Come installare il supporto fotovoltaico in un'area del suolo ghiacciato?
Come installare il supporto fotovoltaico in un'area del suolo ghiacciato?
Il sollevamento irregolare del gelo e il sollevamento della fondazione di supporto fotovoltaico è il fulcro e la difficoltà dello sviluppo e della costruzione di progetti fotovoltaici in aree di terreno ghiacciato. Questo articolo combina lo schema di progettazione della fondazione di supporto del pannello solare di un progetto fotovoltaico nell'area nord-est in condizioni di terreno ghiacciato, attraverso lo ione del tipo di fondazione, la riduzione della forza di sollevamento del gelo tangenziale della fondazione e il design del supporto regolabile in altezza del tipo a cerchio. La ricerca ha risolto il problema dei danni ai moduli fotovoltaici causati dal sollevamento irregolare del gelo e dal sollevamento delle fondamenta di supporto e ha proposto una serie di schemi di progettazione fattibili di base per prevenire il sollevamento irregolare del gelo e il sollevamento della fondazione di supporto fotovoltaico nelle aree di terreno ghiacciato.
Le aree di suolo congelate hanno generalmente le seguenti caratteristiche climatiche e geologiche:
1) La temperatura in inverno è bassa, generalmente la temperatura più bassa è inferiore a -20 ℃;
2) La qualità del suolo è un terreno con forte gelata o un terreno molto resistente, come argilla, argilla limosa, ecc .;
3) La falda acquifera è abbondante e il livello dell'acqua è alto. In condizioni di abbondante falda acquifera e alto livello dell'acqua, è difficile costruire fondamenta indipendenti in calcestruzzo, fondazioni di pali di cemento e fondazioni di pali microporose gettate in opera che richiedono il getto di calcestruzzo e la temperatura invernale nelle aree del suolo ghiacciato è estremamente bassa. E la qualità della manutenzione è difficile da garantire. La fondazione in strisce di cemento è più adatta per aree con siti pianeggianti e bassi livelli di acque sotterranee (come i deserti). Nelle aree di terreno ghiacciato, tali fondamenta sono soggette a sollevamento e inclinazione irregolari. Il costo della fondazione di pali di tubi in acciaio a spirale è relativamente alto e non è adatto per ambienti fortemente corrosivi e terreni fluidi.
In sintesi, in condizioni di terreno ghiacciato, considerando l'economia e la comodità di costruzione, e prendendo la necessaria riduzione della lunghezza del palo per evitare il sollevamento del gelo, la fondazione PHC è una fondazione di supporto fotovoltaica più adatta [2]. Quanto segue prende come esempio un progetto fotovoltaico nel nord-est della Cina per analizzare la forza della fondazione PHC in condizioni di terreno ghiacciato e misure per prevenire il sollevamento e il sollevamento irregolare del gelo.
2 Analisi della forza della fondazione PHC in condizioni di terreno ghiacciato
Sotto l'azione del sollevamento del gelo, la fondazione PHC sopporta principalmente carichi permanenti nella direzione della lunghezza del palo (il peso della staffa superiore del PHC, il peso dei componenti e il peso del PHC, ecc.), Il sollevamento tangenziale del gelo forza del terreno congelato sul PHC e il terreno sotto lo strato di terreno congelato sul PHC La forza di ancoraggio. Dal punto di vista dell'analisi delle sollecitazioni, è antieconomico fare affidamento esclusivamente sull'ancoraggio PHC per evitare un sollevamento irregolare del gelo quando la profondità massima del gelo è profonda in aree con terreno forte da gelo o terreno estremamente forte.
