柔性光伏支架系統（以下簡稱柔性支架） 是一種大跨度多連跨結構， 該結構采用兩端固定點之間張拉預應力鋼絲繩， 兩端固定點采用剛性結構及外側斜拉鋼絞線的形式提供支撐反力， 可 實 現 10~30 m 的大跨度 ， 適應如山地起伏和植被增加等情況， 只需在合適的位置設置基礎并張緊預應力鋼絞線或鋼絲繩即可。在水位保持不變的條件下， 可在湖泊和魚塘中實現剛性柱、 基礎和柔性支撐的構造。

1 兩端鋼立柱及基礎設計

在柔性光伏支架兩端鋼立柱下方設獨立基礎， 端部鋼立柱外側設斜拉鋼絞線， 鋼絞線下方為配重式獨立基礎。

柔性支架上方的鋼絲繩系統對端立柱柱頂產生向內的水平拉力， 而斜拉鋼絞線在柱頂提供的水平拉力可平衡鋼絲繩的水平拉力。斜拉鋼絞線有豎直向下的拉力 ， 其在基礎位置的豎直向上的拉力， 可通過配重式基礎上方的土形成的壓力來平衡（圖 1 ) 。

2 光伏組件布局設計

根據光伏組件的布局采用靈活的支撐方案。該方案分為水平光伏組件和垂直光伏組件（圖 2 ) 。可根據實際情況采用單跨度或多跨度。但受場地條件限制，單個跨度常不能滿足需要， 需采用 2 個 、 3 個甚至更多個跨度。使用擺動柱可有效控制鋼絞線的撓度。鋼絞線或鋼絲繩與端柱和中柱使用鉸接固定以減少應力集中。采用上述設計方案有利于鋼絞線或鋼絲繩張緊且安裝方便， 可縮短施工周期， 節約成本。

3 柔性光伏支架系統的工程應用

云南省尋甸縣1.97MW光伏農業扶貧項目 中部分光伏支架采用柔性支架， 該支架東西方向為跨度方向 ， 跨度10m , 共8跨 ， 方陣長80m ; 南北方向為柱距方向 ， 柱距4m，方陣寬 60m , 占地面積為4800m2, 光伏組件采用橫排布置方案， 組件傾角為20° , 方陣平面排布如圖3 所示。

( 1 ) 光 伏 組 件 尺 寸 為1245 mm x635 mm x4 .5 m m , 前玻璃面板 TCO玻璃厚2.5 m m , 后玻璃面板為半鋼化玻璃厚2mm ， 單塊組件面積約為0.8 m2 ，單塊組件重9.2 kg。

設計邊立柱選型為 □ 140 x80 x3 .0 薄壁型鋼。考慮各荷載工況和最不利荷載組合計算水平吊 線上的張力 ， 得到作用于單根邊立柱的柱頂水平荷載為30.2 kN ( 每根立柱承擔4 根鋼絲繩的張力 ） ；作用于單根邊立柱的柱頂垂直荷載為1.82 kN ， 并算得單根鋼絲繩的拉力 為 7.55 kN , 選 用 0 8 的 6 x 7 結構鋼絲繩。

使 用 PKPM 軟件建模， 將上述計算數據輸入后得到的計算結果滿足規范及使用要求。在計算模型中斜拉索用 022圓鋼筋代替， 實際采用 1 x 3 ( 三 股 ）10.8 mm 鋼絞線， 其強度滿足要求。

( 2 ) 設計端鋼梁選型為□ 160 x 80 x 3. 0薄壁型鋼。經計算作用 于邊橫梁的均布荷載為15.1 kN / m ,使 用 PKPM 軟件建模， 將上述數據輸入后得到的計算結果滿足規范及使用要求。

( 3 ) 設計中立柱為□ 120 x 60 x 3. 0薄壁型鋼，中橫梁為□ 120 x 60 x 2. 5薄壁型鋼。光伏組件傾角為 20% 使用PKPM 軟件建模， 將數據輸入后得到的計算結果滿足規范及使用要求。

( 4 ) 根據上述計算結果查得基礎反力， 根據基礎與其上方夯實土的自身重力共同承擔上部斜拉力的原理確定基礎尺寸和埋深。

4 設計建議

( 1 ) 當中心柱為搖擺柱時， 在迎風時搖擺柱和鋼絞線會橫向移動并與鋼絞線形成幾何可變系統， 柱頂的水平位移大且不穩定， 因此應從中心柱的頂部提供有效的水平力， 避免中心柱受彎。將立柱間的支撐設在第一立柱兩端之間可更好地解決該問題。

( 2 ) 鋼絞線與柱頂固定時， 鋼絞線的接頭位置易因彎折較大而導致強度降低，對此可借助輔助工具，如使用雞心扣和 UT 線夾來避免。

云 南 尋 甸 光 伏 農 業 示 范 項 目 于 2016年施工，2017年竣工并成功并網。由于該項目 為光伏農業項目 ， 利用柔性支架下方的空間建造農業大棚還可種植農 作 物 （圖 4 ) 。

5 總結

柔性光伏支架可用于高低起伏的地面， 應用前景廣闊。設計者和維護人員需重點關注其整體穩定性，在操作和維護方面， 應關注鋼絞線或鋼絲繩的防腐蝕問題。隨著更多設計團隊和研發力量的加入， 光伏柔性支撐也將朝安全、 經濟和耐用的方向發展。

長按掃碼-找小編

回復口令：G94883，限時3日

來源：陽匠社區

王可/15961177514

↓點擊閱讀原文，在線報名光伏、儲能、風電電站技術培訓班！