云南大理西村光伏電站項目支架安裝分析

王 振 宇（湖北漢江王甫洲水力發電有限責任公司，湖北十堰 441800）

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云南大理西村光伏電站項目支架安裝分析

王 振 宇
（湖北漢江王甫洲水力發電有限責任公司，湖北十堰 441800）

摘 要：本文主要總結及介紹了云南大理西村光伏電站支架安裝的施工方法和經驗，對類似工程具有一定的參考性。關鍵詞：云南大理西村；光伏電站；太陽能光伏；支架安裝

1 概 述

云南大理西村光伏電站，位于云南省賓川縣大營西村以西，距賓川縣28 km，距云南省大理市32 km。場址范圍地理位置坐標介于東經100°18′24．60″～100°20′15．23″、北緯25°42′44．66″～25°45′31．93″之間。場址南北長約1．20 km，東西寬約1．90 km，地勢起伏較大，場地海拔2 274～2 467．5 m。場址位于賓川盆地西南部的山頂上，場地用地面積約786．56 hm2（圍欄內面積），可用場地面積較大，場址利用區域主要為牛角山西北及西部幾個南向緩坡及獅子山山脊及其南向坡面（見圖1）。

圖1 大理西村光伏電站地理位置示意

云南大理西村光伏電站為100 MW并網光伏發電項目。一期工程裝機容量為50 MW，一期工程建設50個1 MWp太陽電池方陣。共安裝9 300榀支架，每榀支架上安裝22塊單位容量為255 Wp的太陽能電池光伏板，共計安裝204 600塊金澳牌太陽能電池光伏板。

電站由中電大理（西村）光伏發電有限公司興建，云南省電力設計院設計，云南省電力設計院賓川縣大營西村50 MW并網光伏電站EPC總承包項目部施工。

工程整體從北向南布置太陽電池方陣，充分利用有利的南向坡面，部分利用坡度不大的東、西向坡。電池板組件之間保持一定距離以保證不發生遮陰現象。太陽電池方陣場地基巖土主要為第四系全新統殘積型（）紅黏土及下伏的二疊系下統（P1）深灰、灰色灰巖組成。

太陽光光伏發電是太陽光伏電池組件安裝在特定的支架上組成光伏電池方陣，利用光伏并網發電技術提供電能的一種方式。

工程太陽電池方陣全部為固定支架安裝方式，太陽光伏電池組件面與地面角度為27°。方陣南北向陣列間距可根據地形坡度調整，坡度為0°時，間距為2．85 m，能夠滿足冬至日時，所有太陽電池組件仍有6 h以上的日照時間。

2 固定支架的形式

2．1 支架的用途

支架是用于固定太陽電池組件的基礎設備，是支撐太陽電池組件的基礎。通常支架的形式有4種：（1）固定式支架；（2）水平單軸跟蹤支架；（3）傾斜單軸跟蹤支架（也稱傾緯度角單軸跟蹤支架）；（4）雙軸跟蹤支架。

云南大理西村光伏電站項目采用固定支架的形式，為了方便施工對固定支架進行了相應的設計（見圖2）。

圖2 固定式支架

2．2 對光伏電池組件支架的要求

由于支架在光伏發電中的基礎作用，所以對支架的要求為：（1） 具有穩定簡單的特點，抗風擺效果較好；（2） 具有足夠的強度和鋼度，能承載外界對太陽電池組件傳給的受力；

（3） 具有防腐、耐久性的材質功能。

云南大理西村光伏電站項目采用熱鍍鋅材料作為主材料，基礎采用混凝土澆筑深埋的基礎樁的設計方式滿足對支架的要求。

2．3 支架的設計方案

2．3．1 支架基礎

支架基礎構成由Φ12 mm的鋼筋錨桿、C25混凝土、4根Φ10 mm的鋼筋調節螺桿、180 mm×180 mm×8 mm的調節鋼板、二期混凝土、鍍鋅支架立柱管等組成（見圖3）。

圖中的鋼筋錨桿和混凝土組成是與原始地貌粘結的基礎。調節螺桿與調節鋼板、支架立柱組成精細調整支架的系統。二期混凝土起到固定、加強保護調節螺桿與調節鋼板以及防腐的作用。

西村光伏電站的地址，是在較好的粘土層上建設。建設的目的是在電站建成投運后，進行農作物的種植，農光互補的優勢，保持電站建設后環境、實現生態平衡。

2．3．2 支 架

一榀支架的構成為：4根前立柱；4根后立柱；4根東西向梁；4根南北向梁；兩根斜支撐；兩根東西向斜拉鋼索線以及固定太陽電池組件的零件組成（見圖4）。

3 支架安裝分析

3．1 支架安裝流程（見圖5）

3．2 支架安裝施工方法

（1）按照上述流程框圖，利用全站儀對這個方陣進行測量放線，確定方陣中支架的位置；對于影響打孔機械作業的場地進行開挖和平場，保證施工人員、機械能夠順利作業。

（2）利用全站儀對支架的基礎孔進行準確定位，并按安裝圖紙設計要求進行鉆孔作業。要求鉆孔要保持一定的垂直度和孔的深度，注意支架榀與榀之間的距離。

圖3 電站支架基礎示意

圖4 支架立體示意

（3）按照設計圖紙和要求進行錨樁、調節螺桿、調節板的制作和安裝，要求錨桿、調節板、調節螺桿的表面清潔，沒有銹斑，沒有污垢附在工件上。

（4）進行基礎樁的混凝土澆筑，錨桿按照設計要求埋入基礎孔中，澆筑混凝土時一定要振搗到位，保證混凝土澆筑密實。

（5）對基礎樁上的調節板進行調節，然后進行各個基礎樁高程的測量，并做好記錄。測量的數據返給設計人員，給設計人員提供設計支架前、后樁的依據，避免支架榀與榀之間的遮擋。

