漂浮式光伏电站漂浮方阵的锚泊计算研究

漂浮式光伏电站通常为漂浮于开阔水面上的矩形方阵。为了保证漂浮式光伏电站的安全性,提高其发电效率,文章对其锚泊问题进行了研究。文章以170 m×170 m漂浮方阵为研究对象。为了解决大型多浮体锚泊力无法直接求解的问题,提出了采用计算流体力学(CFD)方法对漂浮方阵的风载荷、流载荷进行计算。此外,基于刚体化光伏电站漂浮方阵的方法,采用势流理论计算了漂浮方阵的波浪载荷,近似求解了该光伏方阵的锚泊力。最后,基于各个环境载荷,建立锚泊计算简化模型,对漂浮方阵锚泊系统的张力和偏移进行了评估。研究成果为漂浮式光伏电站漂浮方阵锚泊问题的研究提供参考。     

漂浮式光伏电站中漂浮方阵的流荷载数值预报研究

漂浮式光伏电站遭遇突发泄洪等极端情况时流荷载骤增,对漂浮方阵的整体安全构成威胁,正确评估漂浮方阵的流荷载变得十分重要。以国家能源菏泽发电有限公司建设的某大型漂浮式光伏电站为例,首先基于计算流体力学(CFD)方法对单个浮体模型所受流荷载进行数值研究,确定符合计算要求的最优网格数量;然后通过计算光伏组件以10行10列(即10×10)方式排布的漂浮方阵在0°～90°流向角下的流荷载,得到该漂浮方阵最大流荷载流向和初步的流荷载分布规律;最后通过对比分别利用3D、2.5D和2D计算方法得到的30×28漂浮方阵流荷载计算结果,完成了195×98漂浮方阵整体流荷载的预测。研究结果显示：1)不同流向角下,0°流向角时漂浮方阵所受的流荷载最大,随着流向角增大流荷载逐渐减小;当流向角为90°时,流荷载达到最小值,仅为0°流向角时的48%左右。2) 0°流向角时,迎流第1行浮体所受流荷载最大,受遮蔽效应影响,后续各行的流荷载逐渐减小。3)漂浮方阵所受流荷载基本不随列变化;30×28漂浮方阵中间某列采用2D和2.5D计算方法得到的漂浮方阵流荷载与采用3D计算方法所得的结果一致。研究成果可为漂浮式光伏电站等类似...     

资源集约化条件下水面漂浮式光伏发电系统的研究及应用

中国光伏产业蓬勃发展，巨大的光伏市场促进了光伏发电系统效率提升、系统成本下降，给技术改造创造了空间。利用泰和20 MW渔光互补光伏电站原有鱼塘水面已布置光伏组件后剩余的空间进行技术改造，增补了400 kW水面漂浮式光伏发电系统。从光伏组件布置、系统结构设计、建设成本分析等3个方面，对新增光伏发电系统分别采用水面漂浮式光伏发电系统和传统渔光互补光伏发电系统这两种方案的建设结果进行对比分析。结果表明：采用水面漂浮式光伏发电系统可减少建设成本，增加土地利用率。研究结果可为今后相似工程设计提供参考。     

水上光伏电站应用技术与解决方案

以渔光互补为基础的水上光伏电站是"光伏+"的重要应用形式。本文重点介绍了水上光伏电站的应用形式和设计与施工要点,根据水域可分为桩基固定电站和水面漂浮电站,并对两者进行了简单的技术经济性评价。     

水上光伏电站设计要点和经济性分析

从技术角度介绍水上光伏电站的基本形式——桩基固定电站和水面漂浮式电站,着重从发电量估算、设备选型和基础形式选择,阐述两种基本形式的水上光伏电站特点及设计要点,并给出初步方案。通过分析水上光伏工程量变化因素、特殊设备单价、发电量变化等,计算不同形式水上光伏电站的收益情况。研究表明,水上光伏电站的收益比传统地面电站的收益相对较好,水面漂浮电站经济性更好的结论。     

基于双目视觉位移视频监控技术的漂浮式水上光伏电站浮筒位移监测的研究

漂浮式水上光伏电站是通过在水面建设浮筒平台,将光伏组件安装在浮筒上进行发电,此类电站不占用土地,且水体对光伏组件有冷却效应,可以抑制光伏组件表面温度的上升,从而使光伏电站可以获得更高的发电量。但漂浮式水上光伏电站的浮筒会随着水位、季风等外在环境因素的变化而发生位移,导致照射到光伏组件的太阳入射角发生改变,从而影响光伏组件的发电量,造成较大的经济损失;而且当浮筒发生位移时,锚固系统的钢缆所受到的牵引力也会发生变化,而长时间的位移变化将严重影响漂浮式水上光伏电站的使用寿命。详细阐述了通过双目视觉位移视频监控技术实现对漂浮式水上光伏电站浮筒的位移监测,当浮筒的位移超过警戒线时,报警信号会显示于人机界面,光伏电站运维人员可及时发现并进行处理。     

