光伏電站土建設(shè)計原則分析

黃 彬

（中油電能電力研究設(shè)計院，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

隨著能源需求量的不斷增長，新能源在城市建設(shè)和經(jīng)濟發(fā)展中所發(fā)揮的作用越來越大，其中光伏發(fā)電已成為一種廣泛應(yīng)用的新型能源，因此光伏電站的建設(shè)直接關(guān)系到了新能源的合理利用。土建工程是光伏電站工程的重要組成部分，其設(shè)計直接影響光伏電站的建設(shè)水平。因此，如何合理設(shè)計光伏電站的土建結(jié)構(gòu)，降低其建設(shè)和運營成本，提高發(fā)電效率，是當前光伏電站建設(shè)中亟需解決的重要問題。

1 光伏電站土建設(shè)計中存在的問題

在目前的光伏電站土建設(shè)計中，受多種因素影響仍舊存在著一些問題：

首先，地基設(shè)計方面。光伏電站的地基結(jié)構(gòu)是光伏組件的支撐平臺，直接影響光伏組件的穩(wěn)定性和使用壽命，但是在實際設(shè)計中由于缺乏對地基土壤力學特性的充分了解和考慮，導(dǎo)致地基設(shè)計不充分，在后期施工中容易引起光伏組件變形、損壞或脫落等問題；

其次，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方面。光伏電站的鋼結(jié)構(gòu)是支撐光伏組件的關(guān)鍵部分，需要承受光伏組件和外部環(huán)境的重壓和風險，在光伏電站土建設(shè)計中由于缺乏對鋼結(jié)構(gòu)特性和受力分布的了解，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計不充分，使得光伏組件的受力不平衡、安裝不牢固或者脆弱易碎等問題；

再次，電纜敷設(shè)方面。光伏電站的電纜是將光伏組件發(fā)電的電能輸送到集電箱或變電站的關(guān)鍵部分，需要保證電纜敷設(shè)的規(guī)范性和可靠性，然而在實際設(shè)計中缺乏對電纜走線和敷設(shè)環(huán)境的充分了解和考慮，導(dǎo)致電纜敷設(shè)出現(xiàn)問題，引發(fā)了電纜損壞、漏電、火災(zāi)等問題；

最后，工程設(shè)計方面。光伏電站建設(shè)地點通常是在野外環(huán)境，存在一些自然災(zāi)害和外力干擾等因素，如強風、雷擊等，容易導(dǎo)致電站損壞和人身傷害，在光伏電站土建設(shè)計中，必須充分考慮各種可能的安全隱患和風險因素，并采取相應(yīng)的安全措施和防護措施，以確保工人和電站設(shè)備的安全。

2 光伏電站土建設(shè)計原則

2.1 選址原則

合理的選址是光伏電站建設(shè)的第一步，也是在光伏電站土建設(shè)計中必須考慮的重要問題，在光伏電站選址環(huán)節(jié)需要綜合考慮多種因素。光伏電站的建設(shè)對地質(zhì)條件有一定要求，選址時需考慮場地的地質(zhì)構(gòu)造、土壤性質(zhì)和地下水位等因素，確保施工區(qū)域應(yīng)具備良好的承載能力和穩(wěn)定性，避免地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。同時，在光伏電站選址時還需考慮交通的便利程度，場地距離主干道的距離以及道路交通狀況，為了方便光伏電站的建設(shè)和維護，選址最好是距離城市或城鎮(zhèn)較近，交通便利的場地。此外，光伏電站的發(fā)電需要接入電網(wǎng)才能實現(xiàn)功效，選址時需考慮場地的接入電網(wǎng)能力以及供電能力，并且要符合環(huán)保要求，選擇遠離人口密集區(qū)和敏感生態(tài)環(huán)境的區(qū)域。

2.2 圍墻設(shè)計原則

首先，根據(jù)光伏電站的建設(shè)需求選擇合適的圍墻類型，常見的圍墻類型包括混凝土墻、磚墻、鐵藝圍墻等，需要根據(jù)光伏電站的地理位置、氣候條件、安全要求、建設(shè)成本等方面進行綜合考慮；圍墻的高度需要根據(jù)光伏電站的安全要求來確定，注意防止外來人員和動物的入侵；其次，圍墻設(shè)計需要考慮其環(huán)保性，可以通過選擇環(huán)保材料、進行節(jié)能設(shè)計、增加綠化等方式來提高圍墻的環(huán)保性，并且要將圍墻的施工和維護成本納入整體設(shè)計考量中，選擇合適的材料和施工方式來降低成本，選擇易于維護的設(shè)計方案；再次，圍墻的通行性也是圍墻設(shè)計中需要考慮的一個重要因素，圍墻設(shè)計要滿足內(nèi)外的通行需求，并合理設(shè)置圍墻的出入口，以保證通行的安全和便利，采用一些防護措施，例如加裝攝像頭、安裝報警器等，以提高圍墻的安全性。

