漂浮式水上光伏混凝土錨塊初步設(shè)計

  根據(jù)國家能源局下發(fā)的《太陽能利用十三五發(fā)展規(guī)劃(征求意見稿)》及2015年底我國光伏累計裝機(jī)總?cè)萘繉Ρ确治觯?我國“十三五”期間每年光伏裝機(jī)容量約為20GW。在大家都為這20GW的土地與屋頂資源犯愁的時候，水上光伏的潛力卻還沒有被充分挖掘。據(jù)統(tǒng)計，中國有9.1萬km²的湖泊，其中1km²以上的有2700多個;8.6萬座水庫總面積超3842萬畝。僅以淡水水域資源來看，如果鋪滿可以安裝光伏電站1.5萬GW，即使只有10%，也可以安裝1500GW，因此水上光伏開發(fā)潛力巨大未來大有可為。

  水上光伏基礎(chǔ)根據(jù)水深的不同，主要分為預(yù)制混凝土管樁基礎(chǔ)和漂浮式基礎(chǔ)兩種，漂浮式基礎(chǔ)又主要分為：傳統(tǒng)浮筒+支架基礎(chǔ)和光伏專用一體化浮筒基礎(chǔ)。下面小編就以湖北省荊州市某水面為例，對光伏專用一體化浮筒基礎(chǔ)水下混凝土錨塊進(jìn)行初步設(shè)計。由于此種形式的光伏方陣是由一個個小的單元(一塊光伏板、一塊主浮筒、一塊副浮筒)組成，因此在實(shí)際計算時，化整為零，選取一個單元作為研究對象，進(jìn)行混凝土錨塊的初步設(shè)計。

  光伏專用水面漂浮一體化浮筒光伏方陣與單元

  參考規(guī)范

  《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009—2012

  《光伏電站設(shè)計規(guī)范》GB50797—2012

  荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算

  恒荷載：

  每塊光伏組件的尺寸：

  1650mm×992mm×40mm

  每塊光伏組件的自重：

  18.5kg→0.1813KN

  主浮筒重量：

  7kg→0.0686KN

  副浮筒重：

  3.5kg→0.0343KN

  恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值：

  SGK=0.1813+0.0686+0.0343

  =0.2842KN

  風(fēng)荷載：

  根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB 50009-2012

  項目所在具體位置：湖北荊州

  基本風(fēng)壓: 0.30KN/m²

  地面粗糙度類別：A

  風(fēng)振系數(shù)βz=1.09

  風(fēng)壓高度變化系數(shù)μz =1.0

  浮筒固定傾角:

  組件與水平地面的角度θ=12°

  負(fù)風(fēng)壓荷載體型系數(shù)

  μs=-1.3 (根據(jù)GB 50797-2012)

  作用在組件上的逆風(fēng)風(fēng)荷載：

  Wk= βz×μz×μs×Wo

  = 1.09×1.0×(-1.3)×0.30

  =-0.425KN/m²

  作用在組件豎向方向的逆風(fēng)風(fēng)荷載：

  F向上=-F*cos12=-0.681kN

  荷載組合

  最不利負(fù)載組合為：

  1.0恒+1.4風(fēng)

  =0.2842-1.4×0.681=-0.669KN

  混凝土錨塊配重初步設(shè)計

  根據(jù)(1.0永久荷載-1.4*1.0逆風(fēng)荷載)

  計算結(jié)果：

  0.669÷9.8×1000=68.3kg

  即每個光伏電池板需要68.3kg重的

  混凝土錨塊來平衡風(fēng)荷載。

  考慮到水的浮力問題，

  設(shè)混凝土錨塊體積為V

  (混凝土的密度2500kg/m³、水的密度為1000kg/m³)

  ρ混V- ρ水V=68.3

  V=0.0455 m³

  m=0.0455×2500=113.75kg

  則一個光伏板配混凝土錨塊重113.75kg。

  以上即為光伏專用一體化浮筒混凝土錨塊配重初步設(shè)計過程，如有錯誤，敬請指正。