在平面外,在大风的作用下容易发生扭转变形。近期光伏们也报道了一些由于双索结构存在的问题。

3、双层索结构。采用双层预应力索与排间连杆进行连接形成整体,解决平面外抗扭的问题。我们从图上可以看到,整体的结构比较复杂,主要适合鱼塘等平面项目,对山地的适应性比较差。结构本身的复杂,导致它的材料成本、施工成本整体偏高。

这是一道新能的柔性支架结构形式。空间索网柔性支架通过东西向预应力、钢绞线的张拉控制弧垂,南北向通过稳定索杆系统将结构形成整体,增加承重索的抗扭刚度,有效抵抗风振对组件的不利影响。

二、柔性支架优势

首先,在山地项目上,柔性支架同传统的刚性支架相比,可充分利用每一寸土地。(PPT图示)我们从图片上可以看到,中间部分是传统的支架,由于这里的地形是梯田地形,当地政府也不同意进行“梯改坡”的建设,所以传统的固定支架布置只能放在梯田平台上,间距相对比较大一些,而且整体看起来,稍微凌乱一些,上方和下方是柔性支架的布置区域。由于本身山体的坡度已经超过了组件倾角,从理论上来讲,组件完全可以进行满铺,但考虑到后期的运维,在组件中间预留了50-60公分的人行通道。其实从右边这张图片来统计,柔性支架的土地利用率相比传统支架提高了200%。

第二,柔性支架可以减少基础的工程量。从图片可以看到,柔性支架两端的基础时间比较集中,一端有6个基础,两端加在一块就是16个基础。但在中间,相当于一个组串只有2个基础。经过这样的统计分析,当单排柔性支架的长度达到200m,也就是在12跨的长度上,基础数量和传统刚性支架的单立柱,一个组串4根桩的基础量是相当的。但如果排长能够达到500m,基础数量可以减少30%。

第三,柔性支架采用了高强度的预应力钢绞线,可减少整体的用钢量。在平地项目上,柔性支架单兆瓦的用钢量可做到18-25吨。目前传统支架的用钢量,一般在30吨往上。

第四,柔性支架安装便捷,大部分都是工厂焊接预制的,现场装配的工程量非常小。经过统计,一个组串的传统单立柱固定支架,需要拧的螺栓数量在120个左右,但一个组串的柔性支架差不多需要拧30个螺栓。另外,柔性支架可以在钢索上进行滑移安装,无须对安装孔,安装效率大大提升。另外,柔性支架可以适应更多的场景。

三、一道柔性支架验证

我们的柔性支架团队从2016年开始,在新疆的十三间房站进行了支架的极端工况测试,那个地方自有气象记录以来,每年8级以上的大风有200多天,12级以上的大风一年有40多天,相当于每个月都有12级以上的大风,是一个天然的风洞实验室。

这个图片是我们当时试验的一角,前面是柔性的固定支架,后面是柔性的斜单轴跟踪支架。

这个是模拟组件在钢索上振动的情况,经过200问次的振动,比较前后EL测试的结果。最终发现,这样的振动对于组件的隐裂没有影响。

这是我们在陕西富平县施工的一个项目,突如其来遇到了一场11级的大风。由于当时这个项目的输入条件中,基本风压只有0.35,相当于是9级风的水平,但经受了11级的大风以后,部分固定支架由于强度不足,导致了部分组件的损坏。柔性支架通过变形来耗能,经过大风以后,还是可以正常安全运行的。

这是项目实施现场模拟安装前后的抗风稳定性的效果,安装以后,前后形成了一个整体,人力基本上没办法让它形成扭转的振动。最后这个小视频是在5-6级风的状态下,组件基本上纹丝不动。

四、场景应用

下面介绍一下我们已经应用的案例。

这个是陕西富平项目。第一张图片中间,有一块是凹下去的,正好是个矿坑。柔性支架通过立柱高低的调整,修复了这个高差,使东西连续进行布置。第二张图片,远看是柔性支架,它整体上中间的弧垂非常小,跟固定支架的平整度是相当的。最后一张图片,我们在现场测得了跨中的弧垂,尺寸大概在5公分,针对15米跨度结构来讲,中间的弧垂相当于跨度的1/300,是比较小的水平。

这是我们在华能做的沁县项目,整体长度700多米,翻山越岭的布置,随坡就势,绵延起伏,充分利用了每一块土地。

这是我们在海南乐东做的项目,这是一个梯田项目。红框中框出来的,是项目最早实施的部分。用传统的支架在支架的平台上进行布置,经过测算,最初的4MW用掉了200亩地,整个项目不够用,后来引进柔性支架,进行了满铺的布置。从最左边的图来看,它的间距是适当稍微大一点的,因为这里是一个北坡,考虑到前后的组件阴影遮挡,适当加大了一些间距。

这是我们在陕西泾阳做的矿山治理项目。通过柔性支架,钢索南北向张拉,有朝东和朝西的倾角,跟山脊面进行了完美的贴合。

这是在海南定安龙湖做的渔光互补项目,由于整个项目平均的排长有400多米,所以它的基础数量122根/MW,相比较传统支架205根/MW,大约节省了40%。

这是安装过程中的航拍。

这是板下的状况。

这是最终建完以后放水养鱼的状态。

这个项目在山东淄博,在七河生物工厂里。这里面的场景非常丰富,有停车场、道路、菜地、果园。当然,最主要的还是大棚,有垂直的大棚,也有斜向的大棚。

这是我们根据情况进行的方案设计。

这是最终完成的方案效果图。

这是在海南琼海做的光伏小院。由于本身这个房子只有三四米高,柔性支架进行了整体跨越,形成了这样的光伏小院。

这是一个停车场方案。根据停车场内部的车位以及停车流线的情况来设计,可以保证不影响原来停车的数量和流线。

这是我们在陕西榆林做的沙漠项目。前面的固定支架采用场地平整以后进行的建设,柔性支架这边是按照原始地貌进行的建设。通过调整立柱的高低,满足组件前后之间的不遮挡。建设完成以后,由于组件对底下光照的遮挡,底下的植被长得非常茂盛。

这个应该是国内唯一一个柔性的斜单轴跟踪支架,它采用的是最佳倾角的斜单轴,以柔性支架作为整体的支撑结构,采用柔性驱动进行跟踪,这个建造成本跟传统的平单轴支架差不多。但是经过数据统计,整体的发电量,比传统的平单轴跟踪支架要提高13%。

最后,希望一道能够通过高效的N型组件以及全场景的解决方案,为同心的新能源建设贡献一份力量,谢谢。

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