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淺談水面漂浮光伏電站安全—— 一張鳥瞰圖引發(fā)的思考
日期:2018-05-21   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:xufei 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
編者按:最近,一組谷歌地圖照片在國(guó)外漂浮電站圈中流傳,照片是安徽淮南某漂浮電站施工現(xiàn)場(chǎng)的鳥瞰圖。
 

 
照片顯示,建設(shè)過(guò)程中的電站發(fā)生了意外情況,臨近的浮島之間有碰撞,有的浮島部分被撕裂。雖然沒有采訪到浮島建設(shè)方,但是經(jīng)和專家溝通,判斷發(fā)生這種情況的很有可能是一場(chǎng)大風(fēng)導(dǎo)致的。
 
漂浮光伏電站是近年才興起的一種光伏電站形式,因其不占用寶貴地面、鋪設(shè)密度高、建設(shè)速度快等優(yōu)點(diǎn)迅速走紅,2017年國(guó)內(nèi)漂浮電站的新增建設(shè)規(guī)模超過(guò)350MW。在漂浮電站快速發(fā)展的過(guò)程中,個(gè)別廠家沒有深入了解浮筒的選材和生產(chǎn)工藝,產(chǎn)品沒有經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期系統(tǒng)測(cè)試,匆忙上馬;同時(shí),個(gè)別項(xiàng)目過(guò)分強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目周期和并網(wǎng)節(jié)點(diǎn),在浮島的設(shè)計(jì)、浮筒選材方面工夫沒有做細(xì);會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目很快暴露出各種各樣的問(wèn)題,而后期運(yùn)維也會(huì)麻煩不斷。
 
漂浮電站浮島的設(shè)計(jì)同樣是個(gè)系統(tǒng)的工作。漂浮電站的設(shè)計(jì)需要考慮兩個(gè)層面的因素:1)全局層面:浮島整體的設(shè)計(jì),既包括浮島本身的位置、形狀和尺寸,也包括浮島的錨固系統(tǒng)。2)局部層面:浮島選用的浮筒、固定支撐系統(tǒng)和錨固材料,這些都是構(gòu)成浮島的基礎(chǔ)“零件”。這兩個(gè)層面也相互影響和制約,只有在充分了解兩個(gè)層面的特點(diǎn)后,才能做出合理的設(shè)計(jì)方案,確保建設(shè)的漂浮電站能夠在服役期內(nèi)安全運(yùn)行。
 
現(xiàn)就浮島設(shè)計(jì)的兩個(gè)層面之間的關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)要剖析。對(duì)浮島的整體設(shè)計(jì),通常要達(dá)到如下幾方面目標(biāo):合理利用水面面積,優(yōu)化電站布線路由,便于運(yùn)維,減少對(duì)水路交通的影響,方便錨固施工、保證的系泊安全等。其中浮島尺寸,一方面取決于水面浮島的規(guī)劃,但另一方面取決于浮島的風(fēng)載和浮筒連接耳之間的強(qiáng)度。第一方面容易理解,不再展開。就第二方面略作展開。目前的浮島錨固度是在浮島的外圍周邊布置的,通常錨線上端連接到浮島外圍一圈浮筒上。而浮島的浮筒上有組件,在有風(fēng)的情況下,浮島水面以上部分會(huì)受到與風(fēng)速同向的載荷,為了保持浮島的位置,錨固系統(tǒng)會(huì)來(lái)抵抗相應(yīng)的風(fēng)載,在這種情況下,浮島既受到風(fēng)力作用,又受到錨固系統(tǒng)的作用,浮島在載荷和錨固反力下受到撕扯,可以想象,浮島面積越大,風(fēng)載越大,浮島受到的撕扯越嚴(yán)重。如果浮島尺寸過(guò)大會(huì)導(dǎo)致風(fēng)載過(guò)大,超過(guò)了浮島連接耳承受的上限,就會(huì)造成浮島的撕裂。換句話說(shuō),浮島的尺寸是有上限的。故而,在環(huán)境條件確定的情況下,要想增加浮島的尺寸,必須提高浮筒的整體強(qiáng)度,尤其是浮筒連接耳、連接銷的強(qiáng)度,確保浮島不被撕裂。同時(shí),從錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度來(lái)看,也要增加錨點(diǎn)的個(gè)數(shù)或單個(gè)錨點(diǎn)的強(qiáng)度,確保錨固系統(tǒng)能夠承受對(duì)應(yīng)的載荷。
 
從上面簡(jiǎn)單的分析可以看出,浮島的大小、錨固系統(tǒng)和浮筒本身強(qiáng)度等均是相互影響和關(guān)聯(lián)的。在實(shí)際系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,除了浮島本身設(shè)計(jì)外,錨固系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的,如果設(shè)計(jì)不當(dāng),不能有效承受風(fēng)載,導(dǎo)致浮島偏離設(shè)計(jì)位置,或者錨固系統(tǒng)水平面剛度過(guò)小,浮島在外載荷左右下偏移過(guò)大,都很容易發(fā)生浮島之間的碰撞,造成浮筒和組件的破壞。更進(jìn)一步,錨固系統(tǒng)必須考慮水位的變化,在任何情況下,都不能把浮島拉壞。如果浮島所處的環(huán)境比較復(fù)雜,不光有風(fēng),還有水流和波浪的情況,浮島系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更加要謹(jǐn)慎和周全了。
 
根據(jù)相關(guān)資料的統(tǒng)計(jì),影響工程造價(jià)的可能性75%―95%都是在工程設(shè)計(jì)階段,所以,設(shè)計(jì)階段對(duì)工程造價(jià)的影響是巨大的。要想在后期施工和運(yùn)維階段順利,對(duì)于漂浮光伏電站這一新生事物的設(shè)計(jì)要有敬畏之心。在前期把工作做的扎實(shí)一點(diǎn),對(duì)各方面的要求嚴(yán)格一點(diǎn),對(duì)各種可能出現(xiàn)的工況做好充分的技術(shù)準(zhǔn)備,才能降低浮島的風(fēng)險(xiǎn),減少事故的發(fā)生。

原標(biāo)題:淺談水面漂浮光伏電站安全—— 一張鳥瞰圖引發(fā)的思考
 
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