渔光或农光互补光伏电站的光伏组件网架支撑结构的制作方法

本发明涉及一种渔光或农光互补光伏电站，特别是这种光伏电站中用于支撑光伏组件的网架结构。

背景技术：

创新性的渔光或农光互补光伏电站能够实现良好的经济效益、社会效益。结合渔业池塘或浅水滩面的太阳能光伏电站(国别：中国，公开号：102661063a，公开日期：2012-09-12)，其技术方案经多年实践，发现存在多种弊端：

1、例如在原有渔塘上建设光伏电站，首先需要将养殖的水产品出塘，然后需要放水晾干或清淤后晾干，具备设备进场条件后才能进行打桩，项目周期长，施工速度缓慢；

2、施工前涉及养殖户、种植户经济赔偿，商谈清赔工作麻烦，赔偿资金需求大；

3、施工中，大量的砼管桩打入地下，电站寿命期结束后，需要清理土地恢复并对这批砼管桩进行处理，造成资源浪费和土地污染，不环保；

4、随着电价逐年下降和电站投资成本的下降，施工用桩(预制管桩)占整体项目投资比例明显提高，目前电站单瓦造价在3.7元左右，电池组件占投资的46％左右，施工用桩占投资的12％左右，钢支架占投资的12％左右，相比支架和基础成本很高；

5、有的项目为了节省投资，选用钢丝绳替代钢支架(简称柔性支架)，在农业或山地项目小面积使用，但其做法只是用钢丝绳取代了钢支架，节省了用钢量，把光伏组件直接用螺丝固定件安装在钢丝绳上，虽然也隔段设置了缆风绳和硬拉结，但并不是每一块组件都设置刚性拉结件，在风载雪载负荷下仍会形成摆动应力，造成组件破坏或内部电池片隐裂，形成大量组件破坏。

技术实现要素：

发明目的：针对上述问题，本发明的目的是提供一种渔光或农光互补光伏电站的光伏组件网架支撑结构，提供刚柔结合的组件安装网架，避免因柔性变形对组件内电池片的损伤。

技术方案：一种渔光或农光互补光伏电站的光伏组件支撑网架结构，包括安装基础、拉连基础，安装基础跨设于池塘或农田区域的横向相对侧，安装基础顶部固定光伏组件，安装基础沿纵向布设至少一组，拉连基础跨设于区域的纵向相对侧并连接安装基础。

进一步的，安装基础包括低桩a、高桩a、低桩地锚桩a、高桩地锚桩a、低桩钢丝绳、高桩钢丝绳、刚性拉结件，低桩a、高桩a在横向相对侧每侧沿纵向布设且两侧对应，低桩地锚桩a、高桩地锚桩a在低桩a、高桩a的一侧对应布设，低桩钢丝绳跨设于区域连接横向相对侧两侧的低桩a、低桩地锚桩a，高桩钢丝绳跨设于区域连接横向相对侧两侧的高桩a、高桩地锚桩a，低桩钢丝绳、高桩钢丝绳之间设置若干刚性拉结件进行连接，光伏组件背面固定在刚性拉结件上。

进一步的，低桩a、高桩a之间抱十字箍固定。

最佳的，低桩a在南、高桩a在北前后布设。

进一步的，刚性拉结件为u型钢材。

进一步的，刚性拉结件与低桩钢丝绳、高桩钢丝绳通过钢丝绳u型卡连接固定。

进一步的，光伏组件与刚性拉结件通过光伏压块连接固定。

进一步的，拉连基础包括低桩b、高桩b、低桩地锚桩b、高桩地锚桩b、低桩拉结绳、高桩拉结绳，低桩b、高桩b在纵向相对侧每侧沿横向布设且两侧对应，低桩地锚桩b、高桩地锚桩b在低桩b、高桩b的一侧对应布设，低桩拉结绳跨设于区域连接低桩钢丝绳以及纵向相对侧两侧的低桩b、低桩地锚桩b，高桩拉结绳跨设于区域连接高桩钢丝绳以及纵向相对侧两侧的高桩b、高桩地锚桩b。

进一步的，低桩a、高桩a、低桩b、高桩b顶部分别设置有导轮，低桩钢丝绳、高桩钢丝绳、低桩拉结绳、高桩拉结绳绕设在导轮上；低桩地锚桩a、高桩地锚桩a、低桩地锚桩b、高桩地锚桩b顶部分别设置有弹性紧固装置，低桩钢丝绳、高桩钢丝绳、低桩拉结绳、高桩拉结绳绕末端与弹性紧固装置张紧固定；同侧的低桩a与低桩地锚桩a之间、高桩a与高桩地锚桩a之间分别以紧固钢丝绳a连接固定，同侧的低桩b与低桩地锚桩b之间、高桩b与高桩地锚桩b之间分别以紧固钢丝绳b连接固定。导轮使钢丝绳、拉结绳在其上绕设并可一定程度拉伸调节，弹性紧固装置处对钢丝绳、拉结绳末端固定张紧，在拉伸调节时导轮可避免钢丝绳、拉结绳损伤。

