[发明专利]一种基于条形基础的光伏支架设计方法

说明书

本发明涉及一种基于条形基础的光伏支架设计方法，具体为：先确定光伏组件的排布方式以及各主要受力构件的截面形状；立柱东西向间距设定初定值，构件的截面设定初定尺寸，计算主要受力构件的应力及变形位移，若强度和刚度满足设计规范要求，则停止，并统计整体支架用钢量；否则改变构件截面尺寸继续上述计算，得到一组立柱间距与整体支架用钢量数据，进行曲线拟合，找出用钢量最小值及对应的立柱间距并取整。与现有技术相比，本方法提供了一种能够和条形基础相适应的流程化支架设计方法，设计者不需要具有丰富的设计经验，也能达到减少光伏支架用钢量和降本增效的目的，可以开发出相应的计算机设计程序，提高设计效率。

技术领域

本发明属于光伏太阳能技术领域，具体涉及一种基于条形基础的光伏支架设计方法。

背景技术

随着光伏电站容量不断增加，地势平坦、建设条件好的土地资源日趋减少。荒山、荒坡、鱼塘、沼泽等正成为光伏电站的主要建设场地。然而许多光伏建设场地地基承载能力差，使用独立基础不能满足承载力要求。因此需要考虑使用条形基础，例如场地表层有较厚的湿陷性黄土或者软粘土的情况。条形基础的整体性比较强，可以有效地调整不均匀沉降给上部支架结构带来的影响，减少组件隐裂情况的发生。

一般在带有条形基础的光伏支架设计过程中，先确定光伏组件的安装方式(例如组件横向布置或竖向布置)，然后根据风、雪及重力荷载来确定檩条、斜梁、斜撑及立柱的截面尺寸和立柱间距。在这种设计方法中，构件截面尺寸和立柱间距的选择需要一定的设计经验，要设计出结构合理、用钢量最少的支架需要依靠具有丰富设计经验的设计者，相关的技术人才比较缺乏，同时很多企业并不具有这样的条件。在目前光伏行业竞争激烈、建造成本压力大的背景下，进一步降本增效已经成为企业寻求的生存法则。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种不需要设计者具有丰富设计经验也能达到减少光伏支架用钢量和降本增效目的的基于条形基础的光伏支架设计方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种基于条形基础的光伏支架设计方法，具体包括以下步骤：

(1)确定光伏组件的排布方式以及各主要受力构件的截面形状(例如立柱使用方形钢管，檩条使用U型钢)；

(2)给立柱东西向间距设定一个初定值D₁，给各主要受力构件的截面设定一个初定尺寸(先取一个较小的试探值)，并根据项目地的风、雪荷载及重力荷载获取主要受力构件的应力及变形位移，如果主要受力构件的强度和刚度都满足设计规范要求，则停止，并统计整体支架用钢量Q₁；否则调整主要受力构件的截面尺寸继续上述过程；

(3)重新给定立柱东西向间距若干值D₂，D₃，D₄…D_n，分别重复步骤(2)，并统计整体支架用钢量Q₂，Q₃，Q₄…Q_n；

(4)把由步骤(3)得到的一组数据，绘制以立柱间距D为横坐标，以整体支架用钢量Q为纵坐标的二维关系曲线图，并拟合得到一条平滑曲线，找出整体支架用钢量最小为Q_min时的立柱间距D_o；

(5)根据支架整体长度和支架结构布置的实际需要，对D_o进行取整，重新进行步骤(2)的操作，得到各主要受力构件的最终截面尺寸和整体支架用钢量。

本设计方法所涉及的光伏支架的主要受力构件包括立柱、斜梁和檩条，所述的立柱垂直安装在地面上的条形基础上，所述的斜梁倾斜安装在立柱上端，所述的檩条安装在斜梁上部，光伏组件安装在檩条上，所述的斜梁与立柱之间还可以设有用于加固的斜撑，所述的条形基础双排沿东西向布置在地面上。