光伏支架选型对光伏电站项目总承包建设的影响

光伏支架选型对光伏电站项目总承包建设的影响

高宏伟

中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司 

山东省济南市  250102

摘要：在光伏电站项目建设中，光伏组件是项目建设投资占比最大的设备，约占40%建设成本，加上光伏组件的最大功率和转换效率直接决定了光伏电站整体的装机容量和系统效率，而光伏支架在建设成本中占比很小且不属于电气设备，所以项目业主从收益角度考虑往往最关注光伏组件选型，从而忽略了光伏支架选型对项目成败和收益的重要性。基于此，对光伏支架选型对光伏电站项目总承包建设的影响进行研究，以供参考。

关键词：光伏支架选型；项目成本；项目进度

引言

光伏支架成本是光伏发电项目成本的重要组成部分，而光伏支架类型的选择对光伏发电项目平准化度电成本(LCOE)有重要影响。按运行方式不同，光伏支架可主要分为固定式和自动跟踪式2类。固定式光伏支架包含固定倾角式和固定可调式2种；自动跟踪式光伏支架主要包含平单轴、斜单轴和双轴3种，当前市场上的自动跟踪式光伏支架主要以平单轴光伏支架为主，通常，纬度低于30°的地区主要使用平单轴光伏支架，而纬度高于30°的地区可使用带一定倾角的平单轴光伏支架，即带倾角的平单轴光伏支架。

1光伏支架基础形式

1.1扩展基础

延伸基础类型包括独立基础、墙基础(水平墙基础、垂直墙基础)、网格基础、底板基础等。由于适应性和成本相对较低，膨胀基地通常用于地面光电和钢筋混凝土屋顶光电。在实践中，可以根据项目场地的地质条件和对地基沉降的不同光伏介质要求，选择不同形式的光伏介质扩展基础。扩展基础可以分为多次现场扩展和预建扩展基础。现场扩展基础通常需要基础的安装、坑挖、模板的制作、钢筋的拆除、混凝土的保存、混凝土的拆除等操作。由于施工过程复杂，现场扩建基础施工时间长，很难满足光伏项目短、平坦、快速的进度要求；虽然预制延伸基础具有快速施工的优点，但通常成本效益较低，无法满足基础的滑动计算，因为这需要增加预制延伸基础的体积和面积，或将基础埋在地下500mm以上。此外，在大型地基中，筏基础对地基的不规则沉降具有最大的抗御能力，网格基础其次是横向网架基础和纵向网架基础，后者对独立基础和正在成形的基础之间的不规则沉降具有抗御能力在经济方面，独立基础的成本最低，其次是水平基础和垂直基础，网格基础的成本高于条形基础，篮子基础的成本最高，成本最低。

1.2桩基础

桩基础包括混凝土桩基础、混凝土桩基础、钢板基础等。，这是目前应用最广泛的支撑基础形式。光伏支架采用桩基础时，通常没有支架，支架金额通过插入、焊接、预埋锚固、法兰等方式连接到基础上。或直接采用柱脚的形式。喷桩基础设有机械孔，易于实施，手动使用较少，干扰和破坏地面层较少，并可进入坚硬的地面层。可以调整基础顶面的高程以适应地形的变化。由于用于支撑的喷桩基础体积小，通常采用干作业形成孔，形成孔时必须满足非沉孔条件，不适用于土壤较弱、砂质松散、砾石和地下水位较高的土地。喷桩混凝土预制桩基础可出厂预建、批量制造、现场无开挖、实施快捷、冬季无维修、桩质量好、桩顶标高可根据地面高低进行调整。工厂生产时，可以根据需要与防腐添加剂混合，耐用性好适用于粘土和粉末场地。对于蛋雕层来说，很难浇铸脚，容易选择或折断脚，不宜使用。预制桩基础还适用于海上光伏发电设施，如近海涂层和渔业光源的互补性。预制混凝土桩是使用适合较平场地而不是山区光伏电站的打桩或打桩装置建造的。还必须考虑到偏远地区的运输费用。

2光伏电站项目建设中遇到的工程难点

近年来，我国光伏电站总承包企业在国内电站工程业务开展得如火如荼。部分优秀的央企已走出国门，将项目总承包业务开拓至国外。这些央企通过承接海外项目ＥＰＣ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰｒｏｃｕｒｅｍｅｎｔＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ）总承包业务，不仅向世界展现了中国工程管理的高水平和丰富经验，还将大量国内品牌光伏组件销售到了海外，实现了“工程服务”和“工程装备”双输出的优异成绩。在光伏电站项目实际建设中，ＥＰＣ总承包方也遇到了许多棘手的技术问题。