水上光伏电站应用技术与解决方案

介绍水上光伏电站的应用形式、设计与施工要点、设备选型、运营维护,以及发电量与经济性评估等。其中重点介绍水上光伏电站的应用形式和设计与施工要点,根据水域特点可分为桩基固定电站和水面漂浮电站,并对两者进行简单的技术经济性评价。此外,通过实际发电数据和理论分析,水上光伏电站比地面电站发电量高约5%~7%。该文对于水上光伏电站的应用和推广有积极的指导意义。     

山地光伏电站的近场阴影模拟研究

结合复杂山地地形条件下光伏组件的布置方案，基于PVsyst软件和Helios 3D软件建立了山地光伏电站三维近场阴影仿真模型，以模拟计算近场阴影遮挡损失修正系数；另外根据项目建设区域内实际的光伏组件倾角和光伏方阵方位角，结合光伏电站朝向替代计算，得到近场阴影遮挡损失修正系数；最后对3种计算方案得到的近场阴影遮挡损失修正系数与该项目实际值进行对比。研究结果表明：由于山地光伏电站项目建设区域地形中的坡度、坡向变化对光伏组件倾角、光伏方阵方位角存在影响，导致山地场景下的近场阴影遮挡损失修正系数比平地场景下的更大。提出的Helios 3D模拟计算方案和公式计算方案同样适用于其他山地光伏电站，可以对特定地形条件下光伏发电系统的阴影情况进行模拟，以评估光伏组件倾角、光伏方阵方位角对近场阴影遮挡损失修正系数的影响，可为精细化评估山地光伏电站中光伏组件布置方案对近场阴影遮挡损失修正系数的影响程度提供合理的分析、研究方案。     

水平往复荷载下砂性地基PHC管桩抗震性能分析

为研究水平往复荷载下砂性地基预应力高强混凝土(PHC)管桩的抗震性能,采用有限元软件ABAQUS建立三维PHC管桩-砂土模型进行非线性分析。通过对比有限元分析结果和试验结果,验证了该模型的可靠性。通过在桩顶施加水平往复荷载,利用该有限元模型分析了PHC管桩滞回特性、位移延性、耗能能力和累积损伤,研究了轴压比、入土深度、砂土内摩擦角和孔隙比等因素对PHC管桩抗震性能的影响。计算结果表明,水平往复荷载下PHC管桩和桩周砂土逐渐产生塑性且塑性区逐渐扩大;减小轴压比或砂土孔隙比、增大入土深度或砂土内摩擦角均可改善砂性地基中PHC管桩的位移延性和耗能能力,降低PHC管桩的累积损伤,提高PHC管桩抗震性能;轴压比是影响PHC管桩抗震性能的重要因素。研究成果可为PHC管桩码头抗震设计提供参考。     

大型地面光伏电站中光伏方阵容量的优化设计

随着光伏组件光电转换效率的提高,以及逆变器单机功率的增大,大型地面光伏电站中光伏方阵容量也从1 MW、1.6 MW、2.5 MW逐渐增大到3.125 MW。以新疆维吾尔自治区吐鲁番地区的气候条件为例,对在该地区建设的大型地面光伏电站中光伏方阵容量分别选择3.125 MW和6.25 MW时的经济性及可行性进行了分析。结果显示:光伏方阵容量为6.25 MW时,其单瓦造价与光伏方阵容量为3.125 MW时的单瓦造价基本持平,因此在该地区选择6.25 MW光伏方阵容量的优势不明显。     

某水面光伏电站支架与基础连接型式设计探讨

水面光伏电站中,发电场结构设计的重点与难点在于光伏支架与基础连接型式的选择。文中以某工程为参考,通过对抱箍式和与桩顶预埋件焊接式连接型式的对比分析,为工程选取经济性较高的连接方案。     

PHC管桩在湿陷性黄土地区的应用

高强度预应力混凝土管桩（PHC）广泛应用于高层建筑及水利水电工程基础。通过PHC管桩在西安地区工程中的施工情况、试验结果、经济性对比,探讨了在7度湿陷性黄土地区,高层建筑中PHC桩在采用合理的施工工艺条件下的可行性及注意事项。     

东北寒冷地区水面漂浮式光伏电站关键技术综述

重点论述了关门山水库水上光伏电站在建设中使用的新技术、新材料、新工艺,即光伏组件倾角的设计、浮体材料的选择及锚固技术的实施.在设计及施工过程中,设计人员做出了大胆的探索和尝试.尤其是对组件倾角的选择,第一次在水面光伏设计中选用了20°倾角,此技术为国内首创.同时,对浮体使用的新材料进行了翔实的介绍和材料比选,展示了为本站量身打造的沉锚施工方案,并介绍了整个施工过程,为寒区水面光伏电站建设提供了参考.     

