柔性光伏支架的施工方法浅析.pdf
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1、太阳能第 10 期总第 354 期2023 年 10 月No.10Total No.354Oct.,2023SOLAR ENERGY750 引言在能源愈发珍贵的背景下,太阳能作为绿色、清洁的可再生能源倍受人们关注,随着化石能源储量日渐减少,太阳能产业蕴藏的经济性和投资价值也越发突出1-2。发展光伏产业是实现中国“双碳”目标重要举措3-4。在近年中国光伏产业的发展中,光伏发电应用场景多集中在沙漠、戈壁、屋顶等,且这些光伏发电项目采用的光伏支架多为传统的刚性光伏支架,占地面积大,对场地平整度的要求较高,项目的建设发展受限于土地资源5-7。柔性光伏支架的提出实现了在各类复杂地形场景下建设光伏发电项目
2、的目标。柔性光伏支架的占地面积小,对场地平整度的要求低,这些特点也使建设农光互补、林光互补、渔光互补等类型光伏发电项目的目标得以实现,极大地提高了单位土地面积的太阳能利用率,充分利用空间资源及太阳能资源,是实现多产业融合、产业现代化的重要举措,具有较高的经济价值8。基于此,本文从光伏支架工程应用的角度出发,对柔性光伏支架的技术原理进行简要介绍,并以浙江省开化县某林光互补光伏发电项目为例,对柔性光伏支架的施工方法与施工工艺流程进行总结。1 柔性光伏支架的技术原理柔性光伏支架是将传统的刚性光伏支架中的檩条替换为柔性钢绞线,将光伏组件安装在钢绞线上,通过钢绞线提供反力。柔性光伏支架具有结构、材料简单
3、,耗材少,建设周期短等优点,可实现大跨度布设,且受地形地貌的影响较小。2 项目背景本文以浙江省开化县装机容量为 80 MW 的林光互补光伏发电项目为例,简述柔性光伏支架的施工方法与工艺流程。该林光互补光伏发电项目的位置图如图 1 所示。需要指出的是,该林光互补光伏发电项目所在地为低山地形,场地四周环山,山势连绵起伏、地势陡峭,高程约为 250650 m,相对高差为400 m。光伏场区内的地貌为原始山坡,地势起伏较大,坡度可达 4045。由于项目的占地面积较DOI:10.19911/j.1003-0417.tyn20220811.01 文章编号:1003-0417(2023)10-75-06柔性
4、光伏支架的施工方法浅析赵岩(中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司,杭州 311122)摘要:随着光伏产业的发展,柔性光伏支架因灵活可调、占地面积小、对场地平整度要求低、可在各类复杂地形地貌条件下应用的特点,被广泛应用于农光互补、林光互补等多产业融合项目中。从光伏支架工程应用的角度出发,简要介绍了柔性光伏支架的技术原理,并以浙江省开化县某林光互补光伏发电项目为例,对柔性光伏支架的施工方法与施工工艺流程进行了总结。柔性光伏支架的施工方法在该项目的成功应用,可为今后同类工程的柔性光伏支架施工提供借鉴。关键词:山地光伏发电;柔性光伏支架;施工方法;复杂地形中图分类号:TK513.4 文献标志码:A收
5、稿日期:2022-08-11基金项目:中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司科技项目(KY2022-ZX-03-04)通信作者:赵岩(1986),男,学士、高级工程师,主要从事新能源相关的设计与工程管理方面的工作。2023-10杂志.indd 752023-10杂志.indd 752023/10/26 14:28:332023/10/26 14:28:332023 年太阳能大,约为 1542.48 亩(1 亩约为 666.67 m2),因此为了适应陡峭山地地形,项目的总体设计放弃了难以安装的传统刚性光伏支架,而是采用了复杂环境适应性强的柔性光伏支架。项目的光伏组件采用峰值功率为 550 W 的
6、单玻单晶硅光伏组件。升压站位置方坞源头村浙江省开化县 80 MW林光互补光伏发电项目图 1 该林光互补光伏发电项目的位置图Fig.1 Location map of the forestry-PV complementary power generation project柔性光伏支架及支架基础均处于山坡上,基础结构多为微孔灌孔桩,光伏组件固定于钢绞线拉索上。考虑到该项目的占地面积较大,而柔性光伏支架在受风较大区域不宜采用,导致光伏支架难以实现全面覆盖,会不可避免地存在少量间隙。因此,为保障项目建设用地的利用率,部分间隙采用固定光伏支架填补;同时,为确保光伏支架的结构设计使用年限可达到 25
7、年,柔性光伏支架的钢构件选用镀锌防腐材料。施工结束后,项目现场柔性光伏支架的局部结构如图 2 所示。图 2 项目现场柔性光伏支架的局部结构Fig.2 Local structure of flexible PV brackets on project site3 柔性光伏支架的施工工艺流程与施工方法在实际山地光伏发电项目的建设工程中,柔性光伏支架的具体施工工序及施工工艺流程如图3 所示。施工前准备钢筋笼制作安装桩基施工钢管预埋安装支架安装施工主索二次张拉混凝土浇筑光伏组件安装验收图 3 柔性光伏支架的具体施工工序及施工工艺流程Fig.3 Specific production processe
