山地光伏高效施工工艺研究

山地光伏高效施工工艺研究

赵晓乐 张涛

中国电建集团山东电力建设第一工程有限公司  山东 济南 250102

摘要：山地光伏工程是一种在山地区域建设光伏电站的新型电力工程。相比较平原地区，山地具有地形较为复杂的特点，对于光伏电站的设计、施工、维护管理等方面提出了更高的要求。光伏电站是一种将太阳能转化为电能的设备，采用光伏发电技术，通过光伏电池板将太阳能转化成直流电能，再通过逆变器转化为交流电能并输出。在山地光伏工程的设计过程中，需要充分考虑山地地形和沿山走向，通过合理的布局和设计保证光伏电池板能够充分吸收阳光，最大程度地提高发电量。山地光伏工程的建设不仅可以有效利用山地资源，还具有环保、节能、减排的显著功效。

关键词：山地光伏区；施工难点；措施

为了贯彻落实国家“碳达峰、碳中和”战略目标，聚集新能源、发展新能源，是今后电力行业主要发展方向。光伏发电作为新能源电力中重要组成部分，研究其施工技术、优化施工工艺、节约施工和物资成本等具有重要意义，而山地光伏作为云、贵、川等地区的主要光伏发电方式，其施工技术研究与应用、质量管控要点等，具有较强的借鉴意义。

1山地光伏区域特点

山地光伏区是指在山地和丘陵等复杂地形地区修建的太阳能电池站。大部分的建筑地点都属于沙化、荒漠化和石漠化的山区，它的地表起伏不定，朝向各异，有些地方还伴随着中小型的水冲沟或高地的岩石残丘、石笋、石芽等不良的地形地质条件。但是，由于其占地面积小、管理方便（山地人口稀少）、对居民生活干扰小、土地利用率高等优点，使其在城市建设中占有重要地位。

与戈壁滩、沙漠等平原光伏区相比，山区光伏区由于受到地形和地貌的制约，在材料运输与管理、支架基础施工、支架与构件安装、场区排水施工、防雷接地设计及优化等五个方面都有较大的难度。所以，在山区光伏区的建设期间，一定要提前规划，统筹安排，配足资源，加强监督，动态管理，这样才能有效地克服困难，保证工期，节约成本，确保安全。

2山地光伏区施工难点及应对措施

2.1物料运输与管理

山区光伏电站场区多为新修的盘山公路，坡度陡，弯道陡，路况差，大型运输车（13米以上的挂车）无法直接进入，多数设备和材料需由中小规模的运输车运送。山区太阳能电池板光伏区可供安装的太阳能电池板非常有限，加之考虑到水土保持等因素，为降低对地面的损害，在光伏区很少修建维修通道和施工便道，导致太阳能电池板、电池板等主体材料的运输主要依赖人工，运输难度极大。然而，太阳能光伏发电系统在光伏区所需材料量大，单台30兆瓦规模的太阳能光伏发电系统，其所需材料多达30000多吨，但其建设周期通常需要2～3个月，也就是平均每天30—50次的运输车来回光伏区，材料量大，管理难度大，安全风险高。所以，合理的工期，合理的堆场，合理的道路建设，加强协调管理，是确保材料的高效，快速，安全的重要保证。

2.2支架基础施工

山地光伏电站的支架基础施工，与普通地面电站相比，要求更高。一方面，支架基础施工工艺复杂，施工技术要求高；另一方面，山地光伏电站所处地形一般都比较陡峭、复杂，加之受周围环境影响较大，对支架基础的施工安全、质量及工期等方面都提出了更高的要求。为了保证支架基础施工质量和进度，需要做好以下工作：第一，提前了解项目所在地的地质情况及周边环境条件；第二，根据当地的地质条件和项目所在地的气候特点（雨季和旱季）进行分析，并制定出详细的支架基础施工方案；第三，采用履带式打桩机进行打孔；第四，采用机械打桩法或人工手持式钻机钻孔。作为光伏区的一个关键子项目，支撑基础的质量直接关系到支撑与组件的整体稳定性、耐久性、发电效率和整体的美观度。为此，建设单位与设计单位要加强沟通，认真研究，结合山形地形，选择合适的地基型式，以保证支护的进度、质量和安全。

