中國報(bào)告大廳網(wǎng)訊，隨著全球?qū)η鍧嵞茉葱枨蟮牟粩嘣鲩L，光伏發(fā)電技術(shù)在各種復(fù)雜地形條件下的應(yīng)用日益廣泛。在沙漠、戈壁等沙支荒地區(qū)建設(shè)大型新能源基地，已成為推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要路徑。這類地區(qū)通常地形起伏大、沙丘移動(dòng)頻繁，傳統(tǒng)光伏支架在適應(yīng)性和經(jīng)濟(jì)性方面面臨挑戰(zhàn)。近年來，柔性光伏支架憑借其高凈空、大跨距的特點(diǎn)，在復(fù)雜地形項(xiàng)目中展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢，尤其在土地集約利用和地形適應(yīng)性方面表現(xiàn)突出。以下是2025年光伏支架行業(yè)技術(shù)特點(diǎn)分析。

  一、光伏支架在沙漠環(huán)境中的選型需兼顧地形適應(yīng)性與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性

  沙漠區(qū)域地表以粉細(xì)砂為主，地層松散，承載力普遍較低，且存在流動(dòng)沙丘等不良地質(zhì)作用。在這一條件下，光伏支架的選型需重點(diǎn)考慮其對地形的適應(yīng)能力、抗風(fēng)穩(wěn)定性以及基礎(chǔ)工程的可行性。傳統(tǒng)固定支架雖結(jié)構(gòu)簡單、安裝便捷，但跨距有限，一般在4.5米以下，樁基數(shù)量多，在沙丘起伏區(qū)施工難度大、用地效率低。柔性支架則通過鋼索張拉形成大跨距結(jié)構(gòu)，跨距可達(dá)20至60米，樁基數(shù)量顯著減少，更能適應(yīng)沙漠地形的起伏變化。在風(fēng)電荷載較大、地表承載力弱的沙荒環(huán)境中，柔性支架通過預(yù)應(yīng)力設(shè)計(jì)與雙層索系結(jié)構(gòu)，可有效控制變形、提升整體穩(wěn)定性，為沙漠光伏項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了新的方向。

  二、光伏支架的柔性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需依托非線性分析與參數(shù)化建模

  《2025-2030年中國光伏支架行業(yè)發(fā)展趨勢分析與未來投資研究報(bào)告》顯示，柔性光伏支架在受力上表現(xiàn)出明顯的幾何非線性特征，其剛度和形態(tài)穩(wěn)定性高度依賴于預(yù)應(yīng)力的設(shè)置與索系的布置。通過有限元非線性分析方法，可建立符合沙漠場地特征的初始結(jié)構(gòu)模型，進(jìn)而優(yōu)化索內(nèi)力分布與構(gòu)件尺寸。在本文所述項(xiàng)目中，采用跨距38米的雙層索系體系，上弦為穩(wěn)定索，下弦為承重索，通過三角支撐連接，形成空間受力系統(tǒng)。在荷載方面，除結(jié)構(gòu)自重與光伏板載荷外，需重點(diǎn)考慮風(fēng)荷載、雪荷載及溫度作用的影響。例如，基本風(fēng)壓取0.42千牛每平方米，風(fēng)振系數(shù)結(jié)合地形復(fù)雜度取為1.633。經(jīng)計(jì)算，在各類荷載組合下，鋼索最大內(nèi)力均未超過其破斷力的一半，索間支撐構(gòu)件的應(yīng)力與長細(xì)比也滿足規(guī)范要求，說明該光伏支架結(jié)構(gòu)在沙漠風(fēng)環(huán)境中具有可靠的安全儲(chǔ)備。

  三、光伏支架的經(jīng)濟(jì)性對比顯示柔性方案在用地集約方面具有優(yōu)勢

  從全生命周期成本角度分析，柔性光伏支架的初始單位造價(jià)約為傳統(tǒng)固定支架的1.2倍，主要因端部錨樁規(guī)模較大、用材要求較高。然而，柔性支架在連續(xù)多跨布置時(shí)經(jīng)濟(jì)效益顯著提升，可比單跨方案降低約28.2%的單位造價(jià)。同時(shí)，柔性支架在土地利用上表現(xiàn)突出，相同容量下占地面積僅為固定支架的88.3%，尤其適合沙丘間隔大、地形不規(guī)則的場址。盡管柔性支架的年等效發(fā)電小時(shí)數(shù)約為固定支架的94%，發(fā)電效率略低，但其在節(jié)省土地、減少樁基數(shù)量、適應(yīng)原始地貌等方面的綜合優(yōu)勢，使得在沙漠光伏基地中部分采用柔性支架具備技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。

  四、光伏支架的大跨距應(yīng)用仍面臨地基約束與施工挑戰(zhàn)

  盡管柔性光伏支架在跨距增大時(shí)單位用鋼量減少、經(jīng)濟(jì)性增強(qiáng)，但其對端部樁基的承載力與水平約束要求也相應(yīng)提高。在沙漠地區(qū)，地表多為松散粉細(xì)砂，樁側(cè)摩擦阻力小，土體對樁身的約束弱，較大水平位移可能影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。本項(xiàng)目將跨距控制在38米，正是基于地基條件的現(xiàn)實(shí)約束。此外，在沙丘高差大、存在移動(dòng)沙丘或陰影遮擋的區(qū)域，光伏支架的中部與邊部樁基露出地面高度較大，不僅增加材料用量，也給施工安裝與后期維護(hù)帶來困難。因此，在實(shí)際工程中，需結(jié)合具體地形、地基承載力及風(fēng)載特點(diǎn)，合理確定跨距與布置形式，在結(jié)構(gòu)安全與經(jīng)濟(jì)性之間取得平衡。

  綜上所述，柔性光伏支架憑借其大跨距、高凈空、地形適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在沙漠及沙支荒地區(qū)光伏項(xiàng)目建設(shè)中具有重要的應(yīng)用潛力。未來，隨著材料技術(shù)與施工工藝的進(jìn)步，柔性光伏支架的跨距潛力與經(jīng)濟(jì)性有望進(jìn)一步提升，為沙漠光伏規(guī)模化開發(fā)提供更可靠的結(jié)構(gòu)解決方案，同時(shí)也為相關(guān)新技術(shù)、新產(chǎn)品的研發(fā)積累寶貴的工程經(jīng)驗(yàn)。

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