大型水面光伏电站漂浮系统拼装技术研究

聂明

摘要：在对大型的水面光伏电站进行建设的过程中，如何有效的解决漂浮系统的拼装技术，已经成为急需解决的问题。本文阐述了在水面光伏电站中飘浮系统的拼装技术的应用背景，分析了拼装技术的控制要点，并对拼装技术在水面光伏电站漂浮系统的应用技术进行了剖析。希望对水面光伏电站漂浮系统的拼装施工提供借鉴。

关键词：水面光伏电站；漂浮系统；拼装技术研究

近年来，我国社会的经济在迅速发展，对能源消耗与环境的污染也日益加重，为了社会与经济的可持续发展，光伏行业迅速崛起。水面光伏电站属于光伏行业的细分领域，已经得到国内外的广泛的推广，获得了国际的认可。尤其是在国内，水面光伏电站的建设，使水面资源得到的充分的利用，使水资源的蒸发量得到有效的减少，保护了水资源。水的冷却与反射作用，使发电效率得到了明显的提高。              

一、拼装技术的应用背景

目前，在水面光伏电站中比较常见的飘浮系统，主要有汇流箱浮体、HDPE标准的主副浮体，都是在HDPE的标准螺栓下拼装完成。码头拼装就是在主浮体的组件支架上安装光伏组件，将HDPE标准主、副浮体与汇流箱浮体在岸边的拼装码头上，通过HDPE标准的螺栓，使其连接成漂浮的小阵列，再经过施工船的牵引，拖拽到光伏阵列相对应的水面位置，进行水面的拼装与锚固。

标准漂浮的阵列是由多个或几个漂浮的小阵列进行拼装的，在岸边码头进行漂浮系统的拼装关系着漂浮小阵列的拼装成型，是水面及下面拼装的紧前工序与纽带，是连续搭接施工与水陆联动的桥梁，是水面作业得以在空间上进行延伸的载体。

二、漂浮系统拼装施工技术

漂浮系统是通过上部光伏阵列在浮体浮力的支撑下产生自重，光伏阵列是HDPE标准的螺栓对浮体进行连接，并在光伏方阵的四周设置拉锚桁架，对水底PHC300的管桩上锚块与柔性塑壳不锈钢的钢丝绳进行拉锚，形成一个非常稳定坚固的拉锚系统。

（一）漂浮系统拼装技术工艺流程

首先对组件支架的标准件进行预装，再安装组件支架，对主副浮体完成搭接拼装，再用HDPE塑料螺栓进行安装，调校组件并对橡胶垫进行穿装，再放置组件并进行平正度的检查，再安装组件压块，紧固导轨拉杆，对组自带的线进行患线，并完成组件的清扫与光伏阵列的下水。

（二）对组件支架的标准件进行预装

组件支架包括前后支腿、组件压块、组件导轨与导轨拉杆五个部分。组件导轨对光伏组件进行承载，组件压块可以对组件进行固定，导轨拉杆有稳定支架与起拉结的作用。

在拼装码头放置主浮体的一端进行预装选址，预装时可以在工装台上套上标准件，并用组件支架进行预装工装，并根据设计的要求，对前导轨与前支腿、后导轨与后支腿利用不锈钢螺栓进行拼装。

组件支架的安装主要有导轨拉杆的安装、主浮体的安装与前后支架的安装，要在安装台上放置主浮体，安装台的要求是7.5米高，根据设计的要求，利用不锈钢螺栓把主浮体的前后端与预制的前后腿进行安装孔的紧固[1]。

（三）对主副浮体的搭接进行拼装

按照抱耳的公母的搭接顺序把施工码头的副浮体依次人进行排序，第一排就是副浮体排，根据预装的模块化来确定每排的数量。然后再第二排放放置施工码头码堆承载的光伏组件的半成品，也就是主浮组件排或主浮体排，以错位的形式进行依次的搭接与摆放，要将主浮体的抱耳放在连接副浮体的两抱耳中间，要使耳孔的中心线重合，保证正确的搭接顺序。

    在拼装面上，用HDPE螺栓进行连接时，最好采取隔排跳装的方法，对各大浮体抱耳的连接点进行初拧紧定。当施工船通过局部的牵引对预装的小阵列进行竖列横排的校正后，要使用定制的HDPE螺栓板手，以手动的方式对搭接面中间列两端进行终拧紧固，在俯视的方向上观看，使其成横平竖直的形状。

