本發(fā)明涉及一種用于極寒地區(qū)水面光伏支撐的抗冰推體系，屬于寒冷地區(qū)水面光伏電站技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著國家對(duì)環(huán)境問題越來越重視，光伏電站的投資建設(shè)得到了各級(jí)政府的支持。但由于大型光伏電站占地較廣，對(duì)于日益嚴(yán)峻的土地資源來說是較為突出的問題?！皾O光互補(bǔ)”模式的水面光伏電站使有大面積湖泊的地區(qū)大規(guī)模發(fā)展光伏電站成為可能。

我國水資源豐富，湖泊、水庫眾多，發(fā)展水面光伏電站具有不占用土地、避免采煤沉陷區(qū)不均勻沉降、減少水量蒸發(fā)等優(yōu)勢(shì)，可以拓寬光伏應(yīng)用。

水面光伏電站的建設(shè)一般采用預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土管樁（PHC管樁）作為光伏組件的支撐結(jié)構(gòu)。PHC管樁有著施工機(jī)械設(shè)備常見、體積小、速度快等優(yōu)點(diǎn)。

但在極寒的北方地區(qū)，水面光伏電站支撐需要經(jīng)歷冰凍（凍融）的嚴(yán)峻考驗(yàn)。冰凍（凍融）不僅會(huì)破壞材料強(qiáng)度，而且河水在結(jié)冰過程中，水體積的膨脹會(huì)產(chǎn)生巨大的水平推力，融冰過程又會(huì)產(chǎn)生大量不均勻的冰錐，從而會(huì)破壞光伏電站的支撐結(jié)構(gòu)，造成財(cái)產(chǎn)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

目的：為了解決寒冷地區(qū)水面光伏電站支撐結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定問題，本發(fā)明提供一種用于極寒地區(qū)水面光伏支撐的抗冰推體系，解決目前在存在的在寒冷地區(qū)的水面建造光伏電站時(shí)出現(xiàn)的冰推的問題，能有效緩解由于冰推產(chǎn)生的水平力，從而保障了電站上部結(jié)構(gòu)的安全。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種用于水面光伏支撐的抗冰推體系，其特征在于：包括管狀改性聚乙烯閉孔泡沫、自鎖式不銹鋼鋼筋網(wǎng)片、剛性金屬抱箍和配套限位螺栓；

所述管狀改性聚乙烯閉孔泡沫通過其自身縱向切縫包裹于水面光伏支撐外表面的覆冰范圍；

所述自鎖式不銹鋼鋼筋網(wǎng)片通過其自鎖裝置包裹于管狀改性聚乙烯閉孔泡沫外表面，形成約束結(jié)構(gòu)；

所述剛性金屬抱箍水平方向緊固在水面光伏支撐外表面，水面光伏支撐上對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有多個(gè)與配套限位螺栓相對(duì)應(yīng)的開孔，所述配套限位螺栓沿剛性金屬抱箍的絲扣緊固至水面光伏支撐對(duì)應(yīng)位置的開孔，形成限位結(jié)構(gòu)。

所述的用于水面光伏支撐的抗冰推體系，其特征在于：所述管狀改性聚乙烯閉孔泡沫厚度100mm，內(nèi)部泡沫孔直徑范圍0.5~1mm。長度根據(jù)工程所在地覆冰范圍8確定，其頂端高于歷年覆冰最高點(diǎn)200mm，其底端低于歷年覆冰最低點(diǎn)300mm。長度超出覆冰范圍主要考慮冰爬升作用對(duì)實(shí)際裹冰范圍的影響。

作為優(yōu)選方案，所述自鎖式不銹鋼鋼筋網(wǎng)片上設(shè)置有自鎖裝置，自鎖裝置采用開口弧形拉鉤，開口大小3.8mm。

更優(yōu)選，所述自鎖式不銹鋼鋼筋網(wǎng)片直徑4mm，相鄰自鎖式不銹鋼鋼筋網(wǎng)片豎直方向間距不大于100mm。

作為優(yōu)選方案，所述的用于水面光伏支撐的抗冰推體系，其特征在于：所述配套限位螺栓直徑12mm，剛性金屬抱箍寬度50mm，剛性金屬抱箍上設(shè)有配套絲口4處，水面光伏支撐上對(duì)應(yīng)位置處設(shè)開孔4處，開孔直徑15mm，深20mm。

作為優(yōu)選方案，所述配套限位螺栓的安裝方向與水面光伏支撐的外表面相互垂直。

有益效果：本發(fā)明提供的一種用于極寒地區(qū)水面光伏支撐的抗冰推體系，極寒地區(qū)的水面在冬季覆冰厚度大，水在結(jié)冰的過程中體積膨脹，會(huì)產(chǎn)生較大的水平位移和水平推力。本結(jié)構(gòu)體系能夠通過改性聚乙烯閉孔泡沫的自身彈性壓縮，減少覆冰對(duì)光伏組件支撐結(jié)構(gòu)水平方向的擠壓作用，平衡覆冰膨脹效應(yīng)，減小覆冰對(duì)光伏組件支撐結(jié)構(gòu)的水平力，通過配套限位螺栓沿剛性金屬抱箍的絲扣緊固至水面光伏支撐（PHC管樁）對(duì)應(yīng)位置的開孔，形成限位結(jié)構(gòu)，以限制管狀改性聚乙烯閉孔泡沫因水面浮力影響而引起的上下移動(dòng)而使體系不能發(fā)揮作用，從而保證了光伏電站的安全。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的立面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中限位結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：太陽能光電組件1、光伏支架系統(tǒng)2、水面光伏支撐3、剛性金屬抱箍4、配套限位螺栓5、自鎖式不銹鋼鋼筋網(wǎng)片6、管狀改性聚乙烯閉孔泡沫7、覆冰范圍8、開孔9、水面10、泥面11。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。

