漂浮式水上光伏混凝土锚块初步设计

根据国家能源局下发的《太阳能利用十三五发展规划(征求意见稿)》及2015年底我国光伏累计装机总容量对比分析，我国“十三五”期间每年光伏装机容量约为20GW。在大家都为这20GW的土地与屋顶资源犯愁的时候，水上光伏的潜力却还没有被充分挖掘。据统计，中国有9.1万km²的湖泊，其中1km²以上的有2700多个；8.6万座水库总面积超3842万亩。仅以淡水水域资源来看，如果铺满可以安装光伏电站1.5万GW，即使只有10%，也可以安装1500GW，因此水上光伏开发潜力巨大未来大有可为。

水上光伏基础根据水深的不同，主要分为预制混凝土管桩基础和漂浮式基础两种，漂浮式基础又主要分为：传统浮筒+支架基础和光伏专用一体化浮筒基础。下面小编就以湖北省荆州市某水面为例，对光伏专用一体化浮筒基础水下混凝土锚块进行初步设计。由于此种形式的光伏方阵是由一个个小的单元(一块光伏板、一块主浮筒、一块副浮筒)组成，因此在实际计算时，化整为零，选取一个单元作为研究对象，进行混凝土锚块的初步设计。

光伏专用水面漂浮一体化浮筒光伏方阵与单元

参考规范

《建筑结构荷载规范》GB50009—2012

《光伏电站设计规范》GB50797—2012

荷载标准值计算

►恒荷载：

每块光伏组件的尺寸：1650mm×992mm×40mm

每块光伏组件的自重：18.5kg→0.1813KN

主浮筒重量：7kg→0.0686KN

副浮筒重：3.5kg→0.0343KN

恒荷载标准值：SGK=0.1813+0.0686+0.0343=0.2842KN

►风荷载：

根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

•项目所在具体位置：湖北荆州

基本风压:0.30KN/m2

•地面粗糙度类别：A

风振系数βz=1.09

风压高度变化系数μz=1.0

•浮筒固定倾角:

组件与水平地面的角度θ＝12°

负风压荷载体型系数μs＝-1.3(根据GB50797-2012)

•作用在组件上的逆风风荷载：

Wk=βz×μz×μs×Wo

=1.09×1.0×(-1.3)×0.30

=-0.425KN/m2

•作用在组件竖向方向的逆风风荷载：

F向上=-F*cos12=-0.681kN

荷载组合

最不利负载组合为：

1.0恒＋1.4风

=0.2842-1.4×0.681=-0.669KN

►混凝土锚块配重初步设计

根据(1.0永久荷载-1.4*1.0逆风荷载)

计算结果：

0.669÷9.8×1000=68.3kg

即每个光伏电池板需要68.3kg重的混凝土锚块来平衡风荷载。

考虑到水的浮力问题，设混凝土锚块体积为V

(混凝土的密度2500kg/m3、水的密度为1000kg/m3)

ρ混V-ρ水V=68.3

V=0.0455m3

m=0.0455×2500=113.75kg

则一个光伏板配混凝土锚块重113.75kg。

以上即为光伏专用一体化浮筒混凝土锚块配重初步设计过程，如有错误，敬请指正。