太阳能光伏发电方阵施工工法

太阳能光伏发电方阵施工工法内容摘要：为配合太阳光伏发电的大力推广，特根据国华东台风光互补电站20MWp光伏发电项目施工实践，总结出施工、安装使用工法关键字:太阳能光伏组件安装桩基础施工工法前言太阳光光伏发电是太阳光伏电池组件安装在特定的支架上组成光伏电池方阵，利用光伏并网发电技术提供电能的一种方式。我国太阳能资源极其丰富，年日照时间在2500h的地区占国土面积的2/3以上，陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50x1018kJ，全国各地太阳年辐射总量达335～837kJ／cm2·a，平均值为586kJ／cm2·a。利用太阳能发电是一种清洁、环保能源，它简单可行，安全可靠，具有可持续永久性、无需消耗燃料及机械转动部件，因此受到世界各国的欢迎，太阳能电力系统以其供电稳定可靠、安装方便，已得到越来越广泛的应用，逐步成为常规电力的一种补充和替代。在国际光伏市场蓬勃发展的拉动和国家政策的引导激励下，近年来我国光伏产业发展迅猛，光伏技术得到了大幅度提高，逐渐克服了发电成本高的障碍，在建筑工程中得到了推广和应用，并作为太阳能—建筑一体化的重要内容，在节能工程中取得了显著效益。1．特点1.1发电原材料采用太阳能是一种清洁、环保能源，而且取之不尽用之不竭，是丰富永久性天然能源。1.2太阳光电转化安全可靠，并直接通过并网逆变器，把电能送上电网，由于不需要蓄电池，无需机械部件与传动系统，可节省设备投入费用。1.3太阳光电不用单独建设厂房、车间。1.4系统采用太阳能电池组件，使用寿命长，≥25年，衰减小，具备良好的耐候性，防风、防雹。能有效抵御湿气和盐雾腐蚀，无毒无害。1.5太阳光能转换为电能，转换效率高，不产生垃圾及废弃物，有利于环境保护，减少常年维修与处理费用。1.6太阳光电安装简单方便，无噪音，无污染，建设周期短，自动调控，无需人员值守，也无需线路架设，减少常年运行费用。1.7享受财政补贴及相应优惠政策。自2009年财政部按装机容量每瓦20元给予补贴，各市亦有政策支持。2.适用范围适用于大型光伏发电场太阳能发电装置基础施工及设备安装。3.工艺原理把能将太阳光转换为电能的未用电池组件，安装在固定支架上，通过逆变器等未用设施把转换成的电能传输至用电器终端或并网传入供电线路。其原理如图1所示：图1太阳能光伏方阵发电工艺原理4.施工步骤与主要的技术措施4.1施工工序总体安排根据本工程特点及建设目标，选择先进合理的施工方法，充分利用空间、时间和资源条件，在施工安排上主要遵循如下原则：1)本工程总体按照先地下后地上的施工程序，组织交叉流水作业，分批交验。确保在承诺的工期内，保质、保量完成本阶段范围内的全部工作。2)本工程标段所涉及的逆变室、配电室、门卫室等土建部分采用砖混结构，基础为独立基础，施工结构比较简单，在施工安排上，拟定分两个作业面同时施工。在施工安排上，拟定分两个作业面同时施工。3)光伏发电站工程施工流程见图4.1-1：图4.1-1施工流程图4.2主要的技术措施4.2.1光伏组件支架桩基础施工方法（1）施工流程场地平整→桩位放线→桩机就位→桩机调整→吊桩定位→垂直检查→试桩→静压桩→施工完毕（2）施工机械的选择按照本工程的特点，选择5台挖掘机改装液压打拔桩机进行施工。