CN107245995B - 一种基于风光混合发电站的固沙绿化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于风光混合发电站的固沙绿化方法，主要包括如下步骤：(一)设置防沙墙，靠近防沙墙背风侧设置风力发电模块安装基座；(二)在防沙墙背风侧依次规划林区、草场和太阳能发电模块安装区域；(三)建造太阳能发电站；在任一太阳能发电模块安装区域内开挖水井。本发明的固沙绿化方案中提供了一种整体优异的发电设备地基结构，特别适用于在沙漠、戈壁边缘地区建立风光互补发电站。风电和太阳能产生的电能用于汲水灌溉林区和草场，利于沙漠化地区建立稳定的生态系统。本发明的固沙绿化方案涉及的系统能够自运行，可用于沙漠边缘地区的可再生能源采集和环境治理。

Description

一种基于风光混合发电站的固沙绿化方法
技术领域
本发明属于风光互补发电及沙漠治理技术领域，具体涉及一种基于风光混合发电站的固沙绿化方法。
背景技术
土地沙漠化是人类面临的严重自然灾害之一。我国是世界上沙漠面积较大、分布较广、荒漠化危害严重的国家之一，目前每年有将近20亿亩农田、草场被荒漠化、风沙化，大量水利工程受到风沙侵袭，水土流失严重，损失巨大。
荒漠化、风沙化地区自然环境恶劣，没有直接可用的物资和能源，不适合人类居住和生存。
但是这些荒漠化、风沙化地区往往具有丰富的风能、太阳能资源。另外，在沙漠化边缘地带以及沙漠绿洲存在可利用的地下水源。
因此，在风沙化地区边缘设立能量采集的风光混合发电站，以获得充足的电力能源，将对阻挡沙漠化、以及沙漠绿化工程非常有利。
发明内容
本发明的目的是针对风沙化地区不适合人类居住、可用直接利用资源匮乏的自然环境特点，提出了一种固沙绿化方法，通过设置能够抵抗强风的风光混合发电站，有效解决了沙漠绿化工程的能源和水源自给问题。
本发明提供了一种基于风光混合发电站的固沙绿化方法，主要包括如下步骤：
(一)设置防沙墙，靠近防沙墙背风侧设置风力发电模块安装基座；
(二)在防沙墙背风侧依次规划林区、草场和太阳能发电模块安装区域；
(三)建造太阳能发电站，
3.1、将多根钢筋交叉排列，在地面上分割出矩阵式太阳能发电模块安装区域；
3.2、在钢筋相互交叉的位置A处埋设地桩；
发电站内点阵排列的全部地桩，通过交叉的钢筋网络连接在一起，形成稳固的地基结构；
(四)在任一太阳能发电模块安装区域内开挖水井。
作为优选手段，采用角钢或高分子刚性材料代替钢筋。
作为优选手段，地桩采用钢钎或用混凝土浇铸。
进一步地，交叉排列的钢筋在发电站地基结构内形成多个封闭或半开放的太阳能发电模块安装区域。
进一步地，通过支架将太阳能发电单元整齐排列在太阳能发电模块安装区域内，各支架之间通过太阳能发电单元锁固构件串/并联，将太阳能发电单元锁固构件与钢筋固定连接。
作为优选，至少两根钢筋并排作为一组。
进一步地，在至少两根钢筋的纵向上覆设路面。
进一步地，在林区、草场和太阳能发电模块安装区域中分别安装引水管道系统。
本发明的固沙绿化方案中提供了一种整体优异的发电设备地基结构，特别适用于在沙漠、戈壁边缘地区建立风光互补发电站。风电和太阳能产生的电能用于汲水灌溉林区和草场，利于沙漠化地区建立稳定的生态系统。本发明的固沙绿化方案涉及的系统能够自运行，可用于沙漠边缘地区的可再生能源采集和环境治理。
附图说明
图1是本发明固沙绿化方法总体示意框图；
图2是本发明中涉及的地基结构一的示意图；
图3是本发明中涉及的地基结构二的示意图；
图4是本发明中太阳能发电模块的安装结构示意图。
图中：WALL、防沙墙；WIND、风力发电模块安装基座；FOREST、林区；GRASS、草场；SOLAR、太阳能发电模块安装区域；WELL、水井；1、钢筋；3、太阳能发电单元锁固构件；A、锚固位或地桩位一；B、锚固位或地桩位二；C、通道或路面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
实施例一
参见附图1，本发明的一种基于风光混合发电站的固沙绿化方法，主要包括如下步骤：
(一)设置防沙墙，靠近防沙墙背风侧设置风力发电模块安装基座。防沙墙低于风力发电杆塔的高度。风力发电模块安装基座可采用地锚加钢筋混凝土浇铸的方式制作。
防沙墙主要用于阻挡沙石，尤其在沙漠边缘地区，其高度一般不需要很高。当然也能够减背风侧的风力，对固沙绿化区域有一定保护作用。
风力发电机杆塔安装在风力发电模块安装基座上，其高度高出防沙墙、叶片迎风设置，这样的设置可以进一步减小背风侧的风力。
(二)在防沙墙背风侧依次规划林区、草场和太阳能发电模块安装区域。
