大型地面电站往往地处开阔地带,直面端风、雪荷载的考验。光伏支架的结构安全,直接关系到电站能否安然度过数十年的运营周期,是其不容有失的 “生命线” 。抗风与抗雪设计,是支架工程中核心的技术挑战之一。
动态风荷载:比静态计算更复杂的挑战。传统设计基于静态风压系数,但实际风场是动态的。阵列间会形成复杂的湍流和风道效应,可能引发结构的 “颤振” 或 “涡激振动” ,导致疲劳破坏。的工程设计必须借助 “计算流体动力学(CFD)模拟” 和 “气动弹性模型风洞试验” ,分析阵列布局、组件倾角对风压分布的影响,从而优化支架结构、檩条间距和基础设计。对于跟踪支架,还需特别分析其在非标准姿态(如大风保护角度)下的气动稳定性。
雪荷载的持续性与不均匀性。积雪不仅带来巨大的垂直压力,其不均匀分布(如因风吹雪造成的阵列一侧堆积)还会产生危险的扭矩。设计时需依据当地规范考虑雪压、雪漂移系数。结构上需确保檩条有足够强度和挠度控制,防止因积雪导致组件变形甚至压垮。在跟踪支架中,可通过设定“雪滑落角度”,利用组件倾斜使积雪自然滑落,是有效的应对策略。
基础设计:将荷载安全传递至大地的关键。无论是螺旋桩、预应力混凝土桩还是灌注桩,基础的设计都必须基于详实的地质勘察报告,确保其抗拔、抗压和抗水平推力能力。在软土、冻土或季节性水位变化大的区域,基础设计尤为关键。采用桩基检测(如静载试验) 是验证设计、确保安全的重要环节。
材料与连接的可靠性。结构安全终由每一个螺栓、每一段钢材的强度保证。采用高强钢可减轻结构自重,但同时要关注其焊接与冷弯性能。所有关键连接节点(如立柱与基础、斜撑连接点)必须进行精细化设计,并规定严格的安装扭矩,确保力流传递路径明确、可靠。防腐涂层(如锌铝镁)的保护能力,也直接影响钢材在长期服役下的有效截面强度。
结论:在大型地面电站中,为节省少量初始成本而牺牲结构安全是致命的短视行为。的抗风抗雪设计,依赖于的环境数据、的仿真工具、严谨的工程实践和高质量的材料与施工。这是一项看不见的“保险”,为电站长达25年甚至更久的稳定运行,构筑起坚实的物理防线。