8、s and process flow of flexible PV brackets下文对柔性光伏支架施工工艺流程中各工序的具体施工方法及要求进行介绍与总结。3.1 施工前准备施工前应详细研究在复杂山地架设柔性光伏支架并顺利发电并网的项目需求,进而制定具体的施工方案和计划。同时,根据工程要求和设计图纸,施工前的准备工作还应实施以下几点:1)核验具体的施工图与施工现场可能存在的矛盾问题,例如:图纸中柔性光伏支架结构的尺寸异常;桩基测量放样点遇到孤石阻碍,成孔困难等,需提前兼容好施工图与施工现场的匹配性。2)针对可能存在的矛盾问题,制定专项处置措施,编制具体指导施工作业书。例如:对阻碍桩基施工的孤
9、石进行人工挖除;在陡峭地形施工前,人工提前修建施工便道等。3)根据施工现场的实际情况,编制桩基、柔性光伏支架,以及柔性钢绞线的详细施工方案。4)按计划布置施工现场,并提交当地建设行政主管部门(例如:发展和改革委员会、环保部门、林业部门、城市规划行政主管部门、国土资源部门、电网等有关单位和部门)进行审批。5)依照项目的施工进度规划各类材料的用量计划,保障施工顺利进展。3.2 桩基施工桩基施工前的测量定位工作是保障工程质量的关键因素之一,测量放线根据 GB 55018技 术 应 用762023-10杂志.indd 762023-10杂志.indd 762023/10/26 14:28:332023
10、/10/26 14:28:33第 10 期2021 工程测量通用规范9中的要求开展,施工期间所有施工定线均需进行复测验收,验收合格后才可以进行机械成孔。桩孔的中心位置偏差应在 20 mm 之内,桩孔深度允许偏差在+50 mm 以上(即只能深不能浅),桩孔垂直度允许偏差为小于等于桩长的1%,孔底的沉渣厚度应小于等于 50 mm。需要强调的是,钻孔成型后,应立即检查孔的完整度情况,查看是否出现垮孔或孔深不够等现象;若出现垮孔严重或孔深不够的情况,需要进行再次成孔,直至满足设计要求为止。同时,施工人员或机械设备通过时严禁碾压已成型的孔洞,对已落入孔底的浮土,需采用人工清理的方式,清理干净后再进行下道
11、工序的施工。3.3 钢筋笼的制作与安装对于钢筋笼的制作,采用机械下料、人工焊接的方法。制作时,应从钢筋选料的源头杜绝工程安全隐患,选用具有质量合格证明的合格钢筋,并进行复测检验,以保证钢筋质量;对已进场的钢筋,应按类别分区堆放,并做好区分标识。特别说明的是,钢筋加工过程同样需要严格控制,需严格按照设计图纸对钢筋的形状、尺寸进行加工,在加工过程中需要避免钢筋表面受到外界的二次污染。3.4 钢管预埋安装钢管预埋安装时,其应与桩基的钢筋笼连接固定,钢管与钢筋笼上的钢筋采用焊接方式进行固定,钢管中垂线与桩身中垂线应重合,使钢管安装垂直不倾斜。需要强调的是,同样需要对钢管尺寸进行规范处理,应严格按照设计
12、图纸进行加工。预埋安装前,应先对加工后的钢管尺寸进行检验校核,校核无误后才可以进行预埋安装。3.5 混凝土浇筑桩基浇筑用混凝土采用现场搅拌的方式。本工程采用 C30 混凝土,其配合比为“水 水泥 砂 石子=0.38:1.00:1.11:2.72”。其中,砂通常选用含泥量不超过 3%的中砂;石子通常选用质地坚硬且粒径在 540 mm 之间的碎石。此外,为保证混凝土浇筑的施工质量,还必须开展以下几点保障措施:1)协调好各工种的工作配合;2)严格按照配合比搅拌混凝土,确保计量准确;3)施工过程中应反复检查混凝土的塌落度及水灰比,每台班至少检查 4 次,同时预留好混凝土试块。3.6 钢支架的安装施工钢
13、支架是将柔性钢绞线所受荷载传递至地面的关键组成结构,为整个柔性光伏支架体系中的刚性组成部分。钢支架的安装施工流程可总结为:基础施工及预埋件定位钢支架现场拼装安装端部钢架(调校端部钢架垂直度)端部斜支撑安装依次安装中间钢架(调校中间钢架垂直度)。钢支架的整体结构布置示意图如图 4 所示。钢梁钢梁斜拉杆钢梁端部钢架缆风绳连杆连杆中间钢架缆风绳柔性钢绞线端部钢架斜拉杆图 4 钢支架的整体结构布置示意图Fig.4 Diagram of overall structural layout of steel bracket钢支架的安装施工中,最重要的工作为柔性钢绞线的安装。柔性钢绞线(主索)为柔性光伏支架
14、体系的核心,其空载铺设顺序以 150 m 作为1 个可张拉的固定单元。每个固定单元的柔性钢绞线(主索)与螺杆的组合尺寸如图5所示。图中:R 为锚具锁定板平面半径;Q345B 代表钢材型号;YJM9.5-1 代表锚具型号。赵岩:柔性光伏支架的施工方法浅析技 术 应 用772023-10杂志.indd 772023-10杂志.indd 772023/10/26 14:28:332023/10/26 14:28:332023 年太阳能钢绞线外留长度暂定 1500 mm此长度需与二次张拉设备相匹配7030655 10010306413420Q345B垫板R50锚具 YJM9.5-1图 5 柔性钢绞线(
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