3对未来光伏支架发展趋势的预测与展望

3.1设计精细化，研发推广新型光伏支架基础

有许多光电支撑基础，对一个基础稍作修改可能会导致项目总成本大幅增加。因此，光伏支持基地的设计应尽可能深入细致。例如，由于前后两个支柱的载荷力，两个支柱的光伏组件差异很大。如果采用独立基础，则前柱的独立基础截面必须较小，后柱的独立基础截面必须较大；对于桩基础PV项目，同一场地可划分为不同的土层，且由于桩基础的不同剖面和入口深度适合不同的地质构造条件，因此无法在最不利的土层上完成光伏基础设计。此外，光伏支架有多种类型和变化，设计者应根据项目的实际情况提出适用于项目的新型光伏支架，并改进和创新现有光伏支架的基础形式，以实现节省工程量、优化施工流程和减少。

3.2桩体质量控制

预应力管桩在出厂前就已预制件，混凝土强度高，养护条件好，钢筋笼安装精度高，混凝土保护控制好，抗热腐蚀性能好，桩完整性好。管桩实施机械化程度高，桩的垂直性和平面偏差精度易于控制。考虑到建设和减少土壤侵蚀的费用，补充农业灯光的光伏项目是以原有景观为基础的，需要进行部分修复。因此，在地面标高不同的情况下，控制桩长和桩体的入口深度是比较困难和困难的。钻孔灌注桩可能造成一定程度的噪音污染和振动，但与野生环境相比，对环境的影响有限。微型桩的实施方法与钻孔桩的实施方法基本相同，实施钻孔深度控制、间隙孔质量、钢箱和模板安装、混凝土等关键方法。受到环境条件(如温度)和操作人员工作技能的严重影响，容易出现蜂窝状、歌唱面等常见的高质量疾病。从脚部的外观来看。但是，微型桩的灌溉高度控制是灵活的，更适合于在地面标高不一致的情况下控制桩的顶部标高。

3.3从设备化转为建材化

光伏市场未来发展重点应该是光伏建筑一体化ＢＩＰＶ（ＢｕｉｌｄｉｎｇＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ）。当前市场上已经出现了很多ＢＩＰＶ光伏产品和工程。经过深入研究，会发现其中大多数是在已完工交付的建筑上进行安装施工，准确说这类产品和工程属于“安装型光伏建筑”ＢＡＰＶ（ＢｕｌｉｄｉｎｇＡｔｔａｃｈｅｄＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｓ），并不属于ＢＩＰＶ。ＢＩＰＶ的要点在于光伏系统成为建筑物本身不可或缺的结构件，而不仅仅是成为建筑物外立面上负责发电的附加件，所以这对光伏组件提出了很多建筑方面的技术要求。ＢＩＰＶ的光伏组件需要把电器属性与建筑性能相结合，目前较成熟的方案是三明治结构案。该方案是一个集成模块，由三层组成：最外层为光伏组件，利用光生伏打效应把太阳能转化为电能；最里层为玻璃，功能是采光隔热；中间层为真空状态，起到保温隔热、隔音降噪作用；三层结构外部根据不同承重要求，可用轻钢或铝合金做外边框，起到固定和承重的作用。这个光伏模块需要光伏支架厂商和光伏组件一起研发制造。未来理想化中ＢＩＰＶ系统，无论是建筑物顶部的光伏彩钢瓦还是墙面的光伏幕墙，都是模块化的，只需在建筑物建造过程中一起安装完成即可。光伏组件已从单一的电气设备转为一种新型建材。到那时，光伏电站项目总包方需要在建筑设计时就与建筑物项目总包方一起参与其中，并在建筑施工时与建筑总包方相互配合一起完成建筑的建设。

结束语

随着中国在碳峰值和碳中和工作方面取得稳步进展，光伏项目是未来能源结构调整和发展的方向，光伏发电基础的基本形式、深度和设计精度对中国的经济效益具有重要影响介绍了光伏支架底座的外形，更详细地分析了支架底座各种形式的优缺点，分析了基于实际工程的光伏支架底座设计优化。最后着重指出了光伏支架基础设计中目前存在的问题，并对其设计提出了一些建议。

参考文献

[1]罗民,翁军华,郑海兴,龙慧,李达.山地光伏电站支架基础类型分析及选型探讨[J].太阳能,2019(10):74-76+62.

[2]胡学飞.采空区光伏电站基础及支架方案设计[J].工程建设与设计,2019(17):37-40.