如图4.2-1精密水准仪2部、全站仪2部现场勘查、工程规划、定位放线、场地平整光伏电池板基础支架、光伏电池安装电缆连接敷设验收试运行并网调试运行图4.2-1挖掘机改装液压打拔桩机该机械的特点是1)采用主动式智能翻转机构，使拾桩更加快捷、高效，钢板桩定位更加准确，操作更加简易，工作效率可以提高30％。2)采用独立的回转机构，可以使预制管桩精确定位，360°的全回转更提高了设备的施工效率。3)正基打拔桩机可与任何厂家的挖掘机匹配。不需要对挖掘机进行改造，直接采用破碎锤油路，不损害挖掘机自身的油路。装拆打拔桩机只需要半个小时。4)可以被应用为微小型的振动夯，平板夯。5)正基打拔桩机还具有施工速度快，噪音低，不损伤桩头和桩尾等特性。（3）桩基础施工路线为确保桩机行走方便，保证桩位准确控制在规范的偏差范围内，根据场地的实际情况，编制可行的桩机行走路线，以提高桩基础施工效率。本工程桩基横向间距为5.5m,纵向间距为3.5m，采用5台挖掘机改装液压打拔桩机，5台机械平行施工。根据测算，每台机械在一个工作面的360°范围内可以打6根桩，在本区域施工完成后转移到下一区域。桩基础施工机械布置及施工路线如图4.2-2图4.2-2桩基础施工路线图（4）施工工艺压桩机的安装，应当按相关程序及说明书进行。桩机就位时应对准桩位，启动平台支腿油缸，校正平台处于水平施工前，样桩的控制应按设计原图，并以轴线为基准对样桩逐根复核，作好测量记录，复核无误后方可试桩、施工。启动机器起吊预制桩形基础，使桩尖对准桩位中心，缓慢下插入土中，回复门架在桩顶上扣好桩帽，可卸去索具，桩帽与桩周围应有5~10mm的间隙，桩帽与桩顶之间要有相应的硬木衬垫，厚度10cm左右。稳桩和当桩尖插入桩位，扣好桩帽后，微微启动油缸，当桩入土50cm时，再次校正桩的垂直度和平台的水平度，保证桩的纵横双向垂直偏差不得超过0.5%。然后启动油缸，把桩缓慢下压，控制速度，一般不宜超过2m/min。施工应连续进行，同一根桩的中间停歇时间不宜超过30min。桩的轴线误差应控制在10mm以内，待桩压平于地面时，必须对每根桩的轴线进行中间验收，符合允许标准偏差范围的方可送桩到位。4.2.2光伏组件安装工程施工（1）支架安装1)钢管支柱的安装，钢管支柱插入预制混凝土桩头。支架详图见图4.2-3，支架钢管支柱详图如图4.2-42)根据图纸区分前后横梁，以免将其混装。后横梁示意图前固定块后固定块图1图1前横梁示意图支架梁支架梁3)将前、后固定块分别安装在前后横梁上，注意勿将螺栓紧固。4)支架前后底梁安装。将前、后横梁放置于钢支柱上，连接底横梁，并用水平仪将底横梁调平调直，并将底梁与钢支柱固定。5)调平好前后梁后，再把所有螺丝紧固，紧固螺丝时应先把所有螺丝拧至八分紧后，再次对前后梁进行校正。合格后再逐个紧固。固定块详图图4.2-36)整个钢支柱安装后，应对光管支柱与预制混凝土桩投进行二次水泥浆填灌，使其紧密结合。详见图4.2-5。4.2-4图4.2-5（2）电池组件安装1)电池板杆件安装a.检查电池板杆件的完好性。b.根据图纸安装电池板杆件。为了保证支架的可调余量，不得将连接螺栓紧固。2)电池板安装面的粗调a.调整首末两根电池板固定杆的位置的并将其紧固其b.将放线绳系于首末两根电池板固定杆的上下两端，并将其绷紧。c.以放线绳为基准分别调整其余电池板固定杆，使其在一个平面内。d.预紧固所有螺栓。3)电池板的进场检验a.