CN106284266A - 一种用于水面光伏支撑的抗冰推体系 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于极寒地区水面光伏支撑的抗冰推体系，包括管状改性聚乙烯闭孔泡沫、自锁式不锈钢钢筋网片、刚性金属抱箍及其配套限位螺栓；管状改性聚乙烯闭孔泡沫通过其自身纵向切缝包裹于水面光伏支撑外侧表面的覆冰范围（纵向）；自锁式不锈钢钢筋网片通过其自锁装置包裹于管状改性聚乙烯闭孔泡沫外表面，形成约束结构；配套限位螺栓沿刚性金属抱箍的丝扣紧固至水面光伏支撑对应位置的开孔，形成限位结构。本发明不仅能够在保证水面光伏支撑（PHC管桩）在极寒地区水面结冰时有效减小冰面对支撑结构的巨大水平推力及纵向摩擦力，还能有效减小覆冰范围内混凝土桩体受冻融破坏的可能性。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于极寒地区水面光伏支撑的抗冰推体系，属于寒冷地区水面光伏电站技术领域。
背景技术
随着国家对环境问题越来越重视，光伏电站的投资建设得到了各级政府的支持。但由于大型光伏电站占地较广，对于日益严峻的土地资源来说是较为突出的问题。“渔光互补”模式的水面光伏电站使有大面积湖泊的地区大规模发展光伏电站成为可能。
我国水资源丰富，湖泊、水库众多，发展水面光伏电站具有不占用土地、避免采煤沉陷区不均匀沉降、减少水量蒸发等优势，可以拓宽光伏应用。
水面光伏电站的建设一般采用预应力高强度混凝土管桩（PHC管桩）作为光伏组件的支撑结构。PHC管桩有着施工机械设备常见、体积小、速度快等优点。
但在极寒的北方地区，水面光伏电站支撑需要经历冰冻（冻融）的严峻考验。冰冻（冻融）不仅会破坏材料强度，而且河水在结冰过程中，水体积的膨胀会产生巨大的水平推力，融冰过程又会产生大量不均匀的冰锥，从而会破坏光伏电站的支撑结构，造成财产损失。
发明内容
目的：为了解决寒冷地区水面光伏电站支撑结构的强度和稳定问题，本发明提供一种用于极寒地区水面光伏支撑的抗冰推体系，解决目前在存在的在寒冷地区的水面建造光伏电站时出现的冰推的问题，能有效缓解由于冰推产生的水平力，从而保障了电站上部结构的安全。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种用于水面光伏支撑的抗冰推体系，其特征在于：包括管状改性聚乙烯闭孔泡沫、自锁式不锈钢钢筋网片、刚性金属抱箍和配套限位螺栓；
所述管状改性聚乙烯闭孔泡沫通过其自身纵向切缝包裹于水面光伏支撑外表面的覆冰范围；
所述自锁式不锈钢钢筋网片通过其自锁装置包裹于管状改性聚乙烯闭孔泡沫外表面，形成约束结构；
所述刚性金属抱箍水平方向紧固在水面光伏支撑外表面，水面光伏支撑上对应位置设置有多个与配套限位螺栓相对应的开孔，所述配套限位螺栓沿刚性金属抱箍的丝扣紧固至水面光伏支撑对应位置的开孔，形成限位结构。
所述的用于水面光伏支撑的抗冰推体系，其特征在于：所述管状改性聚乙烯闭孔泡沫厚度100mm，内部泡沫孔直径范围0.5~1mm。长度根据工程所在地覆冰范围8确定，其顶端高于历年覆冰最高点200mm，其底端低于历年覆冰最低点300mm。长度超出覆冰范围主要考虑冰爬升作用对实际裹冰范围的影响。
作为优选方案，所述自锁式不锈钢钢筋网片上设置有自锁装置，自锁装置采用开口弧形拉钩，开口大小3.8mm。
更优选，所述自锁式不锈钢钢筋网片直径4mm，相邻自锁式不锈钢钢筋网片竖直方向间距不大于100mm。
作为优选方案，所述的用于水面光伏支撑的抗冰推体系，其特征在于：所述配套限位螺栓直径12mm，刚性金属抱箍宽度50mm，刚性金属抱箍上设有配套丝口4处，水面光伏支撑上对应位置处设开孔4处，开孔直径15mm，深20mm。
作为优选方案，所述配套限位螺栓的安装方向与水面光伏支撑的外表面相互垂直。
有益效果：本发明提供的一种用于极寒地区水面光伏支撑的抗冰推体系，极寒地区的水面在冬季覆冰厚度大，水在结冰的过程中体积膨胀，会产生较大的水平位移和水平推力。本结构体系能够通过改性聚乙烯闭孔泡沫的自身弹性压缩，减少覆冰对光伏组件支撑结构水平方向的挤压作用，平衡覆冰膨胀效应，减小覆冰对光伏组件支撑结构的水平力，通过配套限位螺栓沿刚性金属抱箍的丝扣紧固至水面光伏支撑（PHC管桩）对应位置的开孔，形成限位结构，以限制管状改性聚乙烯闭孔泡沫因水面浮力影响而引起的上下移动而使体系不能发挥作用，从而保证了光伏电站的安全。
附图说明
图1为本发明的立面结构示意图；
图2是图1的剖面结构示意图；
图3是本发明中限位结构示意图；
图中：太阳能光电组件1、光伏支架系统2、水面光伏支撑3、刚性金属抱箍4、配套限位螺栓5、自锁式不锈钢钢筋网片6、管状改性聚乙烯闭孔泡沫7、覆冰范围8、开孔9、水面10、泥面11。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
