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固定光伏支架基础间距经济探讨

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摘要:固定光伏支架间距的取值在很大程度上能决定地面光伏电站投资成本的高低。结合实际工程对采用两种不同基础间距的光伏支架进行了经济性分析比较,对光伏电站的设计者及投资者均有一定的借鉴作用。

关键词:支架基础;间距;经济性分析

0引言

近几年,国家鼓励光伏项目的政策在不断实施,电价补贴相对于其他传统能源项目或其他较为普及的新能源项目均呈现较高水平,因此国内光伏产业的投资建设在2014年底达到一个高潮。然而虽然光伏发电电价高、建设周期短,但成本也相对较高。如何控制成本,成为提高效益的关键一环。光伏发电项目的首要成本为组件,其次便是光伏支架及其基础。由于支架及基础数量较大,一点细微的改动,可能导致成本巨大的变动。目前国内光伏电站支架的主要形式为固定式,其优势是成本相对较低,后期维护量小,而固定支架基础的间距选取对于成本控制有较大的影响。固定式支架主要受力构件有檩条、斜梁、前立柱和后立柱[1-2]。

1实例分析

本文以汉能吉木萨尔一期20MWp(1MWp=1000kW)光伏并网电站工程为例分析两种光伏支架基础间距对工程成本影响。

1.1工程当地外部条件50年一遇基本风压ω01=0.6kN/m2;根据GB50797—2012光伏发电站设计规范选取25年一遇的基本风压为ω0=0.52kN/m2;地面粗糙度为B,由于支架高度不足5m,根据GB50009—2012建筑结构荷载规范,风压高度变化系数μz=1.0;根据GB50797—2012光伏发电站设计规范,风荷载体型系数μs=1.3;不考虑风振系数;则风压荷载标准值为:ωk=μsμzω0=0.676kN/m2,(1)式(1)中,ωk为风荷载标准值,kN/m2。组件采用3排×24列的布置形式,每块板有2条檩条支撑,采用条形基础。

1.2两种基础间距第一种:基础间距2.6m,每组支架共有11条基础。第二种:基础间距2.9m,每组支架共有10条基础。

1.3主要构件截面a)2.6m基础间距。前立柱:方钢60mm×40mm×2.5mm;后立柱:方钢80mm×60mm×2.5mm;斜梁:方钢60mm×40mm×2.0mm;檩条:C型钢C(C型钢符号)60mm×40mm×2.0mm;斜撑:方钢40mm×40mm×2.0mm;b)2.9m基础间距。前立柱:方钢60mm×40mm×2.5mm;后立柱:方钢80mm×60mm×2.5mm;斜梁:方钢60mm×40mm×2.5mm;檩条:C型钢C(C型钢符号)80mm×40mm×2mm;斜撑:方钢40mm×40mm×2.0mm1.4基础尺寸及配筋两种间距的基础采用相同尺寸及配筋。基础尺寸为2.9m×0.35m×0.5m;主筋为4根直径10mm的HPB235钢筋;箍筋为10根等间距300mm布置的直径10mm的HRB335钢筋。

2经济性比较

以上材料选择均通过STAAD.ProV8i软件计算,满足设计要求。根据工程实际价格,支架镀锌钢结构按6500元/t,钢筋混凝土基础按400元/条。基础间距为2.6m的单组支架钢材质量804.17kg,铝合金质量40.09kg。后称支架一。基础间距为2.9m的单组支架钢材质量841.62kg,铝合金质量40.09kg。后称支架二。

3结论分析

a)基础间距较小的支架用钢量较小,但基础混凝土及钢筋量较多,单从工程量上考虑,基础间距较小的支架成本费用较低;b)基础间距较大的支架基础数量较少,且支架安装较快,可节省施工工期从而降低投资成本;c)在风压越小、人工费越高的地区,支架一和支架二的工程量成本差越小;d)工程装机容量越大,支架二与支架一的工期成本差越大[4-5]。4结语结合实际工程对两种固定光伏支架基础间距下的费用进行分析比较。基础间距越小的支架用钢量越小,但基础的混凝土及钢筋工程量增加,支架安装工程量亦增加,且工期较长。近年来,施工人工费用不断提高,钢材价格却节节下降,间距小的支架用钢量优势不明显,因此目前采用大间距固定支架基础可降低工程造价。综上所述,对于风压较大、人工费较高、场地较为平整的地区,采用基础间距为3m~3.3m的光伏支架较为经济,如西北地区。相反,若在中部地区,风压较小、人工成本相对较低,可取基础间距小于3m的支架型式。通过对两种基础间距的成本分析,总结出不同地区的光伏支架基础间距的经济取值区间,对固定式光伏支架及基础的设计和投资成本控制有一定的参考作用,特别是装机容量较大的光伏电站,经济效益的提升更加明显。

参考文献:

[1]中国建筑科学研究院.GB50009—2012建筑结构荷载规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2012.

[2]中国电力企业联合会.GB50797—2012光伏发电站设计规范[S].北京:中国计划出版社,2012.

[3]山海建,蒋侃锁.固定式光伏支架设计[J].科学技术创新,2011(19):25.

[4]张锋,贺广零.单柱与双柱光伏支撑结构应用对比研究[J].发电与空调,2013,34(3):13-15.

[5]王超.光伏支架的模型与计算分析[G]//第13届中国光伏大会(CPVC13)论文集.北京:中国可再生能源学会,国家可再生能源中心,2013.

作者:曹龙;陈卫鹏;甘乐 单位:长江勘测规划设计研究有限责任公司

国际经济合作杂志责任编辑:张雨    阅读:人次
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