Como instalar suporte fotovoltaico em área de solo congelado?
Como instalar suporte fotovoltaico em área de solo congelado?
O levantamento irregular de gelo e levantamento da fundação de suporte fotovoltaico é o foco e a dificuldade do desenvolvimento e construção de projetos fotovoltaicos em áreas de solo congelado. Este artigo combina o esquema de projeto da fundação de suporte do painel solar de um projeto fotovoltaico na área nordeste sob condições de solo congelado, por meio do íon do tipo de fundação, a redução da força de elevação tangencial do gelo da fundação e o projeto do suporte de altura ajustável tipo aro. A pesquisa resolveu o problema de danos aos módulos fotovoltaicos causados por levantamento irregular de gelo e levantamento da fundação de suporte e apresentou um conjunto de esquemas de projeto básicos viáveis para evitar levantamento de gelo desigual e levantamento da base de suporte fotovoltaico em áreas de solo congelado.
As áreas de solo congelado geralmente têm as seguintes características climáticas e geológicas:
1) A temperatura no inverno é baixa, geralmente a temperatura mais baixa é abaixo de -20 ℃;
2) A qualidade do solo é um solo altamente resistente à geada ou um solo altamente resistente à geada, como argila, argila siltosa, etc .;
3) A água subterrânea é abundante e o nível da água é alto. Sob as condições de água subterrânea abundante e alto nível de água, é difícil construir fundações de concreto independentes, fundações de estacas de concreto e fundações de estacas moldadas no local microporosas que requerem vazamento de concreto, e a temperatura de inverno em áreas de solo congelado é extremamente baixa. E a qualidade da manutenção é difícil de garantir. A fundação de faixa de concreto é mais adequada para áreas com locais planos e baixos níveis de água subterrânea (como desertos). Em áreas de solo congelado, essas fundações estão sujeitas a elevações e inclinações irregulares. O custo da fundação de estacas para tubos de aço em espiral é relativamente alto e não é adequado para ambientes fortemente corrosivos e solo de lodo fluido.
Em suma, na condição de solo congelado, considerando a economia e comodidade da construção, e tendo a redução necessária do comprimento da estaca para evitar o levantamento de gelo, a fundação PHC é uma fundação de suporte fotovoltaico mais adequada [2]. A seguir, um projeto fotovoltaico no Nordeste da China como exemplo para analisar a força da fundação do PHC sob condições de solo congelado e medidas para evitar o aumento e a elevação desiguais do gelo.
2 Análise de força da fundação PHC sob condições de solo congelado
Sob a ação de levantamento de gelo, a fundação PHC suporta principalmente cargas permanentes na direção do comprimento da pilha (o peso do suporte superior do PHC, o peso dos componentes e o peso do PHC, etc.), o levantamento de gelo tangencial força do solo congelado no PHC e o solo abaixo da camada de solo congelado no PHC A força de ancoragem. Do ponto de vista da análise de tensão, é antieconômico confiar apenas na ancoragem PHC para evitar o levantamento irregular de gelo quando a profundidade máxima de gelo é profunda em áreas com forte solo de gelo ou solo extremamente forte.
De acordo com o relatório da pesquisa geológica, a profundidade de geada padrão para um projeto fotovoltaico no nordeste da China é de 2,0 m. Dentro da faixa de profundidade de geada padrão, as camadas de solo são solo cultivado na superfície, argila e argila siltosa de cima para baixo, todos os quais são fortes elevações de geada. Solo ou solo extremamente forte com gelo; o nível do lençol freático no local do projeto é -1,0 ~ -0,5 m. O projeto inicialmente edificou PHC com um diâmetro de pilha de 300 mm como base do suporte fotovoltaico. Em condições de inverno, a fim de resistir à força de levantamento do levantamento de gelo, de acordo com JGJ118-2011 "Código para Projeto de Fundações em Áreas de Solo Congelado" [3], a estabilidade da fundação por estaca é verificada:
Na fórmula, τdk, i é o valor padrão da unidade de força de elevação tangencial de gelo na i-ésima camada do solo, kPa; pode ser medido incorporando um medidor de tensão na lateral do corpo da estaca, ou pode se referir ao valor especificado na Tabela C.1.1 no Apêndice C do Código; Na mesma categoria de solo com gelo, quanto mais alto o teor de água, maior o valor; este item é levado de acordo com as especificações. Aτ, i é a área da superfície da pilha congelada com a i-ésima camada de solo, ㎡; Gk é o valor padrão da carga permanente agindo na fundação por estaca, kN, incluindo o peso da fundação por estaca, o peso do componente superior, o peso do suporte, etc., se a fundação por estaca em águas subterrâneas, o peso de flutuabilidade é ocupado;
Para a fundação de solo congelado sazonal neste projeto, o Rta entre a lateral da fundação do PHC e o solo congelado é na verdade a resistência ao atrito. Você pode consultar C no JGJ 118-2011 "Código para projeto de fundações e fundações para edifícios em áreas de terra congelada" [3] .1.1-2 Realizar cálculos,
qsa, i é o valor característico da resistência ao atrito entre o solo e a superfície lateral da estaca na i-ésima camada, em kPa, que é tomada em função do estado de compressão da fundação da estaca. Na ausência de dados de teste, pode estar de acordo com JGJ 94-2008 "Especificação Técnica para Fundações de Estacas de Construção" [4]. Os regulamentos são determinados; Aq, i é a área da superfície lateral da pilha na i-ésima camada de solo, m2. Este projeto é calculado de acordo com a fórmula acima, e a profundidade enterrada da fundação PHC do suporte fotovoltaico abaixo da superfície do solo precisa ser de pelo menos 7 m, o que é muito caro para um projeto fotovoltaico. Na estação não congelada, quando a carga de controle (carga do vento) é satisfeita, a profundidade enterrada da fundação do PHC abaixo da superfície do solo é de apenas 2 m.