2.3 支架基礎(chǔ)設(shè)計原則

首先，在支架基礎(chǔ)設(shè)計環(huán)節(jié)需要充分了解施工區(qū)域的地質(zhì)、土質(zhì)、地形、水文等情況，確定地基的承載能力和適宜的基礎(chǔ)類型，常見的基礎(chǔ)類型包括深基礎(chǔ)和淺基礎(chǔ)，根據(jù)地質(zhì)勘察結(jié)果和支架的高度、重量等參數(shù)，可以確定適宜的基礎(chǔ)類型。其次，根據(jù)支架的尺寸和重量，計算出適宜的基礎(chǔ)尺寸，基礎(chǔ)尺寸應(yīng)該能夠保證支架穩(wěn)定固定在地面上，同時要考慮周圍環(huán)境的影響，如風壓、溫度、雨水等，基礎(chǔ)材料選擇質(zhì)量好、強度高、耐腐蝕的材料，常用的基礎(chǔ)材料有鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等[1]；再次，基礎(chǔ)施工應(yīng)該按照設(shè)計要求，注意基礎(chǔ)的混凝土澆筑質(zhì)量、鋼筋布置、基礎(chǔ)與支架的連接方式等問題。

2.4 綜合樓的設(shè)計原則

首先，綜合樓的布局應(yīng)該考慮到電站的整體布局和運行流程，盡量減少設(shè)備之間的距離，方便設(shè)備維護和管理，同時應(yīng)該考慮到電站的防盜、防火等要求，將入口、出口和門窗設(shè)置在安全合理的位置。其次，綜合樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該保證其穩(wěn)定性、耐久性和安全性，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該考慮到地形地貌、地震等自然因素和建筑物的使用壽命等因素，同時還應(yīng)該考慮到綜合樓的功能需求，如房屋內(nèi)部的裝修和設(shè)備安裝等要求；再次，綜合樓的設(shè)計需要考慮到供暖和通風的問題，保證房屋內(nèi)部的舒適度，為了保證室內(nèi)溫度和濕度的穩(wěn)定性，可以使用空調(diào)、地暖等供暖方式，并合理設(shè)置通風口，增加室內(nèi)空氣流通，綜合樓的電力設(shè)計應(yīng)該考慮到電站的用電需求，確定電纜的走線方案和電纜的容量等；最后，綜合樓的消防設(shè)計應(yīng)該考慮到電站的火災(zāi)防范和滅火措施，配置適量的滅火器材和安裝火災(zāi)自動報警系統(tǒng)，同時保證滅火器材的使用和管理，提高滅火的效果。

2.5 總圖運輸設(shè)計和豎向布置設(shè)計原則

光伏電站土建設(shè)計中的總圖運輸設(shè)計和豎向布置設(shè)計是指對光伏電站內(nèi)部設(shè)備和構(gòu)件的整體規(guī)劃和布置，以滿足電站運營和維護的需求。總圖運輸設(shè)計主要包括光伏電站的總平面布置和各組件之間的相對位置，需要考慮到建筑物的布置、設(shè)備的組合及其之間的通道、交通道路等因素。在總圖運輸設(shè)計中，需要遵循合理化布局的原則，即布置合理、布局緊湊、功能齊全、相互協(xié)調(diào)。同時，還需要根據(jù)電站的設(shè)備要求，合理規(guī)劃各個功能區(qū)域的位置和大小，實現(xiàn)電站內(nèi)部的設(shè)備和人員流動的最佳效果。

豎向布置設(shè)計是指光伏電站內(nèi)各組件的垂直布置，在豎向布置設(shè)計中需要考慮到組件之間的陰影遮擋、通風散熱、雨水排放等問題。同時，還需要考慮到光伏組件的安裝角度和朝向，以保證其最大化的發(fā)電效率。在支架基礎(chǔ)設(shè)計中，還需要根據(jù)地形地貌和土質(zhì)情況，確定支架的高度、支撐方式和材質(zhì)等參數(shù)，以保證支架的穩(wěn)定性和可靠性。

3 結(jié)語

光伏電站土建設(shè)計是光伏電站建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，在實際設(shè)計中需要充分考慮多種因素，采取科學合理的設(shè)計策略，確保光伏電站的設(shè)計質(zhì)量和建設(shè)效果。同時，隨著光伏技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，光伏電站建設(shè)也日益趨于規(guī)模化和智能化。因此，在光伏電站土建設(shè)計中，需要結(jié)合先進的技術(shù)手段，不斷優(yōu)化設(shè)計方案，提高設(shè)計水平。