一种水面光伏电站柔性连接电缆敷设装置
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完成单位:中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司
登记编号:CAPE-CXCG-2024-J-2-307
登记年份:2024
发布时间:2024-07-17
吴延东、叶 筱、贺洁星、陈晓峰、张立军、钱丹阳、穆 峰、殷成凤
“双碳”背景下,光伏迎来新一轮快速发展。在一些土地资源紧缺的地区,光伏电站建设也逐渐的向水面发展。水面漂浮式光伏电站通常适用于深水区,通过在水面敷设浮筒,放置光伏板,从而使得光伏阵列漂浮在水面之上,并在水底设置锚固系统使之固定,达到光伏发电的目的。
由于传统浮筒之间连接方式为刚性连接,导致当水面产生波动时浮筒结构会产生相对位移,从而带动敷设于其上的电缆产生相对位移,使得结构产生疲劳重复应力,最终造成电缆及电缆接头发生疲劳破坏,导致后期电缆的检维修费用较高。
水面漂浮电站柔性连接电缆敷设装置,包括有浮筒、桥架、柔性连接件、压板,其中桥架设置在浮筒上,柔性连接件设置在两浮筒之间与浮筒固定连接,压板设置在柔性连接件的上端面。柔性连接件被设计成波折形,并采用塑料材质制作,在荷载作用下能够进行一定比例的伸缩。当水位产生波动时,通过柔性连接件的伸缩变形,适应水位波动引起的浮筒相对位移,通过释放位移的方式减小由于水位波动产生的结构应力,减小电缆的疲劳破坏。
本成果的主要创新点在于:1.采用可伸缩的柔性链接件将固定于浮筒上的桥架相连,将传统刚性连接转变为柔性连接方式,通过柔性链接件的伸缩来适应水位波动变化,释放结构位移,从而减小或避免结构疲劳荷载导致的电缆损害;2. 通过柔性链接件的伸缩功能,在转角处将外侧伸长内侧收缩,从而达到电缆转角敷设需求;3. 通过设置压板固定柔性链接件,避免了螺栓连接下柔性链接件在螺栓孔处出现应力集中,从而导致柔性链接件破坏;4. 柔性链接件安装于电缆上方,有效防止电缆长时间受到阳光直晒,延缓电缆老化。相较于原有技术,本成果的先进性在于:1.实现了浮筒间的柔性连接,缓解了电缆的疲劳破坏问题;2.通过柔性链接件的伸缩解决了电缆的转角敷设问题。本成果主要用于水面光伏电站的电缆敷设,适用范围包括但不限于:水面漂浮式光伏(池塘、湖泊等)、海上光伏。
本成果已在我院参与的颍上县古城镇采煤沉陷区130MW光伏电站项目以及淮能电力凤台丁集采煤沉陷区一期20万千瓦光伏电站项目中成功应用。在淮能电力凤台丁集项目建设过程中,将部分电缆敷设连接方式替换为柔性连接,与传统的刚性连接进行了对比,15个月时间内使用柔性连接相对于刚性连接电缆检维修成本大大降低,共计减少材料费26250元,人工费27000元,项目寿命期间将减少材料费约52.5万余元,人工费54万余元。