浅谈牧光储光伏工程支架施工工艺

楚东明  李国强  陈进雄

摘要：分析我国土地利用现状，国土地资源区域分布极其不平衡。我国东、中、西部三个地带土地资源状况存在较大差异东部，目前东部占全国面积的13.9%，人口占全国的41.2%，耕地林地、居民地、交通、水域的比重高于中、西部地区，牧草地1.6%，低于中、西部地区;西部地区气候干旱，光资源充足，水资源缺乏，生态脆弱，面积相对较大。结合国内土地分部情况，西部区域更适合光伏工程（光伏工程的建设的需求占地面积大、光资源充足）开发建设。

关键词：高海拔 牧光储 光伏工程 支架安装 综合发展

1 项目概况

中国电建集团尖扎县尖扎滩乡40万千瓦牧光储一体化建设项目光伏总装机容量400MW（AC）。项目位于青海省黄南州，施工场区位于山前倾斜平原地貌，地势呈北高南低状，现为草场。

本工程光伏组件方阵采用固定支架安装方式。根据项目所在地的地理位置及太阳能资源情况分析，固定安装的光伏子阵的单体模块安装方位角采用正南方向，36°是光伏发电系统全年发电量最大的最佳倾角，并满足灰尘雨雪滑落要求及倾斜支架具有较好稳定性的角度范围。单晶硅太阳能电池阵列南北支架中轴间距为9.2m。

2 支架的阵列行、列距的选择

以Meteonorm提供的太阳辐射数据为基础，根据PVsyst软件仿真模拟结果表明：倾斜面太阳能总辐射量计算方法，可以得出每月不同倾角倾斜面上对应的太阳辐射量，并按照规范中最佳倾角的定义：使方阵一年中发电量为最大时的最佳倾斜角度，比较不同倾角的月平均太阳总辐射量，进行迭代计算，得出使全年最大太阳总辐照量最大时对应的倾角。根据气象站提供的水平面上15年平均月太阳辐射量下与计算出的最佳倾角36°时，斜面上平均月太阳辐射量。

得出的站址所在地最佳倾角：考虑优化后的36°陈列面上年平均太阳辐射量为7047.86MJ/m2，与当地水平面上太阳辐射量比值为1.2。最佳倾角与Meteonorm数据拟合值得出的36°最佳倾角基本一致。此即固定式最佳倾角阵列面上年平均太阳辐射量增强系数，该系数可作为测算光伏发电系统综合上网电量的倾角修正系数。

光伏电池阵列间距的计算应保证全年9～15点（真太阳时）时段内前后组件不遮挡。阵列间距计算示意图如图2-1所示。

本项目计算：

地点：青海省黄南州尖扎县；纬度：35.82°，经度：101.79°；

不遮挡时段：冬至日上午9：00到下午3：00；

540Wp光伏组件：2256*1133*35mm；

组件效率：21.1%；

组件安装：固定式支架采用540Wp光伏组件，组件竖向安装，排成2行26列，即26块电池组件排布为一个子阵列，各组件之间留20mm缝隙；

方阵总功率：3125kVA；

方阵倾角：根据项目所在地的地理位置及太阳能资源情况分析，固定式支架倾角36°。

图2-1  组件间距计算模型

固定式集中方阵：

光伏场区内固定式安装的光伏子阵，单体模块采用光伏组件正南方向布置、固定倾角36°安装，支架中轴南北间距9.2m，考虑到本项目属于牧光储互补项目，故需要考虑光伏组件支架下方会有牧草和放牧的情况，从而确定光伏组件最低点距离地面1800mm。

3 支架的材料的选择

3.1太阳能光伏支架

本工程采用固定支架，固定支架的安装方式采用檩条纵向布置、支撑斜梁横向布置方案。在斜梁上按光伏组件背面安装孔的间距布置檩条，檩条顶面与光伏组件采用SUS304不锈钢螺栓连接，檩条底面与斜梁采用4.8级镀锌螺栓连接。固定支架立柱与基础顶面采用螺栓连接。

支架主要材料如下：

钢材：主要用Q355-B、Q235-B钢材，需符合《碳素结构钢》（GB/T700-2006）、《低合金高强度结构钢》（GB/T1591-2018）中各项指标的要求；所有材料应具有钢厂出具的质量证明书或检验报告，其性能须符合国家现行标准规定。