水面光伏電站包括水面光伏支撐3，光伏支架系統(tǒng)2和太陽能光電組件1，太陽能光電組件1通過光伏支架系統(tǒng)2固定在水面光伏支撐3的頂端，水面光伏支撐3的底端需要深入到水面10下的泥面11中進(jìn)行固定。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在水面光伏電站北方極寒地區(qū)的水面光伏電站在冬季來臨時(shí)水面覆冰厚度大，通常能達(dá)1m，水在結(jié)冰的過程中體積膨脹，會(huì)產(chǎn)生較大的水平位移和水平推力，這種推力作用于光伏組件支撐結(jié)構(gòu)后會(huì)造成支撐結(jié)構(gòu)水平位移過大，支撐斷裂等嚴(yán)重后果，部分已運(yùn)行的電站因此造成財(cái)產(chǎn)損失，新建電站因此推進(jìn)困難。

如圖1至圖3所示，一種用于極寒地區(qū)水面光伏支撐的抗冰推體系，包括管狀改性聚乙烯閉孔泡沫7、自鎖式不銹鋼鋼筋網(wǎng)片6、剛性金屬抱箍4及其配套限位螺栓5；

所述管狀改性聚乙烯閉孔泡沫7通過其自身縱向切縫包裹于水面光伏支撐（PHC管樁）外側(cè)表面的覆冰范圍8（縱向）；

所述自鎖式不銹鋼鋼筋網(wǎng)片6通過其自鎖裝置包裹于管狀改性聚乙烯閉孔泡沫7外表面，形成約束結(jié)構(gòu)；

剛性金屬抱箍4水平方向緊固在水面光伏支撐外表面，水面光伏支撐3上對(duì)應(yīng)位置設(shè)置有多個(gè)與配套限位螺栓相對(duì)應(yīng)的開孔9， 所述配套限位螺栓5沿剛性金屬抱箍4的絲扣緊固至水面光伏支撐3（PHC管樁）對(duì)應(yīng)位置的開孔9，形成限位結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施例中，抗冰推體系環(huán)向包圍于水面光伏支撐（PHC管樁），管狀改性聚乙烯閉孔泡沫7厚度100mm，是抵抗冰推的主要結(jié)構(gòu)，其彈性可壓縮性能保證了有覆冰擠壓時(shí)能夠通過自身壓縮變形來抵消冰膨脹力，內(nèi)部泡沫孔直徑范圍0.5~1mm，通過其自身縱向切縫包裹于水面光伏支撐3（PHC管樁）外表面的覆冰范圍8（縱向），采用縱向切縫的目的在于其在安裝時(shí)不必與管樁同時(shí)施工，以免帶來不便或破損，可以在管樁施工結(jié)束后通過切縫進(jìn)行環(huán)形包裹。長度根據(jù)工程所在地覆冰范圍8確定，其頂端高于歷年覆冰最高點(diǎn)200mm，其底端低于歷年覆冰最低點(diǎn)300mm。長度超出覆冰范圍主要考慮冰爬升作用對(duì)實(shí)際裹冰范圍的影響。

自鎖式不銹鋼鋼筋網(wǎng)片6直徑4mm，間距不大于100mm。其自鎖裝置采用開口弧形拉鉤，開口大小3.8mm。通過其自鎖裝置包裹于管狀改性聚乙烯閉孔泡沫外表面，形成約束結(jié)構(gòu)。采用不銹鋼網(wǎng)片，減少對(duì)管狀改性聚乙烯閉孔泡沫壓縮變形的影響，并限制其在管樁表面的位置，避免其脫落。而在覆冰融化時(shí)可以保護(hù)冰塊撕裂泡沫從而使體系失效。

配套限位螺栓5直徑12mm，剛性金屬抱箍4寬度50mm，設(shè)配套絲口4處，PHC管樁對(duì)應(yīng)位置處設(shè)開孔4處，直徑15mm，深20mm。沿剛性金屬抱箍的絲扣緊固至水面光伏支撐（PHC管樁）對(duì)應(yīng)位置的開孔，形成限位結(jié)構(gòu)。主要考慮可以限制管狀改性聚乙烯閉孔泡沫因水面浮力影響而引起的上下移動(dòng)而使體系不能發(fā)揮作用。

本體系的采用不影響施工速度，可以電站運(yùn)行后施工，對(duì)已有的光伏電站，后加本體系并不影響電站運(yùn)行。同時(shí)本體系可推廣到寒冷地區(qū)的水面結(jié)構(gòu)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。