最佳的，横向相对侧为东西方向，纵向相对侧为南北方向。

有益效果：与现有技术相比，本发明的优点是：本发明建设光伏电站的光伏组件网架支撑结构，刚柔结合，充分考虑了钢丝绳柔性结构在桩体不均匀沉降以及风载雪载变形过程中对光伏组件形成的应力破坏，可以避免因柔性变形对组件内电池片造成破坏和隐裂；可充分解决原有光伏电站建设弊端，在保证光伏电站质量的前提下，可较大缩短工期，节约大量的资金，降低建设成本，绿色环保，提高光伏电站收益率。

附图说明

图1为本发明结构主视图；

图2为图1的右视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

一种渔光或农光互补光伏电站的光伏组件支撑网架结构，如附图1、2所示，该支撑网架设置在池塘或农田区域1上，包括安装光伏组件的安装基础和稳固安装基础的拉连基础，安装基础跨设于区域1的横向相对侧11、12，横向优选为地理东西方向，拉连基础跨设于纵向相对侧13、14，纵向则优选为地理南北方向。

安装基础包括低桩a21、高桩a22、低桩地锚桩a23、高桩地锚桩a24、低桩钢丝绳25、高桩钢丝绳26、刚性拉结件27、紧固钢丝绳a212。在横向相对侧11，低桩a21、高桩a22沿纵向前后布设，优选南低北高，低桩地锚桩a23、高桩地锚桩a24对应于低桩a21、高桩a22，并在低桩a21、高桩a22远离区域1的一侧对应布设；与之对应，在横向相对侧12布设一组低桩a21、高桩a22、低桩地锚桩a23、高桩地锚桩a24，与横向相对侧11的对称；同侧的低桩a21与低桩地锚桩a23之间、高桩a22与高桩地锚桩a24之间分别以紧固钢丝绳a212连接固定。低桩a21、高桩a22顶部分别设置有导轮28，低桩地锚桩a23、高桩地锚桩a24顶部分别设置有弹性紧固装置29，低桩钢丝绳25通过弹性紧固装置29、导轮28依次连接两侧对应的低桩地锚桩a23、低桩a21而跨设于区域1，高桩钢丝绳26通过弹性紧固装置29、导轮28依次连接两侧对应的高桩地锚桩a24、高桩a22而跨设于区域1，低桩a21、高桩a22作为支撑主体且两者桩体之间以抱十字箍211固定，导轮使钢丝绳在其上绕设并可一定程度拉伸调节，在拉伸调节时导轮可避免钢丝绳损伤，弹性紧固装置处对钢丝绳末端固定张紧。相邻的低桩钢丝绳25、高桩钢丝绳26之间设置刚性拉结件27从纵向进行连接，沿横向间隔设置有若干个刚性拉结件27，刚性拉结件27是纵截面为u型的条形钢材，其u型底部开设有穿螺栓孔，低桩钢丝绳、高桩钢丝绳从穿螺栓孔经过，然后通过钢丝绳u型卡210将刚性拉结件与低桩钢丝绳、刚性拉结件与高桩钢丝绳连接固定。以上结构构成一组安装基础，光伏组件4的底面与刚性拉结件27通过光伏压块41连接固定。

可见：通过光伏组件最低点高于池塘水面或农田作物顶部的高度可设置低桩a、高桩a高度，可考虑设备安装检修需要和养殖、采摘空间需要等情况适当调节高度差；通过低桩a、高桩a高度可设置光伏组件安装倾角角度；通过光伏组件尺寸(长度、宽度)及安装的排数、布置方法可确定低桩a、高桩a之间的间距，例如，(1)光伏组件宽度960mm、设计横向4排布置，光伏组件之间缝隙40mm，那么4块光伏组件布置完的尺寸为960×4+40×3＝3960mm，低桩a、高桩a之间的间距可设置3.5m，钢丝绳间距在3.6至3.7m左右，(2)光伏组件长度1960mm、设计竖向2排布置，光伏组件之间缝隙40mm，那么2块光伏组件之间布置完的尺寸为1960×2+40＝3960mm，低桩a、高桩a之间的间距也可设置3.5m，此间距也可作为常用设计距离。