这样的设置使得林区、草场、太阳能电站互不影响，并且造林成功后，林区能够进一步削弱风力，对草场和太阳能电站起到保护作用。
在林区、草场和太阳能发电模块安装区域中分别安装浇灌、滴灌、冷却功能的引水管道系统，以满足对固沙绿化的供水需求。
(三)参见附图2，建造太阳能发电站。
3.1、将多根钢筋1交叉排列，在地面上分割出矩阵式太阳能发电模块安装区域。
其中钢筋1也可以采用角钢或高分子刚性材料代替。根据发电站具体需要确定钢筋1的数量和纵向长度，单根钢筋显然可以通过焊接手段拼接而成。
3.2、在钢筋1相互交叉的位置A处埋设地桩。地桩采用钢钎(地锚)或用混凝土浇铸，并将钢筋1采用固定手段与地桩成为一体结构。
通过以上步骤，发电站内点阵排列的全部地桩，通过交叉的钢筋网络连接在一起，形成稳固的地基结构。
在步骤3.1中，如图2所示，在发电站地基结构内形成多个封闭或半开放的太阳能发电模块安装区域，将多个太阳能发电单元排列安装在太阳能发电模块安装区域内。具体地，参见附图4，通过支架将太阳能发电单元整齐排列在太阳能发电模块安装区域内，各支架之间通过太阳能发电单元锁固构件3进行串/并联，最后将太阳能发电单元锁固构件3与钢筋1固定连接。
实施例二
为了进一步增加发电站地基结构的强度，在前述实施例一的步骤(一)中选择至少两根钢筋1并排作为一组，参见附图3所示的实线和虚线，并在钢筋1相互交叉的位置B处埋设地桩。
作为进一步的优选手段，在至少两根钢筋1的纵向上覆设路面C，使得该至少两根钢筋1形成一个整体，如钢筋混凝土路面或常规柏油路面。该路面C提供发电站内交通的同时，进一步加固了地基结构。
(四)本发明的所有实施例中，可选择在任一或所有太阳能发电模块安装区域内开挖水井。利用发电站电力抽取地下水，通过引水管道系统对草场、林区供水。太阳能电站内的冷却水管路可以对需要冷却的部件如发电机、光伏板等进行降温。
当然，水井也可以设置在其他区域。
本发明提供了切实可行的固沙绿化方案。当某一区域完成绿化后，将形成可自我维持的生态系统。逐步采用本发明的固沙绿化方案，能够快速有效地治理沙漠化。
在本发明的固沙绿化方案中，还提供了一种整体优异的发电设备地基结构，特别适用于在沙漠、戈壁边缘地区建立风光互补发电站。风电和太阳能产生的电能采用电力电子变流器进行并网，为站内电力设备的运行、控制和维护提供基础能源，多余电力用蓄电池进行存储或输送至人类生活区域并入公共电网，或进行固沙绿化。站内设置灌溉用深水井，利用站内电力提供电站运行的冷却用水并进行热能收集，此外还可以提供工作人员生活用水。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
本发明不限于以上对实施例的描述，本领域技术人员根据本发明揭示的内容，在本发明基础上不必经过创造性劳动所进行的改进和修改，都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种基于风光混合发电站的固沙绿化方法，其特征在于：
主要包括如下步骤：
（一）设置防沙墙，靠近防沙墙背风侧设置风力发电模块安装基座；风力发电模块安装基座采用地锚加钢筋混凝土浇筑的方式制作；
风力发电机杆塔安装在风力发电模块安装基座上，其高度高出防沙墙；
（二）在防沙墙背风侧依次规划林区、草场和太阳能发电模块安装区域，林区能够削弱风力，对草场和太阳能发电模块安装区域起到保护作用；
（三）建造太阳能发电站，
3.1、将多根钢筋交叉排列，在地面上分割出矩阵式太阳能发电模块安装区域；
在步骤3.1中，至少两根钢筋并排作为一组；交叉排列的钢筋在太阳能发电站地基结构内形成多个封闭或半开放的太阳能发电模块安装区域；
通过支架将太阳能发电单元整齐排列在太阳能发电模块安装区域内，各支架之间通过太阳能发电单元锁固构件串/并联，将太阳能发电单元锁固构件与钢筋固定连接；
3.2、在钢筋相互交叉的位置处埋设地桩；钢筋与地桩形成一体结构；
在所述至少两根钢筋的纵向上覆设路面，使得该至少两根钢筋形成一个整体；
太阳能发电站内点阵排列的全部地桩，通过交叉的钢筋网络连接在一起，形成稳固的地基结构；
（四）在任一或所有太阳能发电模块安装区域内开挖水井。
2.根据权利要求1所述的一种基于风光混合发电站的固沙绿化方法，其特征在于：
采用角钢或高分子刚性材料代替所述钢筋。
3.根据权利要求1所述的一种基于风光混合发电站的固沙绿化方法，其特征在于：
所述地桩采用钢钎或用混凝土浇筑。
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