Secondo il rapporto di indagine geologica, la profondità del gelo standard per un progetto fotovoltaico nel nord-est della Cina è di 2,0 m. All'interno dell'intervallo di profondità del gelo standard, gli strati di terreno sono terreno coltivato in superficie, argilla e argilla limosa dall'alto verso il basso, che sono tutti forti gelate. Terreno o terreno molto resistente al gelo; il livello delle acque sotterranee nel sito del progetto è -1,0 ~ -0,5 m. Il progetto inizialmente era PHC con un palo del diametro di 300 mm come fondamento del supporto fotovoltaico. In condizioni invernali, per resistere alla forza di sollevamento del gelo, secondo JGJ118-2011 "Code for Design of Foundations in Frozen Soil Areas" [3], viene controllata la stabilità della fondazione su pali:
Nella formula, τdk, i è il valore standard dell'unità tangenziale della forza di sollevamento del gelo nell'i-esimo strato di terreno, kPa; può essere misurato incorporando un misuratore di tensione sul lato del corpo del palo, oppure può fare riferimento al valore specificato nella Tabella C.1.1 nell'Appendice C del Codice; Nella stessa categoria di terreno gelido, maggiore è il contenuto d'acqua, maggiore è il valore; questo articolo è preso secondo le specifiche. Aτ, i è la superficie del mucchio congelato con l'i-esimo strato di terreno, ㎡; Gk è il valore standard del carico permanente che agisce sulla fondazione del palo, kN, incluso il peso della fondazione del palo, il peso del componente superiore, il peso del supporto, ecc., Se la fondazione del palo Nelle acque sotterranee, il peso di galleggiabilità è prese;
Per la fondazione di terreno ghiacciato stagionale in questo progetto, la Rta tra il lato della fondazione PHC e il terreno ghiacciato è in realtà la resistenza all'attrito. È possibile fare riferimento a C in JGJ 118-2011 "Codice per la progettazione di fondazioni e fondazioni per edifici in aree terrestri ghiacciate" [3] .1.1-2 Eseguire calcoli,
qsa, i è il valore caratteristico della resistenza d'attrito tra il terreno e la superficie laterale del palo nell'i-esimo strato, in kPa, che viene preso in funzione dello stato di compressione della fondazione del palo. In assenza di dati di prova, può essere conforme a JGJ 94-2008 "Specifiche tecniche per fondazioni su pali di costruzione" [4] I regolamenti sono determinati; Aq, i è la superficie laterale del palo nell'i-esimo strato di terreno, m2. Questo progetto è calcolato secondo la formula sopra e la profondità interrata della fondazione PHC della staffa fotovoltaica sotto la superficie del terreno deve essere di almeno 7 m, il che è molto costoso per un progetto fotovoltaico. Nella stagione non gelata, quando il carico di controllo (carico del vento) è soddisfatto, la profondità interrata della fondazione PHC sotto la superficie del terreno è di soli 2 m.
3 Misure per prevenire il sollevamento irregolare del gelo e il sollevamento delle fondamenta PHC
3.1 Misure principali per prevenire il sollevamento irregolare del gelo e il sollevamento delle fondamenta PHC
Ridurre l'effetto della forza tangenziale del sollevamento del gelo sul palo è la chiave per impedire il sollevamento della fondazione PHC a causa del sollevamento del gelo. È possibile adottare misure per evitare il contatto diretto tra la fondazione PHC e il terreno ghiacciato extra forte entro l'intervallo di profondità del gelo di progetto, in modo da ridurre la forza tangenziale di sollevamento del gelo del terreno congelato sul palo. Attraverso la pratica, questo progetto ha scoperto che il riempimento del gelo debole che solleva sabbia medio-grossa attorno al mucchio nello strato di terreno ghiacciato come strato di isolamento può ridurre la forza tangenziale di sollevamento del gelo del terreno attorno al mucchio sul corpo del palo.
Dopo ulteriori calcoli, si è riscontrato che i pali a circa 2,0 m sotto la superficie del terreno di questo progetto vengono prima introdotti e poi riempiti con sabbia debole, media e grossa. La lunghezza del palo richiesta è la più corta e la lunghezza del palo sotto la superficie del terreno può soddisfare i requisiti di progettazione. Richiesta. Il metodo di costruzione specifico è il seguente: utilizzare prima un trapano per guidare il foro, la punta del trapano è 10-20 cm più grande del diametro del palo, quindi utilizzare un martello statico per affondare il PHC rivestito di asfalto all'altezza di progetto dopo il il foro di piombo è completato. Al fine di evitare il collasso del buco, immediatamente dopo che l'affondamento del palo è stato completato, l'area intorno al mucchio deve essere riempito con sabbia medio grossolana fino a uno stato denso e il coefficiente di compattazione non deve essere inferiore a 0,94. Se necessario,
3.2 Altre misure per risolvere il sollevamento irregolare del gelo e il sollevamento della fondazione PHC
L'adozione delle misure antigelo del riempimento con sabbia medio-grossa e la verniciatura dell'asfalto possono fondamentalmente risolvere il problema del sollevamento irregolare del gelo e del sollevamento della fondazione PHC in una vasta area. Tuttavia, per alcune aree con grandi cambiamenti geologici, alcuni PHC possono ancora subire una piccola quantità di gelo irregolare e sollevamento, che porterà alla deformazione della staffa e dei componenti. Per questo tipo di problema, è possibile adottare misure per ridurre il numero di basi PHC in ciascun gruppo di staffe e per adottare staffe regolabili in altezza.