3 Medidas para evitar a elevação desigual do gelo e elevação da base do PHC
3.1 Principais medidas para evitar o aumento da geada e o levantamento da fundação do PHC
Reduzir o efeito da força tangencial de levantamento de gelo na pilha é a chave para evitar que a fundação PHC se eleve devido ao levantamento de gelo. Podem ser tomadas medidas para evitar o contato direto entre a fundação PHC e o solo congelado extra-forte dentro da faixa de profundidade de geada projetada, de modo a reduzir a força tangencial de levantamento de geada do solo congelado na pilha. Por meio da prática, este projeto descobriu que o preenchimento de gelo fraco levantando areia grossa média ao redor da pilha na camada de solo congelado como uma camada de isolamento pode reduzir a força tangencial de levantamento de gelo do solo ao redor da pilha no corpo da pilha.
Após cálculos adicionais, constata-se que as estacas a cerca de 2,0 m abaixo da superfície do solo deste projeto são primeiro introduzidas e, em seguida, preenchidas com areia média e grossa. O comprimento da estaca necessário é o mais curto e o comprimento da estaca abaixo da superfície do solo pode atender aos requisitos do projeto. Afirmação. O método de construção específico é o seguinte: primeiro use uma broca para abrir o furo, a broca é 10-20 cm maior que o diâmetro da estaca e, em seguida, use um martelo estático para afundar o PHC revestido de asfalto até a elevação projetada após o buraco de chumbo está concluído. Para evitar o colapso do furo, imediatamente após o afundamento da estaca ser concluído, a área ao redor da estaca deve ser preenchida com areia grossa média a um estado denso, e o coeficiente de compactação não deve ser inferior a 0,94. Se necessário,
3.2 Outras medidas para resolver a elevação irregular do gelo e elevação da fundação do PHC
Tomar as medidas anti-gelo de elevação de areia grossa média e pintura de asfalto pode basicamente resolver o problema de elevação irregular de geada e elevação da fundação PHC em uma grande área. No entanto, para algumas áreas com grandes mudanças geológicas, alguns PHCs ainda podem experimentar uma pequena quantidade de elevação e elevação irregular de gelo, o que levará à deformação do suporte e dos componentes. Para esse tipo de problema, medidas podem ser tomadas para reduzir o número de bases de APS em cada grupo de braquetes e adotar braquetes reguláveis em altura.
1) Reduzir o número de fundações de PHC de cada grupo de stents, reduzindo assim a probabilidade de levantamento desigual da fundação de PHC. No caso de 20 módulos por string, é mais econômico usar 4 PHC como base, e a probabilidade de levantamento e levantamento de gelo desigual também é baixa. Também é possível usar 2 grupos de suportes independentes e cordas de suporte básico, ou seja, a cada 10 componentes são suportados por 2 fundações de PHC, o que pode reduzir ainda mais a probabilidade de levantamento de gelo desigual e levantamento de cada fundação de PHC. No entanto, este plano aumentará uma certa quantidade de engenharia de suporte, e o tamanho do aumento precisa ser revisado e determinado de acordo com a situação específica.
2) Adote um suporte para painel solar com altura ajustável, ou seja, o suporte é projetado para ser fixado ao aro de estaca. Quando as estacas individuais sofrem elevação por gelo, a altura do suporte de bastidor pode ser ajustada para nivelar os suportes e componentes para evitar deformação e danos aos suportes e componentes.
4. Conclusão
Por meio da análise do projeto de fundação do suporte fotovoltaico na área de solo congelado, verifica-se que o método de preenchimento do solo ao redor da pilha na faixa de profundidade congelada com areia média e grossa pode reduzir a força de elevação tangencial do congelamento solo na fundação do PHC, reduzindo significativamente o PHC O comprimento do projeto pode economizar custos de engenharia. Além disso, controlando o número de fundações de PHC de cada grupo de suportes e adotando um suporte de altura ajustável do tipo bastidor, ele pode resolver ainda mais o problema de levantamento irregular de gelo e levantamento de algumas fundações de PHC e danos aos componentes.
O cálculo da força de elevação tangencial de gelo de areia grossa média para o corpo da estaca após o preenchimento neste documento refere-se ao valor padrão da força de elevação tangencial de gelo na tabela do apêndice C.1.1 da JGJ 118-2011 "Código para Projeto de Fundações para Edifícios em Áreas de Solo Congelado "[3] O valor do solo de levantamento de gelo fraco, devido a algumas diferenças entre os módulos fotovoltaicos e a fundação do edifício, a magnitude da força de levantamento tangencial de areia grossa média no solo em torno do pilha precisa ser determinada por meio de experimentos para ser mais precisa de acordo com a situação real do projeto. Por meio do teste preliminar do projeto, a força tangencial de elevação de gelo do aterro de areia grossa média na pilha está relacionada ao diâmetro do furo do aterro,
Para a fundação de suporte do painel solar, sob a premissa de garantir que a força de elevação do gelo seja bastante reduzida, o esquema deve ser econômico e conveniente para a construção. Portanto, o íon de materiais de aterro ao reduzir a força de elevação tangencial do corpo da estaca ainda pode ser analisado e estudado posteriormente. Testes mostram que o material com 1 ~ 2 cm de asfalto aplicado ao redor da pilha também pode reduzir a força tangencial de levantamento de gelo. A espessura específica do asfalto deve ser determinada de acordo com as diferentes condições geológicas de engenharia e temperatura ambiente.