如附图2所示，安装基础沿纵向布设至少一组，根据不同经纬度光伏组件设计倾角和要求的日照时间设计沿纵向的各组安装基础之间的间距。

拉连基础包括低桩b31、高桩b32、低桩地锚桩b33、高桩地锚桩b34、低桩拉结绳35、高桩拉结绳36、紧固钢丝绳b39。在纵向相对侧13，低桩b31、高桩b32沿横向布设，低桩b31、高桩b32对应于低桩a21、高桩a22，低桩地锚桩b33、高桩地锚桩b34对应于低桩b31、高桩b32，并在低桩b31、高桩b32远离区域1的一侧对应布设；与之对应，在纵向相对侧14布设一组低桩b31、高桩b32、低桩地锚桩b33、高桩地锚桩b34，与纵向相对侧13的对称；同侧的低桩b31与低桩地锚桩b33之间、高桩b32与高桩地锚桩b34之间分别以紧固钢丝绳b39连接固定。低桩b31、高桩b32顶部分别设置有导轮37，低桩地锚桩b33、高桩地锚桩b34顶部分别设置有弹性紧固装置38，低桩拉结绳35通过弹性紧固装置38、导轮37依次连接低桩a21与低桩钢丝绳25的连接处c，以及两侧对应的低桩地锚桩b33、低桩b31而跨设于区域1，高桩拉结绳36通过弹性紧固装置38、导轮37依次连接高桩a22与高桩钢丝绳26的连接处d，以及两侧对应的高桩地锚桩b34、高桩b32而跨设于区域1，导轮使拉结绳在其上绕设并可一定程度拉伸调节，在拉伸调节时导轮可避免拉结绳损伤，弹性紧固装置处对拉结绳末端固定张紧。

拉结绳可起到支撑悬挂的作用，减小横向的钢丝绳垂度，在调整结束后与横向的各列钢丝绳交点处进行固定拉结，起到固定间距、防风揽绳、减小摆动的作用，结合弹性紧固装置对钢丝绳网架进行拉紧调整垂度，完成钢丝绳网架结构的调整；拉结绳和低桩b、高桩b的高度根据横向的钢丝绳载荷垂度确定，应比横向的钢丝绳和低桩a、高桩a高150～200mm，起到为横向的钢丝绳缓解垂度支撑载荷的作用；拉结绳和低桩b、高桩b、低桩地锚桩b、高桩地锚桩b的数量、间距根据区域的宽度、设计光伏组件的长度、横向的钢丝绳在载荷下的垂度设计确定，可15m左右设置一道低桩拉结绳，并在与低桩钢丝绳的连接处沿纵向与横向的高桩钢丝绳做三角形支撑，形成连接处e，起到拉结承载低桩钢丝绳、高桩钢丝绳和固定间距的作用，可30m左右设置一道高桩拉结绳。

因为连接高桩钢丝绳的高桩拉结绳会对两侧光伏组件分别在上下午形成阴影遮挡，沿横向的高桩钢丝绳，在靠近高桩a处，应与光伏组件留出约1米的距离。

通过以上的安装基础、拉连基础形成刚柔结合的光伏组件支撑网架，充分考虑了钢丝绳柔性结构在桩体不均匀沉降以及风载雪载变形过程中对光伏组件形成的应力破坏，可以避免因柔性变形对组件内电池片造成破坏和隐裂。首先从结构上考虑横向同一根钢丝绳在张紧结束后，即使有风载伸缩变形相对每米变形量也是很小的，所以不作为重点考虑(细微伸缩通过光伏压块缝隙可得到释放)，同一列光伏组件是由低桩a、高桩a撑起的低桩钢丝绳、高桩钢丝绳承载，在风载雪载下两根钢丝绳之间变形量是较大的，所以重点防范此部分变形会对光伏组件形成的破坏和隐裂，为此设置纵向的拉结绳可控制整体大幅摆动，以及在低桩钢丝绳、高桩钢丝绳之间设置的刚性拉结件，将刚性拉结件设置在横向每排光伏组件缝隙处，既作为两根钢丝绳的刚性拉结，又用于固定相邻两块光伏组件。

低桩a、高桩a、低桩b、高桩b可采用预制砼管桩、钢桩、现浇砼桩，根据承载力设计桩径和强度，低桩地锚桩a、高桩地锚桩a、低桩地锚桩b、高桩地锚桩b根据受力情况可采用预制桩、现浇砼独立基础。

利用本发明网架支撑结构建设光伏电站适用于新建渔光互补项目、原有鱼塘开发成渔光互补项目、农光互补项目、跨越河道和排水渠道等、其他适合利用跨越方法的地形，光伏电站建设的流程和施工步骤如下：

(1)原有养殖户、种植户无需清鱼清塘、农田，可继续养殖、种植，不涉及赔偿问题；

(2)进行地质勘察设计，根据地质情况设计桩基础深度及桩径，钢丝绳网架结构；

(3)根据设计进行打桩施工；

(4)钢丝绳网架结构施工；

(5)刚性拉结件安装；

(6)光伏组件安装；

(7)电缆汇流箱等电器安装；

(8)调试并网发电。

利用本发明网架支撑结构建设光伏电站，可充分解决原有光伏电站建设弊端，在保证光伏电站质量的前提下，可较大缩短工期，节约大量的资金，降低建设成本，绿色环保，减少建设期砼使用量，减少镀锌钢材使用量，减少形成对环境的污染，减少电站寿命期结束后的废弃材料处理造成的污染，提高光伏电站收益率，为实现光伏发电平价上网做出巨大贡献。