水面光伏电站包括水面光伏支撑3，光伏支架系统2和太阳能光电组件1，太阳能光电组件1通过光伏支架系统2固定在水面光伏支撑3的顶端，水面光伏支撑3的底端需要深入到水面10下的泥面11中进行固定。
本发明所要解决的技术问题是在水面光伏电站北方极寒地区的水面光伏电站在冬季来临时水面覆冰厚度大，通常能达1m，水在结冰的过程中体积膨胀，会产生较大的水平位移和水平推力，这种推力作用于光伏组件支撑结构后会造成支撑结构水平位移过大，支撑断裂等严重后果，部分已运行的电站因此造成财产损失，新建电站因此推进困难。
如图1至图3所示，一种用于极寒地区水面光伏支撑的抗冰推体系，包括管状改性聚乙烯闭孔泡沫7、自锁式不锈钢钢筋网片6、刚性金属抱箍4及其配套限位螺栓5；
所述管状改性聚乙烯闭孔泡沫7通过其自身纵向切缝包裹于水面光伏支撑（PHC管桩）外侧表面的覆冰范围8（纵向）；
所述自锁式不锈钢钢筋网片6通过其自锁装置包裹于管状改性聚乙烯闭孔泡沫7外表面，形成约束结构；
刚性金属抱箍4水平方向紧固在水面光伏支撑外表面，水面光伏支撑3上对应位置设置有多个与配套限位螺栓相对应的开孔9， 所述配套限位螺栓5沿刚性金属抱箍4的丝扣紧固至水面光伏支撑3（PHC管桩）对应位置的开孔9，形成限位结构。
在本实施例中，抗冰推体系环向包围于水面光伏支撑（PHC管桩），管状改性聚乙烯闭孔泡沫7厚度100mm，是抵抗冰推的主要结构，其弹性可压缩性能保证了有覆冰挤压时能够通过自身压缩变形来抵消冰膨胀力，内部泡沫孔直径范围0.5~1mm，通过其自身纵向切缝包裹于水面光伏支撑3（PHC管桩）外表面的覆冰范围8（纵向），采用纵向切缝的目的在于其在安装时不必与管桩同时施工，以免带来不便或破损，可以在管桩施工结束后通过切缝进行环形包裹。长度根据工程所在地覆冰范围8确定，其顶端高于历年覆冰最高点200mm，其底端低于历年覆冰最低点300mm。长度超出覆冰范围主要考虑冰爬升作用对实际裹冰范围的影响。
自锁式不锈钢钢筋网片6直径4mm，间距不大于100mm。其自锁装置采用开口弧形拉钩，开口大小3.8mm。通过其自锁装置包裹于管状改性聚乙烯闭孔泡沫外表面，形成约束结构。采用不锈钢网片，减少对管状改性聚乙烯闭孔泡沫压缩变形的影响，并限制其在管桩表面的位置，避免其脱落。而在覆冰融化时可以保护冰块撕裂泡沫从而使体系失效。
配套限位螺栓5直径12mm，刚性金属抱箍4宽度50mm，设配套丝口4处，PHC管桩对应位置处设开孔4处，直径15mm，深20mm。沿刚性金属抱箍的丝扣紧固至水面光伏支撑（PHC管桩）对应位置的开孔，形成限位结构。主要考虑可以限制管状改性聚乙烯闭孔泡沫因水面浮力影响而引起的上下移动而使体系不能发挥作用。
本体系的采用不影响施工速度，可以电站运行后施工，对已有的光伏电站，后加本体系并不影响电站运行。同时本体系可推广到寒冷地区的水面结构。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于水面光伏支撑的抗冰推体系，其特征在于：包括管状改性聚乙烯闭孔泡沫、自锁式不锈钢钢筋网片、刚性金属抱箍和配套限位螺栓；
所述管状改性聚乙烯闭孔泡沫通过其自身纵向切缝包裹于水面光伏支撑外表面的覆冰范围；
所述自锁式不锈钢钢筋网片通过其自锁装置包裹于管状改性聚乙烯闭孔泡沫外表面，形成约束结构；
所述刚性金属抱箍水平方向紧固在水面光伏支撑外表面，水面光伏支撑上对应位置设置有多个与配套限位螺栓相对应的开孔，所述配套限位螺栓沿刚性金属抱箍的丝扣紧固至水面光伏支撑对应位置的开孔，形成限位结构。
2.根据权利要求1所述的用于水面光伏支撑的抗冰推体系，其特征在于：所述管状改性聚乙烯闭孔泡沫厚度100mm，内部泡沫孔直径范围0.5~1mm。
3.根据权利要求1所述的用于水面光伏支撑的抗冰推体系，其特征在于：所述自锁式不锈钢钢筋网片上设置有自锁装置，自锁装置采用开口弧形拉钩，开口大小3.8mm。
4.根据权利要求1所述的用于水面光伏支撑的抗冰推体系，其特征在于：所述自锁式不锈钢钢筋网片直径4mm，相邻自锁式不锈钢钢筋网片竖直方向间距不大于100mm。
5.根据权利要求1所述的用于水面光伏支撑的抗冰推体系，其特征在于：所述配套限位螺栓直径12mm，刚性金属抱箍宽度50mm。
6.根据权利要求5所述的用于水面光伏支撑的抗冰推体系，其特征在于：刚性金属抱箍上设有配套丝口4处，水面光伏支撑上对应位置处设开孔4处，开孔直径15mm，深20mm。
7.根据权利要求1所述的用于水面光伏支撑的抗冰推体系，其特征在于：所述配套限位螺栓的安装方向与水面光伏支撑的外表面相互垂直。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |