一种自平衡柔性光伏支架系统的布置方法与流程

1.本发明总的来说涉及光伏支架技术领域。具体而言，本发明涉及一种自平衡柔性光伏支架系统的布置方法。


背景技术：

2.集中式光伏电站可以充分利用荒漠、山岭地区丰富、稳定的太阳能资源构建大型光伏电站，并将其接入高压输电系统以供给远距离场地。大跨度的柔性支架系统由于可以使其下的空间得到充分利用，并且用钢量和投入成本较低，因此广泛应用于光伏电站的建设中。
3.图1示出了根据现有技术的柔性光伏支架系统的结构示意图。如图1所示，所述柔性光伏支架系统包括刚性框架101、柔性拉索以及索间支撑桁架102，所述柔性拉索包括组装索103以及调形索104，光伏组件可以布置在两条平行的组装索103之间。所述柔性光伏支架系统承载的载荷包括材料自重、各个方向的风荷载、积雪荷载，这些载荷可以通过光伏板和支架层进行传递。在传统的柔性支架系统中，水平方向的力在锚固区域106中通过锚固斜拉杆105传递到锚固基础上，由此可以较好地减少刚性钢架的根部弯矩。然而，由于锚固斜拉杆105主要承受拉力作用，因此当外部环境中的风力作用于光伏组件时会形成向上的托举力，使得锚固斜拉杆105的内力将由大变小，在达到最小值后又会逐渐增大再达到最大值，因此形成动力荷载的重复作用，容易产生疲劳破坏。而且，在传统的柔性光伏支架系统中，由于锚固斜拉杆105以及锚固基础均需要占用一定空间，因此在用地紧张或地形复杂的地区会造成结构布置困难，其施工也较为复杂。此外由于传统的柔性光伏支架系统中钢材料的锚固斜拉杆105的用量较大，成本也相对较高。


技术实现要素：

4.为至少部分解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种自平衡柔性光伏支架系统的布置方法，柔性光伏支架系统包括柔性拉索，该方法包括下列步骤：
5.布置基础桩体；
6.在所述基础桩体上布置桩承台；以及
7.在所述桩承台上布置重力平衡式锚固体，并且将所述重力平衡式锚固体与柔性拉索连接，其中将所述重力平衡式锚固体与水平方向之间的倾角确定为使得所述重力平衡式锚固体的自重与所述柔性拉索的拉力相平衡。
8.在本发明一个实施例中规定，所述重力平衡式锚固体包括第一和第二重力平衡式锚固体，其中将第一重力平衡式锚固体和第二重力平衡式锚固体通过横梁连接。
9.在本发明一个实施例中规定，所述柔性拉索包括组装索以及调形索，其中将所述组装索和所述条形索与所述重力平衡式锚固体和/或所述横梁连接。
10.在本发明一个实施例中规定，根据柔性拉索的拉力调节所述倾角α，表示为下式：
[0011][0012]
其中g表示重力加速度、f1表示组装索的拉力、f2表示调形索的拉力、β表示调形索的拉力与水平方向的夹角、h表示柔性拉索的连接处合力中心点与桩承台表面之间的高度差、σc表示材料应力系数、bm表示重力平衡式锚固体与桩承台连接处截面宽度、hm表示重力平衡式锚固体与桩承台的连接处截面的长度、g表示重力平衡式锚固体的自重以及hc表示重力平衡式锚固体的重心与桩承台表面之间的高度差。
[0013]
在本发明一个实施例中规定，在所述基础桩体上浇筑桩承台，其中在所述桩承台的表面上设置连接锚筋；以及
[0014]
在所述重力平衡式锚固体的底部设置连接钢筋，将所述连接钢筋与所述连接锚筋连接后通过浇筑凝固体等方式将所述重力平衡式锚固体固定在所述桩承台上。
[0015]
在本发明一个实施例中规定，将第一重力平衡式锚固体和第二重力平衡式锚固体通过混凝土横梁连接。
[0016]
在本发明一个实施例中规定，在所述横梁上设置连接机构，并且将锚具通过所述连接机构与所述柔性拉索连接。
[0017]
在本发明一个实施例中规定，将第一重力平衡式锚固体和第二重力平衡式锚固体通过钢横梁连接。
[0018]
在本发明一个实施例中规定，将预埋件与所述钢横梁连接；以及
[0019]
将加劲板与所述柔性拉索通过所述锚具连接。
[0020]
本发明还提出一种柔性光伏支架系统，其包括：
[0021]
柔性拉索，其包括组装索以及调形索；
[0022]
索间撑杆桁架，其布置于所述组装索以及所述调形索之间；
[0023]
基础桩体；
[0024]
桩承台，其布置在所述基础桩体上；以及
[0025]
重力平衡式锚固体，其布置在所述桩承台上并且与柔性拉索连接，其中所述重力平衡式锚固体与水平方向之间的倾角被构造为使得所述重力平衡式锚固体的自重与所述柔性拉索的拉力相平衡，或通过重力平衡式锚固体的自重抵消大部分的拉索拉力。
[0026]
本发明至少具有如下有益效果：本发明提出一种自平衡柔性光伏支架系统的布置方法，其中通过将重力平衡式锚固体的主体与水平方向之间具有倾角以使得所述重力平衡式锚固体的自重与所述柔性拉索的拉力相平衡，避免了传统的锚固斜拉杆容易受到动力荷载的重复作用产生疲劳破坏的问题。此外锚本发明混凝土主体配合钢筋的重力平衡式锚固体结构，便于施工的同时也降低了成本。
附图说明
[0027]
为进一步阐明本发明的各实施例中具有的及其它的优点和特征，将参考附图来呈现本发明的各实施例的更具体的描述。可以理解，这些附图只描绘本发明的典型实施例，因此将不被认为是对其范围的限制。在附图中，为了清楚明了，相同或相应的部件将用相同或类似的标记表示。
[0028]
图1示出了根据现有技术的柔性光伏支架系统的结构示意图。
[0029]
图2a示出了本发明一个实施例中一个与柔性拉索连接的锚固装置的正视图。
[0030]
图2b示出了本发明一个实施例中一个与柔性拉索连接的锚固装置的俯视图。
[0031]
图2c示出了本发明一个实施例中一个锚固装置的俯视图。
[0032]
图3a示出了本发明一个实施例中受柔性拉索作用的锚固装置的受力示意图。
[0033]
图3b示出了本发明一个实施例中受重力平衡式锚固体自重作用的锚固装置的受力示意图。
[0034]
图3c示出了本发明一个实施例中受风载荷和重力平衡式锚固体自重作用的锚固装置的受力示意图。
[0035]
图4示出了本发明一个实施例中重力平衡式锚固体的倾角和自重进行调节后的锚固装置的结构示意图。
[0036]
图5示出了本发明一个实施例中一个混凝土横梁与重力平衡式锚固体连接处的结构示意图。
[0037]
图6示出了本发明一个实施例中一个钢横梁与重力平衡式锚固体连接处的结构示意图。
[0038]
图7示出了本发明一个实施例中一个重力平衡式锚固体与桩承台连接处的结构示意图。
[0039]
图8示出了本发明一个实施例中一个锚固装置所应用于的柔性光伏支架系统的示意图。
[0040]
图9示出了本发明一个实施例中一个自平衡柔性光伏支架系统的布置方法的流程示意图。
[0041]
图10示出了本发明一个实施例中一个柔性光伏支架系统的布置过程中的部件示意图。
[0042]
图11示出了本发明一个实施例中一个重力平衡式锚固体的受力示意图。
具体实施方式
[0043]
应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。
[0044]
在本发明中，除非特别指出，“布置在
…
上”、“布置在
…
上方”以及“布置在
…
之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在
…
上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在
…
下或下方”，反之亦然。
[0045]
在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。
[0046]
在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。
[0047]
在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。另外，除非另行说明，本发明的不同实施例中的特征可以相互组合。例如，可以用第二实施例中的某特征替换第一实施例中相对应或功能相同或相似的特征，所得到的实施例同样落入本技术的公开范围或记载范围。
[0048]
在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本发明中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。
[0049]
另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。
[0050]
下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。
[0051]
图2a示出了本发明一个实施例中一个与柔性拉索连接的锚固装置的正视图，图2b示出了本发明一个实施例中一个与柔性拉索连接的锚固装置的俯视图，图2c示出了本发明一个实施例中一个锚固装置的俯视图。
[0052]
如图2a-c所示，所述锚固装置可以包括重力平衡式锚固体201、桩承台202、基础桩体203，柔性拉索包括组装索204以及调形索205。
[0053]
所述重力平衡式锚固体201与所述组装索204和所述调形索205连接，其中所述重力平衡式锚固体的主体构造有倾角以使得所述重力平衡式锚固体201的自重与所述组装索204和所述调形索205的拉力相平衡。所述桩承台202承载所述重力平衡式锚固体201并且与所述基础桩体203连接。
[0054]
进一步地，所述重力平衡式锚固体201可以包括第一重力平衡式锚固体2011以及第二重力平衡式锚固体2012。所述第一重力平衡式锚固体2011以及第二重力平衡式锚固体2012可以通过横梁206连接。其中所述第一重力平衡式锚固体2011以及第二重力平衡式锚固体2012形成竖向承重构件、所述横梁206形成水平承载构件。
[0055]
所述组装索204以及所述调形索205可以与所述重力平衡式锚固体201和\或所述横梁206连接。例如所述组装索204以及所述调形索205可以连接至所述横梁206上，其中所述组装索204以及所述调形索205将力传递至所述横梁206，所述横梁206再将力传递至所述第一重力平衡式锚固体2011以及第二重力平衡式锚固体2012。所述组装索204可以包括第一组装索2041以及第二组装索2042，所述调形索205可以包括第一调形索2051以及第二调形索2052。
[0056]
所述横梁206可以与所述第一重力平衡式锚固体2011以及所述第二重力平衡式锚固体2012形成门形的刚性框架，所述第一重力平衡式锚固体2011以及所述第二重力平衡式锚固体2012作为门形的刚性框架的立柱，所述横梁206作为所述第一重力平衡式锚固体2011以及所述第二重力平衡式锚固体2012的面外支撑。所述横梁206上还可以设置第一立柱2061以及第二立柱2062。其中所述第一组装索2041可以与所述横梁206相配合锚固入所述第一重力平衡式锚固体2011内，所述第二组装索2042可以与所述横梁206相配合锚固入所述第二重力平衡式锚固体2022内，所述第一调形索2051以及所述第二调形索2052分别通过所述第一立柱2061以及第二立柱2062与所述横梁206连接。
[0057]
在图3a-c中，实线箭头表示受力方向。图3a示出了本发明一个实施例中受柔性拉索作用的锚固装置的受力示意图。如图3a所示，在所述组装索204和所述调形索205的内力作用下所述重力平衡式锚固体201的第一侧301承受拉力，第二侧302承受压力。
[0058]
图3b示出了本发明一个实施例中受重力平衡式锚固体自重作用的锚固装置的受力示意图。如图3b所示，在所述重力平衡式锚固体201的自重作用下，所述重力平衡式锚固
体201的第一侧301承受压力，第二侧302承受拉力。此外所述基础桩体203包括第一基础桩体2031和第二基础桩体2032，所述第一基础桩体2031布置在靠近所述第一侧301处为所述锚固装置提供抗压力，所述第二基础桩体2032布置在靠近所述第二侧302处为所述锚固装置提供抗拔力。
[0059]
图3c示出了本发明一个实施例中受风载荷和重力平衡式锚固体自重作用的锚固装置的受力示意图。如图3所示，所述重力平衡式锚固体201的第一侧301承受拉力、第二侧302承受压力，所述第一基础桩体2031提供抗拔力，所述第二基础桩体2032承受抗压力。
[0060]
在所述重力平衡式锚固体201的自重作用下，所述重力平衡式锚固体201的第一侧301承受压力、第二侧302承受拉力；而在所述锚固装置与柔性光伏支架连接的工作状态下和受到风荷载作用下，所述重力平衡式锚固体201的第一侧301承受拉力、第二侧302承受压力，因此二者可以相互平衡。
[0061]
可以根据所述组装索204和所述调形索205的内力、光伏支架的高度以及所述重力平衡式锚固体201的自重计算所述重力平衡式锚固体的倾角α，以使得锚固装置适用于不同跨度的柔性光伏支架。所述重力平衡式锚固体201的倾角α可以在0
°
至60
°
。图4示出了本发明一个实施例中重力平衡式锚固体的倾角和自重进行调节后的锚固装置的结构示意图。如图4所示，其中通过调节倾角α、增加所示重力平衡式锚固体201自重以平衡不同的拉索拉力。
[0062]
横梁206可以使用钢筋混凝土梁或者工字钢、方钢等型钢构件。当所述横梁206使用不同的材料时，所述横梁206、所述重力平衡式锚固体201所述组装索204以及所述调形索205可以通过不同的方式进行连接。
[0063]
图5示出了本发明一个实施例中一个混凝土横梁与重力平衡式锚固体连接处的结构示意图。如图5所示，混凝土横梁501上可以设置套管(图中未示出)，所述组装索204以及所述调形索205通过所述套管与锚具502连接以将所述组装索204和所述调形索205锚固在混凝土横梁501上。
[0064]
图6示出了本发明一个实施例中一个钢横梁与重力平衡式锚固体连接处的结构示意图。如图6所示，在所述重力平衡式锚固体201上设置有预埋件601，钢横梁602可以焊接在所述预埋件601上。所述钢横梁602上可以设置加劲板603，其中所述组装索204以及所述调形索205通过锚具502与所述加劲板603连接。
[0065]
所述重力平衡式锚固体201可以使用预制或者现浇的钢筋混凝土柱(板)、异形剪力墙或者钢管混凝土，使得其实现双向抗弯、又具有足够自重。图7示出了本发明一个实施例中一个重力平衡式锚固体与桩承台连接处的结构示意图。如图7所示，所述重力平衡式锚固体201的主体为混凝土板，由于混凝土材料承受拉力的性能较差，可以在所述重力平衡式锚固体201的内部设置受力钢筋以提高所述重力平衡式锚固体201的受拉性能，其中在所述第一侧设置第一钢筋701、在所述第二侧设置第二钢筋702。所述重力平衡式锚固体201通过桩承台202将力传递到基础桩体203上，在不同工况下第一基础桩体2031和第二基础桩体2032需要提供抗拔力和抗压力以需要满足抗拔和抗压的要求。
[0066]
图8示出了本发明一个实施例中一个锚固装置所应用于的柔性光伏支架系统的示意图。如图8所示，所示柔性光伏支架系统其包括重力平衡式锚固体201、桩承台202、基础桩体203，组装索204、调形索205以及索间桁架801.在安装时，首先安装重力平衡式锚固体
201、桩承台202以及基础桩体203，再安装组装索204、调形索205以及索间桁架801。并且在安装组装索204、调形索205以及索间桁架801前需要通过支撑装置在所述重力平衡式锚固体201的第一侧301做支撑，当所述组装索204、调形索205张拉完成后在撤去所述支撑装置。
[0067]
图9示出了本发明一个实施例中一个自平衡柔性光伏支架系统的布置方法的流程示意图。如图9所示，该方法可以包括下列步骤：
[0068]
步骤901、布置基础桩体203。
[0069]
步骤902、在所述基础桩体203上布置桩承台202。
[0070]
步骤903、在所述桩承台202上布置重力平衡式锚固体201，并且将所述重力平衡式锚固体201与柔性拉索连接，其中将所述重力平衡式锚固体201与水平方向之间构造有倾角以使得所述重力平衡式锚固体201的自重与所述柔性拉索的拉力相平衡。
[0071]
图10示出了本发明一个实施例中一个柔性光伏支架系统的布置过程中的部件示意图。如图10所示，可以在所述基础桩体203上浇筑桩承台202，其中在所述桩承台202的表面上设置连接锚筋1001。并且在所述重力平衡式锚固体201的底部设置连接钢筋1002，将所述连接钢筋1002与所述连接锚筋1001连接以将所述重力平衡式锚固体201固定在所述桩承台202上。
[0072]
图11示出了本发明一个实施例中一个重力平衡式锚固体的受力示意图。如图11所示，可以通过调节倾角α、增加所示重力平衡式锚固体201自重以平衡不同的拉索拉力。其中倾角α的计算过程可以表示为下式：
[0073][0074]
其中g表示重力加速度、f1表示组装索的拉力、f2表示调形索的拉力、β表示调形索的拉力与水平方向的夹角、h表示柔性拉索的连接处合力中心点与桩承台表面之间的高度差、σc表示材料应力系数、bm表示重力平衡式锚固体与桩承台连接处截面宽度、hm表示重力平衡式锚固体与桩承台的连接处截面的长度、g表示重力平衡式锚固体的自重以及hc表示重力平衡式锚固体的重心与桩承台表面之间的高度差。