太阳能电池板应无变形、玻璃无损坏、划伤及裂纹。b.测量太阳能电池板在阳光下的开路电压，电池板输出端与标识正负应吻合。电池板正面玻璃无裂纹和损伤，背面无划伤毛刺等；安装之前在阳光下测量单块电池板的开路电压应不低于标称开路电压的4V。4)太阳能电池板安装a.电池板在运输和保管过程中，应轻搬轻放，不得有强烈的冲击和振动，不得横置重压。b.电池板的安装应自下而上，逐块安装，螺杆的安装方向为自内向外，并紧固电池板螺栓。安装过程中必须轻拿轻放以免破坏表面的保护玻璃；c.电池板的联接螺栓应有弹簧垫圈和平垫圈，紧固后应将螺栓露出部分及螺母涂刷油漆，做防松处理。并且在各项安装结束后进行补漆；电池板安装必须作到横平竖直，同方阵内的电池板间距保持一致；注意电池板的接线盒的方向。5)电池板调平a.将两根放线绳分别系于电池板方阵的上下两端，并将其绷紧。b.以放线绳为基准分别调整其余电池板，使其在一个平面内。c.紧固所有螺栓。6)电池板接线a.根据电站设计图纸确定电池板的接线方式。b.电池板连线均应符合设计图纸的要求。c.接线采用多股铜芯线，接线前应先将线头搪锡处理。d.接线时应注意勿将正负极接反，保证接线正确。每串电池板连接完毕后，应检查电池板串开路电压是否正确，连接无误后断开一块电池板的接线，保证后续工序的安全操作。e.将电池板串与控制器的连接电缆连接，电缆的金属铠装应接地处理。5.注意事项1）桩基础施工时应注意的质量问题a.桩体开裂：制作桩尖的偏心大、遇障碍物、稳桩不垂直、混凝土强度不够、桩身有裂纹，清理地下障碍物、校正桩架、检验强度，运输吊装时防止开裂。b.压桩达不到设计要求深度：地质资料不明确至使设计选择桩长有误，地质详探，正确选择持力层或标高。c.桩身倾斜：遇大块硬障碍物、土体密度不匀，及时纠正桩的垂直度、清理地下障碍物、调整压桩顺序。d.漏桩及桩位偏差：应加强施工管理采取预防措施。对桩位放样桩应多级复核，对定位插桩实行逐根检查防止漏桩，打桩完毕应进行一次全面复核，确认无误方可撤离。2）光伏组件安装施工时应注意的问题a.组件位置的选择应该符合各种电气和防火规范的要求。b.应该遵守支架所附的说明书指导和安全守则。c.组件出厂时，已经实现设计完毕。禁止采用任何的改变组件结构或构造等的行为。d.标准安装时，使用边框上内侧的四个对称的安装孔将组件固定在支架上。e.支架以及其他所需各类物资（如螺栓等）应该由耐用、防锈蚀、抗紫外线的材料制成。f.组件与支撑结构应通过安装孔使用螺栓固定，安装孔图一g.仅位于边框的后部凸缘（见图一）位置。无需额外钻孔。h.使用适当的防腐蚀紧固材料i.上加紧或下加紧方式有多种不同（见图二），且安装方式取决于安装结构。j.安装设计应该由一位专业工程师检验。安装设计和步骤应该符合当地规定和所有法定职能部门的规定。k.安装时应使用力矩扳手，上图为组件与支撑结构的固定方式。图二中M8螺栓为17Nm。6.结语本工程采用了挖掘机改装液压打拔桩机进行桩基础施工，相对于采用传统静力压桩机施工，施工效率更高、施工成本更低。本工程在光伏支架安装施工时，采用的桩头二次灌浆的施工方法，解决了光伏支架固定时工序繁多的问题，既保证了工程的质量又缩短了工期。根据本次东台风光互补电场的施工经验，采用挖掘机改装液压打拔桩机，与桩头二次注浆固定支架的施工方法，可以大幅度降低桩基础太阳能光伏电场施工的工期及施工成本。