光伏電站土建設計原則分析

黃 彬

（中油電能電力研究設計院，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

隨著能源需求量的不斷增長，新能源在城市建設和經濟發展中所發揮的作用越來越大，其中光伏發電已成為一種廣泛應用的新型能源，因此光伏電站的建設直接關系到了新能源的合理利用。土建工程是光伏電站工程的重要組成部分，其設計直接影響光伏電站的建設水平。因此，如何合理設計光伏電站的土建結構，降低其建設和運營成本，提高發電效率，是當前光伏電站建設中亟需解決的重要問題。

1 光伏電站土建設計中存在的問題

在目前的光伏電站土建設計中，受多種因素影響仍舊存在著一些問題：

首先，地基設計方面。光伏電站的地基結構是光伏組件的支撐平臺，直接影響光伏組件的穩定性和使用壽命，但是在實際設計中由于缺乏對地基土壤力學特性的充分了解和考慮，導致地基設計不充分，在后期施工中容易引起光伏組件變形、損壞或脫落等問題；

其次，鋼結構設計方面。光伏電站的鋼結構是支撐光伏組件的關鍵部分，需要承受光伏組件和外部環境的重壓和風險，在光伏電站土建設計中由于缺乏對鋼結構特性和受力分布的了解，導致鋼結構設計不充分，使得光伏組件的受力不平衡、安裝不牢固或者脆弱易碎等問題；

再次，電纜敷設方面。光伏電站的電纜是將光伏組件發電的電能輸送到集電箱或變電站的關鍵部分，需要保證電纜敷設的規范性和可靠性，然而在實際設計中缺乏對電纜走線和敷設環境的充分了解和考慮，導致電纜敷設出現問題，引發了電纜損壞、漏電、火災等問題；

最后，工程設計方面。光伏電站建設地點通常是在野外環境，存在一些自然災害和外力干擾等因素，如強風、雷擊等，容易導致電站損壞和人身傷害，在光伏電站土建設計中，必須充分考慮各種可能的安全隱患和風險因素，并采取相應的安全措施和防護措施，以確保工人和電站設備的安全。

2 光伏電站土建設計原則

2.1 選址原則

合理的選址是光伏電站建設的第一步，也是在光伏電站土建設計中必須考慮的重要問題，在光伏電站選址環節需要綜合考慮多種因素。光伏電站的建設對地質條件有一定要求，選址時需考慮場地的地質構造、土壤性質和地下水位等因素，確保施工區域應具備良好的承載能力和穩定性，避免地質災害的發生。同時，在光伏電站選址時還需考慮交通的便利程度，場地距離主干道的距離以及道路交通狀況，為了方便光伏電站的建設和維護，選址最好是距離城市或城鎮較近，交通便利的場地。此外，光伏電站的發電需要接入電網才能實現功效，選址時需考慮場地的接入電網能力以及供電能力，并且要符合環保要求，選擇遠離人口密集區和敏感生態環境的區域。

2.2 圍墻設計原則

首先，根據光伏電站的建設需求選擇合適的圍墻類型，常見的圍墻類型包括混凝土墻、磚墻、鐵藝圍墻等，需要根據光伏電站的地理位置、氣候條件、安全要求、建設成本等方面進行綜合考慮；圍墻的高度需要根據光伏電站的安全要求來確定，注意防止外來人員和動物的入侵；其次，圍墻設計需要考慮其環保性，可以通過選擇環保材料、進行節能設計、增加綠化等方式來提高圍墻的環保性，并且要將圍墻的施工和維護成本納入整體設計考量中，選擇合適的材料和施工方式來降低成本，選擇易于維護的設計方案；再次，圍墻的通行性也是圍墻設計中需要考慮的一個重要因素，圍墻設計要滿足內外的通行需求，并合理設置圍墻的出入口，以保證通行的安全和便利，采用一些防護措施，例如加裝攝像頭、安裝報警器等，以提高圍墻的安全性。

2.3 支架基礎設計原則

首先，在支架基礎設計環節需要充分了解施工區域的地質、土質、地形、水文等情況，確定地基的承載能力和適宜的基礎類型，常見的基礎類型包括深基礎和淺基礎，根據地質勘察結果和支架的高度、重量等參數，可以確定適宜的基礎類型。其次，根據支架的尺寸和重量，計算出適宜的基礎尺寸，基礎尺寸應該能夠保證支架穩定固定在地面上，同時要考慮周圍環境的影響，如風壓、溫度、雨水等，基礎材料選擇質量好、強度高、耐腐蝕的材料，常用的基礎材料有鋼筋混凝土、預應力混凝土、鋼結構等[1]；再次，基礎施工應該按照設計要求，注意基礎的混凝土澆筑質量、鋼筋布置、基礎與支架的連接方式等問題。

2.4 綜合樓的設計原則

首先，綜合樓的布局應該考慮到電站的整體布局和運行流程，盡量減少設備之間的距離，方便設備維護和管理，同時應該考慮到電站的防盜、防火等要求，將入口、出口和門窗設置在安全合理的位置。其次，綜合樓的結構設計應該保證其穩定性、耐久性和安全性，在結構設計時應該考慮到地形地貌、地震等自然因素和建筑物的使用壽命等因素，同時還應該考慮到綜合樓的功能需求，如房屋內部的裝修和設備安裝等要求；再次，綜合樓的設計需要考慮到供暖和通風的問題，保證房屋內部的舒適度，為了保證室內溫度和濕度的穩定性，可以使用空調、地暖等供暖方式，并合理設置通風口，增加室內空氣流通，綜合樓的電力設計應該考慮到電站的用電需求，確定電纜的走線方案和電纜的容量等；最后，綜合樓的消防設計應該考慮到電站的火災防范和滅火措施，配置適量的滅火器材和安裝火災自動報警系統，同時保證滅火器材的使用和管理，提高滅火的效果。

2.5 總圖運輸設計和豎向布置設計原則

光伏電站土建設計中的總圖運輸設計和豎向布置設計是指對光伏電站內部設備和構件的整體規劃和布置，以滿足電站運營和維護的需求。總圖運輸設計主要包括光伏電站的總平面布置和各組件之間的相對位置，需要考慮到建筑物的布置、設備的組合及其之間的通道、交通道路等因素。在總圖運輸設計中，需要遵循合理化布局的原則，即布置合理、布局緊湊、功能齊全、相互協調。同時，還需要根據電站的設備要求，合理規劃各個功能區域的位置和大小，實現電站內部的設備和人員流動的最佳效果。

豎向布置設計是指光伏電站內各組件的垂直布置，在豎向布置設計中需要考慮到組件之間的陰影遮擋、通風散熱、雨水排放等問題。同時，還需要考慮到光伏組件的安裝角度和朝向，以保證其最大化的發電效率。在支架基礎設計中，還需要根據地形地貌和土質情況，確定支架的高度、支撐方式和材質等參數，以保證支架的穩定性和可靠性。

3 結語

光伏電站土建設計是光伏電站建設中的重要環節，在實際設計中需要充分考慮多種因素，采取科學合理的設計策略，確保光伏電站的設計質量和建設效果。同時，隨著光伏技術的不斷發展和普及，光伏電站建設也日益趨于規模化和智能化。因此，在光伏電站土建設計中，需要結合先進的技術手段，不斷優化設計方案，提高設計水平。