沿海滩涂太阳能光伏发电综合施工技术

　　摘要：太阳能电力系统以其稳定可靠，安装方便，操作、维护简单等特点，已得到了越来越广泛的应用。随着我国太阳能光伏发电技术的不断成熟.在国家政策的大力支持下，合理开发利用太阳能光伏发电，清洁、环保、节约能源、发展经济等方面有着广泛的意义。因此研究开发沿海滩涂太阳能光伏发电施工综合技术，提高施工质量，减低成本，确保施工安全，有着深远的现实意义。本文通过实例介绍了沿海太阳发电能光伏发电施工综合技术，为大力发展沿海滩涂太阳能光伏发电，有利节约土地资源，提供宝贵的经验。
　　关键词：滩涂、太阳能、光伏发电、施工综合技术
　　1前言
　　沿海滩涂太阳光伏发电施工技术是研究太阳能光伏发电在滩涂施工中新技术、新方法、新的施工工艺。对于开发利用沿海滩涂资源、节约土地、发展绿色环保、节能减排、发展国民经济有着十分重要的意义。
　　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、亦无需架设输电线路，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，特别是研究沿海滩涂太阳光伏发电施工技术对于我国沿海滩涂实现滩涂开发、并与风能互补，有着现实的经济意义和显著效益。
　　2．工程概况
　　国华东台风光互补电站20MWp光伏发电项目，位于江苏省东台市弶港镇沿海滩涂，本工程采用模块化设计，分为20个1MW子系统，总容量为20MW。主要施工内容包括桩基础、钢结构制安、太阳能板安装、分站房、配电间土建装饰工程。我公司承接其中15MW晶硅电池组件阵列，由63880块尺寸为1245x635x7mm，投影尺寸为1650x992x46mm的多晶硅电池组件组成。#1～#15子系统采用可调支架方式进行安装，共2847套支架，每套支架安装10块多晶硅电池组。光伏电池板采用PHC混凝土桩基础，直径为φ300mm,长度6m。工程合同价1586.66万元，工期90天。
　　3.工艺原理
　　把能将太阳光转换为电能的采用电池组件，安装在太阳能光伏支架上，使其成为光伏发电装置，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
　　4.施工工艺流程
　　施工准备→光伏电池板基础→支架、光伏电池安装→电缆连接敷设→并网调试→试运行→验收
　　
　　图1太阳能光伏安装流程图
　　5.施工综合技术操作要点
　　5.1.光伏组件支架桩基础施工方法
　　（1）施工流程
　　场地平整 桩位防线 桩基就位 桩机调整 吊桩就位
　　垂直检查 试桩 静压桩 施工完毕
　　（2）施工机械的选择
　　根据本工程特点，选择2台液压挖掘机改装液压打抜桩基进行施工，精密水准仪两部，全站仪2部。
　　图2PHC桩基础施工
　　该机械的特点是：
　　1） 采用主动式回转机构，使桩机更加快捷、高效。PHC桩定位更加准确，操作更加简便，工作效率可提高50%；
　　2） 采用独立回转机构，可以使预制管桩精确定位，3600回转更加提高施工效率。
　　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
　　为保证桩基行走方便，保证桩位准确控制在规定的偏差范围内，根据场地实际情况，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5.5m，纵向间距3.5m，采用2台挖掘机改装的液压打桩机，2台机械平行施工，根据测算，每台桩机在一个工作面3600可打6根桩。在本区域施工完后，转移下一个施工区，桩基础施工机械布置及施工线路。
　　图3桩基础施工机械布置及施工线路
　　（1）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。
　　5.2光伏组件安装工程施工技术
　　（1）支架安装
　　1) 钢管支架的安装，钢管支架安装在预制混凝土桩头，用可调卡环固定。
　　2) 根据图纸区分前后横梁，以免将其混装。
　　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。
　　6) 整个钢支架安装后，应对进行二次调整，使其保证在误差范围内，从而保证设计质量。
　　（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。
　　6、 施工注意事项
　　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用螺栓固定，安装孔仅位于边框的后部凸缘位置。无需额外钻孔。
　　g. 使用适当的防腐蚀紧固材料
　　h. 上加紧或下加紧方式有多种不同，且安装方式取决于安装结构。
　　i. 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。
　　j. 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。
　　7、结束语
　　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，采用的快速调整水平度、垂直度的施工方法，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。本文通过实例介绍了沿海太阳发电能光伏发电施工综合技术，为大力发展沿海滩涂太阳能光伏发电，有利节约土地资源，提供宝贵的经验。
　　参考文献
　　[1]《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001
　　[2]曹仁贤，郑桂标，李维华.光伏、风力发电系统的接地技术[J].可再生能源.2003年02期.
　　[3]张跃，马勇刚，李自应.云南德援光伏电站的防雷接地技术[J].太阳能2006年第06期.
　　[4]《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169－2006

《沿海滩涂太阳能光伏发电综合施工技术》

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