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淺談漂浮式光伏電站安全

文字:[大][中][小] 2018-5-22    瀏覽次數:325    
漂浮光伏電站是近年才興起的一種光伏電站形式,因其不占用寶貴地面、鋪設密度高、建設速度快等優點迅速走紅,2017年國內漂浮電站的新增建設規模超過350MW。在漂浮電站快速發展的過程中,個別廠家沒有深入了解浮筒的選材和生產工藝,產品沒有經過長期系統測試,匆忙上馬;同時,個別項目過分強調項目周期和并網節點,在浮島的設計、浮筒選材方面工夫沒有做細;會導致項目很快暴露出各種各樣的問題,而后期運維也會麻煩不斷。

漂浮電站浮島的設計同樣是個系統的工作。漂浮電站的設計需要考慮兩個層面的因素:1)全局層面:浮島整體的設計,既包括浮島本身的位置、形狀和尺寸,也包括浮島的錨固系統。2)局部層面:浮島選用的浮筒、固定支撐系統和錨固材料,這些都是構成浮島的基礎“零件”。這兩個層面也相互影響和制約,只有在充分了解兩個層面的特點后,才能做出合理的設計方案,確保建設的漂浮電站能夠在服役期內安全運行。

現就浮島設計的兩個層面之間的關系進行簡要剖析。對浮島的整體設計,通常要達到如下幾方面目標:合理利用水面面積,優化電站布線路由,便于運維,減少對水路交通的影響,方便錨固施工、保證的系泊安全等。其中浮島尺寸,一方面取決于水面浮島的規劃,但另一方面取決于浮島的風載和浮筒連接耳之間的強度。第一方面容易理解,不再展開。就第二方面略作展開。目前的浮島錨固度是在浮島的外圍周邊布置的,通常錨線上端連接到浮島外圍一圈浮筒上。而浮島的浮筒上有組件,在有風的情況下,浮島水面以上部分會受到與風速同向的載荷,為了保持浮島的位置,錨固系統會來抵抗相應的風載,在這種情況下,浮島既受到風力作用,又受到錨固系統的作用,浮島在載荷和錨固反力下受到撕扯,可以想象,浮島面積越大,風載越大,浮島受到的撕扯越嚴重。如果浮島尺寸過大會導致風載過大,超過了浮島連接耳承受的上限,就會造成浮島的撕裂。換句話說,浮島的尺寸是有上限的。故而,在環境條件確定的情況下,要想增加浮島的尺寸,必須提高浮筒的整體強度,尤其是浮筒連接耳、連接銷的強度,確保浮島不被撕裂。同時,從錨固系統設計的角度來看,也要增加錨點的個數或單個錨點的強度,確保錨固系統能夠承受對應的載荷。

從上面簡單的分析可以看出,浮島的大小、錨固系統和浮筒本身強度等均是相互影響和關聯的。在實際系統設計中,除了浮島本身設計外,錨固系統的設計也是至關重要的,如果設計不當,不能有效承受風載,導致浮島偏離設計位置,或者錨固系統水平面剛度過小,浮島在外載荷左右下偏移過大,都很容易發生浮島之間的碰撞,造成浮筒和組件的破壞。更進一步,錨固系統必須考慮水位的變化,在任何情況下,都不能把浮島拉壞。如果浮島所處的環境比較復雜,不光有風,還有水流和波浪的情況,浮島系統的設計更加要謹慎和周全了。

根據相關資料的統計,影響工程造價的可能性75%―95%都是在工程設計階段,所以,設計階段對工程造價的影響是巨大的。要想在后期施工和運維階段順利,對于漂浮光伏電站這一新生事物的設計要有敬畏之心。在前期把工作做的扎實一點,對各方面的要求嚴格一點,對各種可能出現的工況做好充分的技術準備,才能降低浮島的風險,減少事故的發生。
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