光伏电站漂浮方阵波浪载荷数值分析研究

采取船舶与海洋工程通用软件SESAM,在鄱阳湖环境条件下,针对170 m×170 m大型漂浮方阵开展波浪载荷数值分析研究,研究在单位波幅规则波作用下漂浮方阵的波浪载荷随行列的变化规律,根据此规律获得整体漂浮方阵的波浪载荷,并据此计算50年一遇的极端条件下漂浮方阵所受的波浪载荷,为漂浮式光伏电站的系泊设计提供基础性数据及技术支持。     

漂浮式水上光伏电站锚泊系统设计方法

以漂浮式水上光伏电站的锚泊系统设计为研究对象,提出一种考虑环境水位、荷载变化与系泊定位要求的快速设计方法。该设计方法可确保浮体的运动范围在高、低环境水位工况和极限风压作用下均处于设计容许范围之内,且锚链的强度和浮体净浮力也满足设计要求。通过一个具体的漂浮式水上光伏工程算例,对该设计方法进行详细介绍。     

一体式漂浮光伏发电站子方阵优化设计

目前光伏电站发电厂区的系统接线方式存在设计、施工的随意性,很多设计方案都带有不同设计人员的自我习惯,而未在设计阶段考虑电缆的不同敷设路径和方法带来的经济效益。本文针对漂浮式发电站,从光伏发电站的关键设备选择入手,详细论述了一体式漂浮光伏发电站子方阵的典型设计方案及各个环节的优化设计,由此在一定程度达到降低光伏系统成本、走线便利、设备维护方便等优势。     

山地光伏支架及其新型基础形式的应用分析

由于国家对能源的战略部署及其规划，山地光伏电站得到了迅速发展，为提高此类光伏电站的设计质量，增加其经济效益，以山地光伏电站的光伏支架(下文简称为“山地光伏支架”)结构及其基础形式为研究对象，对山地光伏支架设计采用固定式可调支架的必要性及其优势进行分析，并对设计、施工时的控制要点进行说明；对能与固定式可调光伏支架结合的微孔钢管灌注桩基础的受力性能及其优势进行介绍，并指出了其设计控制参数。以期可为固定式可调光伏支架及其微孔钢管灌注桩基础的设计应用及推广提供一个安全、经济的比选方案。     

水面漂浮式光伏电站的经济性分析

地面光伏电站会占用大量土地且其发电效率受到光伏组件工作温度的限制，但水面漂浮式光伏(FPV)电站不仅可提升发电效率，还能在一定程度上缓解用地紧张等问题。太阳电池在水体附近的工作温度低于其在空气中的工作温度，太阳电池的负温度系数特性使其在FPV电站的光电转换效率提高，从而使电站整体发电效率提高。对FPV电站采用的太阳电池的工作温度进行分析，并以山东大学热科学与工程研究中心的学者得出的“FPV电站中太阳电池的实际光电转换效率比地面光伏电站中太阳电池的高1.58%～2.00%”研究结论为理论依据，从年发电量、投资成本、投资回收期和平准化度电成本(LCOE) 4个方面对FPV电站的经济性进行分析；最后对几种可再生能源发电方式与FPV电站相结合形成的混合型电站的设计方式进行介绍。分析结果显示：FPV电站的LCOE可低至0.4元/kWh。发电效率高、占地面积小、LCOE低且对水体起到保护作用等优势使FPV电站的未来发展前景可观。     

光伏电站中光伏组件串联数的新设计思路

在对光伏电站的光伏方阵进行设计时,行业内大部分设计人员在计算光伏组件串联数时往往会忽略"光伏组件工作条件下的极限温度"与"气象极限温度"二者的区别,习惯上采用气象极限温度来计算光伏组件串联数.通过分析光伏组件工作条件下的极限温度与气象极限温度的区别,指出了常规计算时采用气象极限温度取值存在的问题,拓宽了看待光伏组件工作...     

基于实例分析ESE避雷针在海外光伏电站中的应用

大型光伏电站由于占地面积大且多位于空旷多雷区,易遭受雷击。分析了光伏电站雷击危害,针对海外光伏发电项目,提出在光伏场区采用预放电(ESE)避雷针的方法,ESE避雷针具有体积小、阴影小、保护半径大等优点。结合实际光伏电站,提出了采用ESE避雷针时的设计方案,比较了ESE避雷针方案和常规避雷针方案的经济性。实际运行结果表明：ESE避雷针可以规范、有效、经济的保证光伏电站的安全运行。