漂浮式光伏金属浮体架台的结构设计优化研究

党莹颖，甘乐，李宇飞，丁红，赵作飞，张清华

（1.长江勘测规划设计研究有限责任公司，湖北 武汉 430010；2.中电投蒙东能源集团有限责任公司，内蒙古 通辽 028000）

0 引言

近年来，水面漂浮式光伏以其独特的优势逐渐得到广大光伏发电投资者的认可和青睐。作为水面光伏电站的重要支撑平台，浮体架台是关系到整个光伏电站能否正常运行发电的重要环节。浮体架台必须具有良好的抗腐蚀、低密度、抗冻胀、抗风浪等特性与之匹配。目前，我国常见的漂浮式水面光伏电站多采用HDPE浮体。但是在东北等土地资源稀缺、山地条件恶劣的北方高寒区域，由于气温低、冰冻时间长、积雪厚度大等原因,浮体架台的安全可靠性要求很高，致使漂浮式水面光伏电站一直未能实施。HDPE浮体在该区域应用面临较大的考验。

金属浮体架台受北方高寒区域气候条件的影响较小，具有良好的延展性和韧性。适用于恶劣环境。缺点是成本稍高，因此如何优化设计，减少金属浮体架台的结构工程量是控制成本的关键。

1 金属浮体架台结构

浮体架台主要由浮体、底梁、立柱构成。图1为漂浮式光伏金属浮体架台的三维示意图。

图1 漂浮式光伏金属浮体架台三维示意图

根据一般漂浮式光伏金属浮体架台各构件的材料用量统计，立柱占总材料用量约8%，底梁占约30%，浮体占约60%，其他构件占约2%。

优化金属浮体架台的设计方案，应从优化浮体和底梁的两个主要构件的设计入手，选择安全可靠、经济适用的构件型式。……