（6）待基礎樁混凝土凝期達到設計要求時間后，進行一定比率數量錨樁的拉拔試驗，確定每期基礎樁混凝土澆筑后錨樁的試驗數據。

（7）進行支架的安裝工作，一定要保證前、后樁的編號與測量的數據相對應，才能達到支架的設計要求，保證支架的安裝質量。

（8）支架的安裝工作完畢后，進行前、后樁與基礎樁調節板的焊接工作，焊接應該是前、后樁與基礎樁調節板進行滿焊，并且去掉電焊的藥皮，給二期混凝土澆筑提供質量上的保證。

（9）進行二期混凝土澆筑，由于這道工序是保護支架基礎樁與支架前、后樁的強度和防護金屬銹蝕的工序，所以一定要保證調節桿、調節板、前后柱樁以及一期混凝土上沒有雜物和銹跡、污垢。保證混凝土振搗到位，混凝土澆筑密實。

圖5 支架安裝流程示意

（10）待支架安裝完畢后，進行支架的驗收工作。要求支架具有基礎牢固、支架的尺寸、坡度符合設計要求、結構穩定，支架的鍍鋅層良好（見圖6）。

3．3 支架安裝分析

云南大理西村光伏電站支架安裝嚴格按照施工流程進行施工，基本上達到設計要求，但是在施工過程中由于安裝榀數較多，施工強度大，施工參與人員多等因素，不可避免的產生了一些安裝缺陷，通過對這些缺陷的分析，我們找出缺陷產生的原因，為今后工作積累經驗，避免缺陷的產生。

（1）出現太陽能光伏發電組件榀與榀之間存在錯臺現象。主要原因是在支架前后柱樁安裝，柱樁與調節板對接時，對接數據發生了誤差，若將前后柱樁按照實際測量的數據進行安裝，就可避免此缺陷的產生。由于支架的二期混凝土已經澆筑完成，所以此缺陷處理比較困難（見圖7）。

（2）出現太陽能光伏發電組件安裝不在一條線上的現象。主要原因之一是：一榀支架的前后柱樁在與調節板對接時，安裝數據有誤，使支架整體安裝傾斜，造成光伏電池組件安裝后產生上下不在垂直線上。此缺陷產生的原因同屬前后柱樁與調節板對接時沒有按安裝測量數據進行，沒有按照設計要求進行。產生原因之二是：在安裝4根東西梁時，沒有把支架調整好，造成光伏電池組件安裝時不垂直。

由于支架的二期混凝土已經澆筑完成，所以缺陷主要原因處理比較困難。同時由于支架上的22塊光伏電池組件已經安裝到位，所以調整東西梁的工作量較大，但是此缺陷是可以進行處理的（見圖8）。

圖6 支架剖面示意

圖7 榀與榀之間存在錯臺

圖8 發電組件安裝不在一條線上

圖9 排與排之間出現不在一條流線上

（3）光伏電池組件安裝完畢后，排與排之間隨山地的流線型不流暢，出現在每天黃昏時間段左右，前排光伏電池組件遮擋后排光伏電池組件的現象。同時從光伏電池組件安裝的整體效果來看，影響美觀（見圖9、10）。主要原因是：在支架安裝流程第七步時，對調節板的測量數據有誤，或者提供給設計時，設計錯誤造成一排支架與前后排支架的設計數據出現偏差，所以造成排與排之間的流線性不匹配的缺陷。這項缺陷基本上不影響支架的使用功能，但是從光伏電站主體上看，是一個遺憾。從圖9、10看出，電站的光伏組件應該是一個很有流線的山地光伏方陣，結果在一個方陣中出現空洞和組件埋頭現象。由于返工工作量較大，所以此缺陷沒有處理。

4 結束語

圖10 排與排之間出現流線型不流暢

（1）通過參與云南大理賓川大營西村并網光伏發電站的光伏電池組件支架的安裝工作，總結及介紹了在支架安裝工作中的施工方法和經驗，對支架安裝工作中存在的問題進行分析并找出了缺陷產生的原因，可避免以后類似問題的產生，并對類似工程提供借鑒。

（2）支架安裝工作看似簡單，但是這項簡單的工作，由于在光伏發電工程中占有40%的工作量，所以應該引起設計單位、施工單位的重視，盡量避免出現安裝質量缺陷。

作者簡介：王振宇（1982－），男，湖北襄陽市人，工程師，從事發電廠技術工作。

收稿日期：2015-04-07

中圖分類號：TM615

文獻標志碼：B

文章編號：1003－9805（2016）01－0044－04