[0075]
尽管上文描述了本发明的各实施例，但是，应该理解，它们只是作为示例来呈现的，而不作为限制。对于相关领域的技术人员显而易见的是，可以对其做出各种组合、变型和改变而不背离本发明的精神和范围。因此，此处所公开的本发明的宽度和范围不应被上述所公开的示例性实施例所限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同替换来定义。

技术特征：
1.一种自平衡柔性光伏支架系统的布置方法，柔性光伏支架系统包括柔性拉索，其特征在于，包括下列步骤：布置基础桩体；在所述基础桩体上布置桩承台；以及在所述桩承台上布置重力平衡式锚固体，并且将所述重力平衡式锚固体与柔性拉索连接，其中所述重力平衡式锚固体与水平方向之间的倾角被构造为使得所述重力平衡式锚固体的自重与所述柔性拉索的拉力相平衡。2.根据权利要求1所述的自平衡柔性光伏支架系统的布置方法，其特征在于，所述重力平衡式锚固体包括第一和第二重力平衡式锚固体，其中将第一重力平衡式锚固体和第二重力平衡式锚固体通过横梁连接。3.根据权利要求2所述的自平衡柔性光伏支架系统的布置方法，其特征在于，所述柔性拉索包括组装索以及调形索，其中将所述组装索和所述条形索与所述重力平衡式锚固体和/或所述横梁连接。4.根据权利要求3所述的自平衡柔性光伏支架系统的布置方法，其特征在于，根据柔性拉索的拉力调节所述倾角α，表示为下式：其中g表示重力加速度、f1表示组装索的拉力、f2表示调形索的拉力、β表示调形索的拉力与水平方向的夹角、h表示柔性拉索的连接处合力中心点与桩承台表面之间的高度差、σ
c
表示材料应力系数、b
m
表示重力平衡式锚固体与桩承台连接处截面宽度、h
m
表示重力平衡式锚固体与桩承台的连接处截面的长度、g表示重力平衡式锚固体的自重以及h
c
表示重力平衡式锚固体的重心与桩承台表面之间的高度差。5.根据权利要求1所述的自平衡柔性光伏支架系统的布置方法，其特征在于，在所述基础桩体上浇筑桩承台，其中在所述桩承台的表面上设置连接锚筋；以及在所述重力平衡式锚固体的底部设置连接钢筋，将所述连接钢筋与所述连接锚筋连接后通过浇筑凝固体的方式将所述重力平衡式锚固体固定在所述桩承台上。6.根据权利要求2所述的自平衡柔性光伏支架系统的布置方法，其特征在于，将第一重力平衡式锚固体和第二重力平衡式锚固体通过混凝土横梁连接。7.根据权利要求6所述的自平衡柔性光伏支架系统的布置方法，其特征在于，在所述横梁上设置连接机构，并且将锚具通过所述连接机构与所述柔性拉索连接。8.根据权利要求7所述的自平衡柔性光伏支架系统的布置方法，其特征在于，将第一重力平衡式锚固体和第二重力平衡式锚固体通过钢横梁连接。9.根据权利要求8所述的自平衡柔性光伏支架系统的布置方法，其特征在于，将预埋件与所述钢横梁连接；以及将加劲板与所述柔性拉索通过所述锚具连接。10.一种柔性光伏支架系统，包括：柔性拉索，其包括组装索以及调形索；索间撑杆桁架，其布置于所述组装索以及所述调形索之间；
基础桩体；桩承台，其布置在所述基础桩体上；以及重力平衡式锚固体，其布置在所述桩承台上并且与柔性拉索连接，其中所述重力平衡式锚固体与水平方向之间的倾角被构造为使得所述重力平衡式锚固体的自重与所述柔性拉索的拉力相平衡，或通过重力平衡式锚固体的自重抵消大部分的拉索拉力。

技术总结
本发明涉及光伏支架技术领域。提出一种自平衡柔性光伏支架系统的布置方法，柔性光伏支架系统包括柔性拉索，该方法包括下列步骤：布置基础桩体；在所述基础桩体上布置桩承台；以及在所述桩承台上布置重力平衡式锚固体，并且将所述重力平衡式锚固体与柔性拉索连接，其中将所述重力平衡式锚固体与水平方向之间构造有倾角以使得所述重力平衡式锚固体的自重与所述柔性拉索的拉力相平衡。本发明通过将重力平衡式锚固体的主体构造有倾角以使得所述重力平衡式锚固体的自重与所述柔性拉索的拉力相平衡，避免了传统的锚固斜拉杆容易受到动力荷载的重复作用产生疲劳破坏的问题。荷载的重复作用产生疲劳破坏的问题。荷载的重复作用产生疲劳破坏的问题。


技术研发人员：高志升 王文彪 张永春 张志海
受保护的技术使用者：亿利资源集团有限公司 亿恒新能源（达拉特旗）有限公司
技术研发日：2023.04.07
技术公布日：2023/9/22