（四）安装HDPE塑料螺栓与组件的自带线串线

在保证浮体抱耳的搭接顺序没有错误之后，技术的施工人员要利用螺栓的紧固工具，在拼装码头的悬索滑动电缆时，对塑料螺栓依次逐排地进行连接紧固，在使用紧固工具时，要注意把梅花套筒套在塑料螺栓的螺帽上，并使梅花套筒的凹槽进入棱状体，再按下电动钻按钮，听到一声响以后，完成拼装连接点的紧定。

技术施工人员在使用偏口钳对组件自带线缆剪断后，要沿着组件支架的副浮体进行扎带，在组件的首尾之间进行逐排串联串线。在每排端头组件板的剩余一侧悬空线，不进行接线或串线，不要拆解MC4的接头与缆扎带，以免下水后的光伏小阵列，造成快接头和线缆长期的浸泡，给后续的串线带来不安全的隐患[2]。

（五）安装组件压块与紧固导轨拉杆

技术施工人员在把组件压块穿进导轨支架时，要使导轨的安装孔中线与压块进行重合，使导轨橡胶垫与压块对称平齐，即可利用电动板手安装不锈钢栓对组件进行固定，当听到螺栓的声响，表示已经安装完成。

技术施工人员要根据组件安后的状态对导轨拉杆进行预装，可以利用电动扳手，对导轨拉杆进行逐一紧固，使拉杆在伸张后平行于组件的背面，保证组件可以平稳的支撑。要注意紧固的导轨拉杆时的扭力，不要因为过大，导致支架组件的脱落，或者支架上的组件不能平衡受力，出现隐裂，使发电的效能降低

[3]。

（六）导轨橡胶垫的穿装与平正度的检查

技术施工人员要使用手动扳手，对支腿的垂直度与支架的平正度进行逐一调校，保证光伏组件在安装后，四个角可以均匀受力，平稳安全。在随后橡胶垫在组件导轨的穿装上，确保导轨固定孔的中心线与导轨槽口对称，避免出槽与漏装现象的发生。

技术施工人员要将施工码头同一电流档、同一规格、同一品牌的光伏组件板，在组件导轨上进行横向的放置，使组件的两面与导轨的橡胶垫进行贴合，保证组年的平正。在放置时要注意组件接线盒的背面方位，保证每组患组件患线可以首尾相连，避免由于正负短接而发生组件的烧毁。

（七）清扫组件及光伏组件下水

在对组件拼接完成以后，要对组件进行清扫，清除浮体上的施工垃圾，避免由于垃圾长期堆积在组件上，而产生热斑效应，对组件的使用寿命造成影响。

水上的施工人员，驾驶施工船，对平衡木进行固定牵引，以便后续光伏小阵列浮体的安装，可以将麻绳拴在牵引船的船桩上，再拖拽下水。下水以后，使另一艘施工船顶在尾排进行拖拽，以平衡水面，与刚刚的操作方式相同，来控制前进的方向。

如果准备安装的光伏排列数比较多，拼装的码头要一边进行拼装一边下水，也可以在按照规格进行拼装后，再统一下水，若单单依靠施工船的牵引，无法拉动时，需要在拦装码头的两端岸边处，安装卷扬机进行配合，形成统一的步调，再开始平顺的下水[4]。

结束语

综上所述，水面水伏电站的漂浮系统拼装技术是在安装台和工装台上对主浮体等标准件与组件支架进行预装与安装过程的平移推进。这项技术有效的减少了水面施工的任务量，使生产资源得到了最大化的利用。同时，在对水面光伏站进行施工中，要根据施工现场的实际情况，灵活运用扇形拼装与平行拼装的方法，要做到化繁为简，有效的降低施工成本，使拼装过程得到有效的保护，为搭接施工提供便利，提高整体的施工质量，为水面光伏电站的正常运行提供了保障。降低了施工的频次与安全风险，持续提高了企业的产能，为企业创造了更大的经济效益。

参考文献：

[1]陈婉蓉. 某水面光伏电站的设计及可行性分析[J]. 广西电业,2022,(09):35-39.

[2]席凯,黄国珍,冯榆坤,陈熹,陈长馥,陈作钢. 水面光伏电站环境载荷数值预报方法研究[J]. 水力发电学报:1-12.

[3]王斯伟,陈程,汪玉华,李根森,赵振源,朱向东,范守元. 漂浮式水面光伏支撑系统设计研究[J]. 中国勘察设计,2022,(S2):24-26.

[4]陈寅,王接宋. 大型水面光伏电站风载荷设计优化及数值分析[J]. 广东石油化工学院学报,2021,31(06):33-35+39.