Сравнение наземных фундаментов для солнечных электростанций: винты, сваи или балласт?
Каждыйназемная система крепления солнечных батарейВ основе всего лежит одно решение, которое трудно изменить впоследствии: фундамент. Стеллажи, направляющие и зажимы привлекают внимание, но именно основание передает ветровую нагрузку, снеговую нагрузку и десятилетия вибрации в грунт. В этом руководстве сравниваются три типа фундаментов, используемых в современных наземных солнечных электростанциях — винтовые фундаменты, бетонные сваи и балластные основания — и показано, как подобрать подходящий вариант в зависимости от типа грунта, доступа к участку и графика работ.
Почему фонд принимает решение о производительности наземных солнечных электростанций
Фундамент обычно является самой крупной статьей расходов на наземные солнечные электростанции после модулей и занимает большую часть времени установки. Система крепления, рассчитанная на сильный ветер, все равно выйдет из строя, если фундамент выйдет из грунта. Тип грунта, глубина промерзания, уровень грунтовых вод, класс коррозии и местные разрешения — все это влияет на выбор другого основания, а неправильный выбор дорого обходится, поскольку замена фундамента означает демонтаж рядов, перепроектирование схемы и повторную проверку всей системы.
Винтовые фундаменты: быстро, чисто и обратимо
Винтовые сваи (также называемые винтовыми сваями) представляют собой оцинкованные стальные стержни с винтовой лопастью, которые ввинчиваются в грунт на заданную глубину, оставляя монтажный кронштейн над уровнем земли. Они стали стандартным решением для большинства новых коммерческих и промышленных проектов по установке солнечных батарей, поскольку процесс прост: отметить положение, закрутить винт с требуемым крутящим моментом, прикрепить кронштейн к натянутой леске, прикрутить к направляющей.
Сильные стороны:
• Две-три минуты на каждый фундамент при использовании подходящего инструмента — без земляных работ и без времени на затвердевание бетона.
• Работы продолжаются и зимой, когда заливка бетона затруднена или невозможна.
• Минимальное нарушение почвенного покрова, поэтому трава и верхний слой почвы остаются нетронутыми — это реальное преимущество на сельскохозяйственных угодьях и арендованных землях.
• Съемные: винты можно извлечь и использовать повторно при перемещении массива.
Ограничения:
• Каменистая, каменистая или очень плотная почва может остановить забивной винт; в этом случае необходима геотехническая экспертиза или испытание сваи.
• Несущая способность должна быть подтверждена показаниями крутящего момента, а не предполагаться на основании описания грунта.
• Для влажных или агрессивных грунтов требуется более высокий класс коррозионной стойкости, а иногда и более крупный вал.
Бетонные сваи и монолитные фундаменты
Бетон остается традиционным наземным фундаментом для солнечных батарей. Забивные сваи, монолитные сваи или монолитные опоры обеспечивают очень высокую несущую способность на выталкивание и боковое смещение, что подходит для регионов с обильными снегопадами, мягкими или переменными грунтами и участков, где саморез не может достичь проектной глубины.
Компромисс заключается во времени и долговечности. Для бетона необходимы выемка грунта, опалубка, армирование, твердение и, как правило, грузовик, способный достать до каждого ряда, а его демонтаж по окончании срока службы — это работа по сносу. На арендованной земле, которая может быть снова использована для сельского хозяйства, это серьезные затраты, которые необходимо учитывать при планировании.
Балластные наземные опоры: когда невозможно коснуться грунта
Балластные системы удерживают массив с помощью сборных блоков или балластных лотков, а не чего-либо, забитого в землю. Они являются решением для покрытия полигонов твердых бытовых отходов, перекрытых промышленных зон, загрязненных почв и защищенных участков земли. Цена сводится к занимаемой площади и транспортным расходам: балластные основания требуют гораздо больше места на ряд, подтвержденной несущей способности и больших объемов бетона на месте, поэтому на открытом пространстве они редко оказываются выгоднее по стоимости.
Сравнение трех основных принципов
• Скорость монтажа: винтовые буровые установки обеспечивают самый быстрый монтаж с большим отрывом; бетонирование занимает меньше всего времени из-за процесса твердения, а скорость установки балласта ограничена возможностями крана и временем доставки.
• Доступ к площадке: для работы с саморезами требуется компактное оборудование, которое помещается между рядами; для бетонирования необходим доступ к бетоносмесителю или насосу.
• Воздействие на грунт: винтовые буровые установки практически не изменяют профиль грунта; сваи и балласт оказывают гораздо большее воздействие.
• Промерзание грунта и уровень грунтовых вод: глубокие промерзания и высокий уровень грунтовых вод подталкивают проекты к использованию свай или к более глубокому забиванию винтов с помощью инженерных решений.
• Факторы, влияющие на стоимость: сталь и время монтажа винтов, объем бетона и трудозатраты на сваи, количество блоков плюс стоимость доставки балласта.
• Окончание срока службы: винты снимаются, бетон – нет, балласт можно удалить.
Как выбрать подходящий наземный солнечный фундамент
1. В первую очередь ознакомьтесь с геотехническим отчетом — несущая способность, глубина залегания породы и коррозионная активность быстро исключают различные варианты.
2. Задайте расчетные нагрузки: скорость ветра, снеговая нагрузка и категория воздействия определяют требуемое сопротивление подъему.
3. Проверьте глубину промерзания грунта и дренаж, чтобы фундамент располагался ниже линии промерзания или был устойчив к вспучиванию грунта в соответствии с проектом.
4. Составьте график. В короткий промежуток времени подачи питания винтовые отверждения полностью исключают задержку в процессе отверждения.
5. Учитывайте форму владения землей: на арендованной или временно используемой земле обратимый фундамент защищает грунт и ваши затраты на вывод средств из проекта.
Часто задаваемые вопросы
На какую глубину заглубляются винты заземления в системе заземления солнечных батарей?
Глубина заглубления определяется проектной документацией и подтверждается на месте: винт закручивается до достижения заданного крутящего момента, а перед началом производства устанавливается испытательная свая. Требуемая глубина изменяется в зависимости от прочности грунта, промерзания и нагрузки от ряда свай, поэтому расчетное значение всегда превышает эмпирическое правило.
Работают ли винтовые амортизаторы на каменистой почве?
Иногда. Неглубоко залегающие камни, валуны или плотный гравий могут остановить винт или не допустить его полного ввинчивания. Одна-две пробные сваи быстро дадут ответ на этот вопрос — это гораздо дешевле, чем переделывать неудачно забитый ряд.
Фундамент на винтовых винтах дешевле бетонного?
На большинстве ровных, доступных участков с обычным грунтом — да, установка происходит быстрее и не требует бетона и опалубки. Необходимы работы по подготовке или затвердеванию. На очень каменистых, очень мягких или сильно нагруженных участках сваи по-прежнему могут обеспечить меньшую общую стоимость.
Планируете проект наземной установки?
Выбор фундамента — это проектное решение, а не вопрос, который решается после покупки. Если заранее подготовить отчет о грунте, расчет нагрузок и план доступа к участку, то остальная часть системы крепления солнечных батарей на земле — винты или сваи, направляющие, зажимы и разметка — быстро встанет на свои места.
Получите расчет стоимости вашего следующего проекта по установке наземной солнечной электростанции, основанный на проектировании фундамента:
[melody@9sunsolar.com]
