光伏电站土建设计原则分析

2023-08-01黄彬

全面腐蚀控制 2023年4期

黄彬

（中油电能电力研究设计院，黑龙江大庆 163000）

0 引言

随着能源需求量的不断增长，新能源在城市建设和经济发展中所发挥的作用越来越大，其中光伏发电已成为一种广泛应用的新型能源，因此光伏电站的建设直接关系到了新能源的合理利用。土建工程是光伏电站工程的重要组成部分，其设计直接影响光伏电站的建设水平。因此，如何合理设计光伏电站的土建结构，降低其建设和运营成本，提高发电效率，是当前光伏电站建设中亟需解决的重要问题。

1 光伏电站土建设计中存在的问题

在目前的光伏电站土建设计中，受多种因素影响仍旧存在着一些问题：

首先，地基设计方面。光伏电站的地基结构是光伏组件的支撑平台，直接影响光伏组件的稳定性和使用寿命，但是在实际设计中由于缺乏对地基土壤力学特性的充分了解和考虑，导致地基设计不充分，在后期施工中容易引起光伏组件变形、损坏或脱落等问题；

其次，钢结构设计方面。光伏电站的钢结构是支撑光伏组件的关键部分，需要承受光伏组件和外部环境的重压和风险，在光伏电站土建设计中由于缺乏对钢结构特性和受力分布的了解，导致钢结构设计不充分，使得光伏组件的受力不平衡、安装不牢固或者脆弱易碎等问题；

再次，电缆敷设方面。光伏电站的电缆是将光伏组件发电的电能输送到集电箱或变电站的关键部分，需要保证电缆敷设的规范性和可靠性，然而在实际设计中缺乏对电缆走线和敷设环境的充分了解和考虑，导致电缆敷设出现问题，引发了电缆损坏、漏电、火灾等问题；

最后，工程设计方面。光伏电站建设地点通常是在野外环境，存在一些自然灾害和外力干扰等因素，如强风、雷击等，容易导致电站损坏和人身伤害，在光伏电站土建设计中，必须充分考虑各种可能的安全隐患和风险因素，并采取相应的安全措施和防护措施，以确保工人和电站设备的安全。

2 光伏电站土建设计原则

2.1 选址原则

合理的选址是光伏电站建设的第一步，也是在光伏电站土建设计中必须考虑的重要问题，在光伏电站选址环节需要综合考虑多种因素。光伏电站的建设对地质条件有一定要求，选址时需考虑场地的地质构造、土壤性质和地下水位等因素，确保施工区域应具备良好的承载能力和稳定性，避免地质灾害的发生。同时，在光伏电站选址时还需考虑交通的便利程度，场地距离主干道的距离以及道路交通状况，为了方便光伏电站的建设和维护，选址最好是距离城市或城镇较近，交通便利的场地。此外，光伏电站的发电需要接入电网才能实现功效，选址时需考虑场地的接入电网能力以及供电能力，并且要符合环保要求，选择远离人口密集区和敏感生态环境的区域。

2.2 围墙设计原则

首先，根据光伏电站的建设需求选择合适的围墙类型，常见的围墙类型包括混凝土墙、砖墙、铁艺围墙等，需要根据光伏电站的地理位置、气候条件、安全要求、建设成本等方面进行综合考虑；围墙的高度需要根据光伏电站的安全要求来确定，注意防止外来人员和动物的入侵；其次，围墙设计需要考虑其环保性，可以通过选择环保材料、进行节能设计、增加绿化等方式来提高围墙的环保性，并且要将围墙的施工和维护成本纳入整体设计考量中，选择合适的材料和施工方式来降低成本，选择易于维护的设计方案；再次，围墙的通行性也是围墙设计中需要考虑的一个重要因素，围墙设计要满足内外的通行需求，并合理设置围墙的出入口，以保证通行的安全和便利，采用一些防护措施，例如加装摄像头、安装报警器等，以提高围墙的安全性。

2.3 支架基础设计原则

首先，在支架基础设计环节需要充分了解施工区域的地质、土质、地形、水文等情况，确定地基的承载能力和适宜的基础类型，常见的基础类型包括深基础和浅基础，根据地质勘察结果和支架的高度、重量等参数，可以确定适宜的基础类型。其次，根据支架的尺寸和重量，计算出适宜的基础尺寸，基础尺寸应该能够保证支架稳定固定在地面上，同时要考虑周围环境的影响，如风压、温度、雨水等，基础材料选择质量好、强度高、耐腐蚀的材料，常用的基础材料有钢筋混凝土、预应力混凝土、钢结构等[1]；再次，基础施工应该按照设计要求，注意基础的混凝土浇筑质量、钢筋布置、基础与支架的连接方式等问题。

2.4 综合楼的设计原则

首先，综合楼的布局应该考虑到电站的整体布局和运行流程，尽量减少设备之间的距离，方便设备维护和管理，同时应该考虑到电站的防盗、防火等要求，将入口、出口和门窗设置在安全合理的位置。其次，综合楼的结构设计应该保证其稳定性、耐久性和安全性，在结构设计时应该考虑到地形地貌、地震等自然因素和建筑物的使用寿命等因素，同时还应该考虑到综合楼的功能需求，如房屋内部的装修和设备安装等要求；再次，综合楼的设计需要考虑到供暖和通风的问题，保证房屋内部的舒适度，为了保证室内温度和湿度的稳定性，可以使用空调、地暖等供暖方式，并合理设置通风口，增加室内空气流通，综合楼的电力设计应该考虑到电站的用电需求，确定电缆的走线方案和电缆的容量等；最后，综合楼的消防设计应该考虑到电站的火灾防范和灭火措施，配置适量的灭火器材和安装火灾自动报警系统，同时保证灭火器材的使用和管理，提高灭火的效果。

2.5 总图运输设计和竖向布置设计原则

光伏电站土建设计中的总图运输设计和竖向布置设计是指对光伏电站内部设备和构件的整体规划和布置，以满足电站运营和维护的需求。总图运输设计主要包括光伏电站的总平面布置和各组件之间的相对位置，需要考虑到建筑物的布置、设备的组合及其之间的通道、交通道路等因素。在总图运输设计中，需要遵循合理化布局的原则，即布置合理、布局紧凑、功能齐全、相互协调。同时，还需要根据电站的设备要求，合理规划各个功能区域的位置和大小，实现电站内部的设备和人员流动的最佳效果。

竖向布置设计是指光伏电站内各组件的垂直布置，在竖向布置设计中需要考虑到组件之间的阴影遮挡、通风散热、雨水排放等问题。同时，还需要考虑到光伏组件的安装角度和朝向，以保证其最大化的发电效率。在支架基础设计中，还需要根据地形地貌和土质情况，确定支架的高度、支撑方式和材质等参数，以保证支架的稳定性和可靠性。