引導(dǎo)語
一個光伏工程項目,受到很多環(huán)境因素的影響。任何一個環(huán)境因素的變化,通常都會導(dǎo)致一個新的跟蹤器設(shè)計。所以了解這些環(huán)境因素,是解決跟蹤器設(shè)計的最基本要求。
目錄:
1. 確認風速情況
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風速值
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重現(xiàn)期
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風向系數(shù)
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風向變化
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地形系數(shù)
2. 確認地理情況
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最大最小離地高度
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地勘和POT
確認風速情況
對于跟蹤系統(tǒng)設(shè)計而言,風速可以說是最重要的一個參數(shù)。行業(yè)外的朋友可能認為風速就是一個數(shù)值,但其實這個數(shù)值的背后,卻又非常多可以推敲的東西。這里列舉幾個第三方審核時,他們重點關(guān)注的內(nèi)容。
在設(shè)計跟蹤器時碰到的第一個問題,就是如何獲得風速大小。一般我們會有兩種方式。
第一種:利用當?shù)氐?/strong>建筑荷載規(guī)范來獲得。在規(guī)范中往往都會有具體的風速數(shù)值,一般越發(fā)達的國家,其規(guī)范里面的風速值越準確。
第二種:利用當?shù)氐?/span>多年氣象信息來獲得。在一些地區(qū),由于規(guī)范的不完善,往往無法得知光伏電站項目地的具體風速,因此需要對附近氣象站收集到的信息進行分析,來得到實際的風速數(shù)值。
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?發(fā)達國家往往都建立了成熟的規(guī)范體系
容易找到對應(yīng)地區(qū)的風速值
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?有些地區(qū)沒有具體的風速
則需要對附近氣象站數(shù)據(jù)進行分析
每個風速都會帶有一個重現(xiàn)期參數(shù),比如所謂的“25年一遇”,“100年一遇”等等。這個參數(shù)是來表征風速每年出現(xiàn)的概率。具體介紹可以移動到公眾號文章:千年一遇?臺風這是要成精了!(上篇)。一般光伏電站采用的基本重現(xiàn)期是25年,重現(xiàn)期越大,風速就越高,設(shè)計出來的跟蹤器就越貴。
風本身不會一直吹同一個方向,比如杭州夏天吹東南風,冬天吹西北風。不同方向的風對于跟蹤器來說,形成的效果也不同。一般來說,跟蹤器是一個正東西方向放置的設(shè)備,最不利的風向往往在正東西方向附近,所以我們需要重點關(guān)注這個范圍的風向系數(shù)。這個范圍的風向系數(shù)越大,對跟蹤器的影響就越大。


在一段時間內(nèi),風速的風向,也會隨著時間的變化而變化??赡?點鐘是東風,7點鐘就是西風。由于市面上大部分跟蹤器都采用“迎風停靠”的方式來降低設(shè)計風荷載,所以風向的變化就會對跟蹤器帶來一定的風險。因此需要在項目設(shè)計初期對這個參數(shù)進行研究。一般風向變化速度越快,跟蹤器的風險就越高。
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正常的平地上,風速往往是均勻一致的,但是如果地形出現(xiàn)了較大的起伏變化,這就會影響到風速的大小。我們往往需要研究地形,來判斷其對風速的影響,這個影響通常會采用一類“地形系數(shù)”來表征,地形系數(shù)越大,地形對風速的影響就越大,對跟蹤器的設(shè)計帶來的變化也就越大。
不過地形的方向也分為南北和東西兩個方向,一般來說,南北方向的風對跟蹤器的影響較小,所以南北方向地形坡度的變化在15%以內(nèi)都不需要考慮地形系數(shù)。而當東西方向的坡度變化較大時,就要進行詳細分析,甚至風洞測試。


?地形系數(shù)的詳細分析
確認地理情況
朋友們肯定知道,跟蹤系統(tǒng)不是懸浮在地面上的,他必然會以某種形式與地面固定,因此我們需要考慮地理環(huán)境對于跟蹤器的影響。
大部分的項目,業(yè)主對于組件(或者跟蹤器主軸)的最低離地高度有很明確的界定。因為這個參數(shù)需要考慮諸如:洪水水位、雙面組件背后發(fā)電增益、防塵上揚到組件、防雪過厚壓倒組件等等因素。
但是很多時候,業(yè)主并沒有具體的最大離地高度限制。實際上這個限制會影響到跟蹤器的樁基設(shè)計。因為越高的離地高度,跟蹤器樁基受到的彎矩就越大,那么立柱的截面和埋深也會相應(yīng)的增加。

而這個最大離地高度,是由項目地的地形和跟蹤器適應(yīng)坡度的能力來決定的。
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地形越差,要求的最大離地高度越高。
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適應(yīng)坡度越差,要求的最大離地高度越高。
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由此可見,離地高度的最小值與最大值之間的這個“可調(diào)范圍”,決定了項目現(xiàn)場的場平工作量。一旦某一塊地形超過了跟蹤器的適應(yīng)能力,現(xiàn)場就要進行場平的工作。



?傳統(tǒng)跟蹤器和隨坡就勢跟蹤器的土方量對比
當決定了最大離地高度后,就要開始計算樁基了。一般光伏跟蹤器采用樁柱一體的設(shè)計,也就是用一根鋼樁插入地面,這根鋼樁即充當與主軸的連接立柱,又作為與土壤接觸的樁基。
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樁基計算往往算的是兩塊內(nèi)容:
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樁基的截面尺寸
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樁基的入土埋深
它們受到兩個因素的影響:
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地面以上的荷載大小
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地面以下的土壤強度
荷載計算我們這里就不贅述了,而為了獲取現(xiàn)場的土壤強度。通常需要兩份報告:
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土壤地勘報告
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拉拔測試報告,又稱POT(Pull Out Test)



正常來說,地勘報告提供的土壤信息比較簡單,往往就是定義了土質(zhì)屬于哪種類型,假如只有地勘報告,樁基工程師通過現(xiàn)用的經(jīng)驗公式也能對樁基進行初步設(shè)計。但是設(shè)計出來的樁基通常都不是很準確,要考慮很高的安全系數(shù)。
?而POT的目的是為了獲得土壤變形和其受力的關(guān)系,以此來矯正地勘報告中的土壤參數(shù),這樣就可以在軟件中建立起更準確的土壤數(shù)學模型,來選擇和計算樁基。很多朋友往往以為,POT是為了驗證測試樁基是否合格,其實這個想法是不準確的。很多時候,在做POT前是無法知道最終樁基情況的,通常都是用一些典型的樁型去做測試。
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實際上,真正的樁基設(shè)計驗證測試,我們稱為DVT(Design Verification Test),往往是在安裝過程中進行的。