防腐：钢结构支架按热镀锌防腐处理，镀锌层厚度≥65μm。防腐镀层应具有良好的耐候性，具有耐高温、耐湿度等腐蚀的能力。

焊条：E43XX系列、E50XX系列；

螺栓：除组件安装螺栓外，M10紧固件以下（包括螺栓、螺母、垫片等）采用SUS304不锈钢材质，M10紧固件及以上（包括螺栓、螺母、垫片等）采用热浸镀锌处理的碳钢，锌层厚度≥40μm，等级均为4.8级，平垫选用规范《大垫圈A级》（GB/T96.1-2002）。光伏组件固定支架与基础暂定为螺栓连接。

4 支架的施工工艺

4.1 测量

为了能满足结构安装的精度,又能满足工程的施工进度，测量仪器的选择和测量方案的简便可靠至关重要。

（1）检查、放线、标高设置

1）复校定位应使用轴线控制点和测量轴线的基准点。

2）处理基础表面杂物，在基础表面弹出柱列纵横轴线。

4.2 支架材料的运输和堆放

（1）在吊、运过程中应做好防护面受损等安全措施。必要时可将装置性设备和易损元件拆下单独包装运输。当产品有特殊要求时，尚应符合产品技术文件的规定；

（2）支架设备宜存放在室内或能避雨、雪、风、沙的干燥场所，并应做好防护措施；

（3）保管期间应定期检查，做好防护工作；

（4）支架材料应按规格、型号分别堆放。

4.3 支架零部件的检查校正

支架安装前应按材料进场检验要求进行全检，并根据图纸检查支架零部件的尺寸应符合设计要求。检查是否变形，出现变形应及时校正。不允许有倒刺和毛边现象。所有零部件均应按图纸设计要求进行表面防腐处理，保证不生锈，不腐蚀。

5 支架安装施工方法

5.1 施工准备

（1）施工用的设备机具准备到位，工具齐全；

（2）与盘柜安装有关的构筑物的施工标高、尺寸、结构及工程质量符合设计要求;预埋件及预留孔符合设计要求,预埋件应牢固，安装场地干净，道路畅通；

（3）设备、材料齐全，并运至现场；

（4）光伏支架基础进行验收，水平度，不直度均符合规范要求。

5.2 支架安装

（1）将单片支架立柱找正间距后，点焊在基础埋件上，用水平尺或线坠调整，使其垂直于地面；

（2）将抱箍固定在基础桩上；

（3）连接前撑杆及后撑杆，螺栓的穿向一致；

（4）将固定支架斜梁安装在支架立柱上；

（5）将一组斜梁进行调整，使斜梁在同一平面，紧固螺栓；

（6）横梁安装，安装完成后，确定横梁在同一平面；

（7）所有工作检查无误后，焊点处做满焊处理。焊接完毕,清理焊渣，做防腐处理。

5.3 支架安装及质量要求

（1）钢构件拼装前应检查清除飞边、毛刺、焊接飞溅物等，摩擦面应保持干燥、整洁,不宜在雨雪环境中作业；

（2）支架的紧固度应符合设计图纸要求及《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205 中相关章节的要求；

（3）组合式支架宜采用先组合框架后组合支撑及连接件的方式进行安装；

（4）螺栓的连接和紧固应按照厂家说明和设计图纸上要求的数目和顺序穿放；不应强行敲打,不应气割扩孔；

（5）手动可调式支架调整动作应灵活，高度角范围应满足技术协议中定义的范围。支架垂直度偏差每米不应大于± 1 度，支架角度偏差度不应大于± 1 度。

对不能满足安装要求的支架,应责成厂家进行现场整改。

6 结语

随着清洁能源行业的快速发展，光伏行业开发与建设也越来越普遍，而光伏工程中的支架安装是整个项目的建设重要环节，本文青海省地区光伏工程支架施工工艺进行了相关阐述，希望能对类似工程项目施工提供借鉴。

参考文献

[1]郭鑫鑫.试论光伏发电工程支架基础的监理实践[J].山西建筑,2016,42(28):210-211.DOI:10.13719/j.cnki.cn14-1279/tu.2016.28.113.

[2]毕金锋,吴雪萍,平曈其等.光伏电站新建工程固定可调支架讨论[J].实验室研究与探索,2016,35(04):39-42+100.