面向水面光伏电站的UPVC-FRP复合浮体系统受力试验与模拟

杨 晨，韩 娟，方 海，刘伟庆，吴启凡

(南京工业大学土木工程学院，江苏，南京211816)

近年来，随着我国经济社会的发展，传统发电方式带来了严重的环境污染问题以及能源、资源的匮乏问题，而太阳能是最常见的一种可再生能源、清洁能源。因此，在我国发展光伏发电系统及其相关产业势在必行[1]。由于地面光伏发电系统对光资源和土地资源的需求较高，近年来出现了一种新型水面漂浮式光伏发电系统，该系统组成构件包括：光伏组件、支架系统、浮体、电器设备和锚索结构，通过浮体承载上部结构，并通过锚索结构固定于岸边和水底[2]，一般应用于非稳沉区或最高水位水深大于5 m 的水域。水面漂浮式光伏发电系统按其形式的不同主要分为“浮体-光伏组件发电系统”和“浮体-支架系统-光伏组件发电系统”[3]。由于我国拥有极为广阔的水域面积且多数水域水位较深，水面漂浮式光伏发电系统非常适合在我国建设和发展，因而具有较高的研究价值和广阔的应用前景[4]。

水面光伏发电系统根据其基础形式或者建设场地条件的不同主要分为：架高式水上光伏发电系统、鱼腹式悬索支架光伏发电系统和水面漂浮式光伏发电系统三大类。目前，水面漂浮式光伏发电系统主要采用如高密度聚乙烯(HDPE)浮体的塑料材质浮体，如图1(a)所示。但塑料浮体系统存在着强度低、耐久性差等缺陷和不足。而纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer，简称FRP)，因其具有比强度高、比刚度大、耐腐蚀好等优良特性，已在基础设施领域得到推广应用[5−10]。……