1) Ridurre il numero di fondazioni PHC di ciascun gruppo di stent, riducendo in tal modo la probabilità di sollevamento irregolare da gelo della fondazione PHC. Nel caso di 20 moduli per stringa, è più economico utilizzare 4 PHC come base e anche la probabilità di sollevamento e sollevamento del gelo irregolare è bassa. È anche possibile utilizzare 2 gruppi di supporti indipendenti e stringhe di supporto di base, ovvero ogni 10 componenti sono supportati da 2 fondazioni PHC, che possono ridurre ulteriormente la probabilità di sollevamento da gelo irregolare e sollevamento di ciascuna fondazione PHC. Tuttavia, questo piano aumenterà una certa quantità di ingegneria di supporto e la dimensione dell'aumento deve essere rivista e determinata in base alla situazione specifica.
2) Adottare una staffa per pannello solare regolabile in altezza, ovvero la staffa è progettata per essere fissata al telaio del palo. Quando le singole pile subiscono il sollevamento del gelo, l'altezza della staffa del telaio può essere regolata per livellare le staffe e i componenti per evitare deformazioni e danni alle staffe e ai componenti.
4. Conclusione
Attraverso l'analisi del progetto di fondazione del supporto fotovoltaico nell'area del suolo ghiacciato, si è riscontrato che il metodo di riempimento del terreno attorno al palo nell'intervallo di profondità congelato con sabbia media e grossa può ridurre la forza di sollevamento tangenziale del gelo del congelato suolo sulla fondazione PHC, riducendo così notevolmente il PHC La lunghezza del progetto può far risparmiare sui costi di ingegneria. Inoltre, controllando il numero di fondazioni PHC di ciascun gruppo di staffe e adottando una staffa ad altezza regolabile del tipo a cerchio, può risolvere ulteriormente il problema del sollevamento irregolare del gelo e del sollevamento di alcune fondazioni PHC e danni ai componenti.
Il calcolo della forza tangenziale di sollevamento da gelo della sabbia medio-grossa al corpo del palo dopo il riempimento in questo documento si riferisce al valore standard della forza tangenziale di sollevamento da gelo nella tabella appendice C.1.1 di JGJ 118-2011 "Codice per la progettazione delle fondazioni per edifici in aree di terreno ghiacciato "[3] Il valore del suolo debole da gelo, a causa di alcune differenze tra i moduli fotovoltaici e le fondamenta dell'edificio, l'entità della forza di sollevamento tangenziale del gelo della sabbia medio-grossa sul terreno intorno al la pila deve essere determinata attraverso esperimenti per essere più accurata in base alla situazione reale del progetto. Attraverso la prova preliminare del progetto, la forza tangenziale di sollevamento del gelo del riempimento di sabbia medio-grossa sul palo è correlata al diametro del foro del riempimento,
Per la fondazione di supporto del pannello solare, con la premessa di garantire che la forza di sollevamento del gelo sia notevolmente ridotta, lo schema deve essere economico e conveniente per la costruzione. Pertanto, lo ione dei materiali di riempimento quando si riduce la forza tangenziale di sollevamento da gelo del corpo del palo può ancora essere ulteriormente analizzato e studiato. I test dimostrano che il materiale con 1 ~ 2 cm di asfalto applicato attorno al mucchio può anche ridurre la forza di sollevamento tangenziale del gelo. Lo spessore specifico dell'asfalto deve essere determinato in base alle diverse condizioni geologiche ingegneristiche e alla temperatura ambientale.