2.3支架和组件安装

太阳能电池支撑与组件装配是太阳能电池光伏区建设的重要内容，其装配质量与成形效果直接影响到太阳能电池区域的整体美观与发电量，而受山区光伏区地形条件的限制，其组装质量和成形效果难以达到预期要求。所以，必须在保证组件的安装精度与质量的基础上，严格按照设计图纸的要求，采用合理的组装方案，从而提高太阳能电池组件的安装效率。首先，必须对太阳能电池组件进行精确的测量放线。山区光伏区多为平地光伏与山地光伏组合形式，而不同类型的光伏组件尺寸、形状、材质等又不相同。所以，需要根据当地不同的地形条件，采用合理的测量放线方案，从而准确地确定出组件安装位置。其次，太阳能电池组件与支架之间一般为刚性连接，为了保证其连接的可靠性，在组件安装前，必须将其固定在支架上。太阳能电池板是光伏区最重要的组成部分，也是最易受损伤的组成部分，所以在运输、安装时，需要根据生产厂家的要求，采取相应的防护措施。但是，装配体的处理与安装是一项高科技、高技术、高强度的工作，其人员素质一般较低。因此，加强对构件的技术训练，加强对构件的监控，不仅是防止构件的隐裂与损坏的关键，而且也是实施中的重点与难点。

2.4场区排水布置与施工

山区光伏电站场地因地形起伏，不可避免地会产生天然的冲刷沟壑，而在工程建设中，因为修建了道路、修建了太阳能电池板，会对雨水的汇流及天然渗透产生很大的影响，所以，合理的排水管网布局及施工，对于减少水土流失、降低安全隐患具有十分重要的意义。一般而言，光伏区的排水布局，应该充分利用自然冲沟与场地公路侧沟，以疏导、引排为主，并在坡顶、山坡等位置，设置适当的截水沟，以进行排水。

2.5防雷接地设计及优化

大部分的光伏区选择的地都是未利用的荒坡等地，这主要是由于它位于岩层中，所以降阻难度大，施工难度大。光伏区接地系统是光伏区电网安全稳定运行的关键，如何选择合适的接地方式、保护方式及接地装置，是保障山区光伏电站电网长期安全稳定运行的关键。目前在光伏电站接地网的设计中，主要存在以下问题：（1）部分施工人员缺乏相应的施工经验，在山区地形条件下，利用自然土壤进行地网施工，虽然简单方便，但是存在巨大的安全隐患；（2）部分施工人员对接地装置的要求不清楚，在设计时未能充分考虑山区复杂的地形、地质条件，未对接地装置进行专门的优化设计；（3）部分施工人员对山区地网设计标准不清楚，未能按《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50251—2010）中相关要求执行。因此在光伏电站接地网设计时必须严格按照《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50251—2010）执行。对于光伏电站接地网的设计，应满足以下要求：（1）光伏电站接地网应采用耐腐蚀材料制作，具有足够的机械强度、良好的导电性能、高耐腐蚀性、使用寿命长，以满足长期运行的可靠性要求。（2）光伏电站接地网应保证有足够的接地电阻，即要求接地电阻值在1欧姆以下。通常在山区光伏电站中，其接地电阻值一般会超过10欧姆。因此，光伏电站接地网应根据不同的地质条件选择合适的降阻措施。（3）在有条件的光伏电站中，可以利用山体、植被、岩石等作为接地极，利用山体本身作为接地极；也可以采用人工接地网，即利用山体作为水平接地体，并辅以人工降阻措施。

3结束语

山地光伏区建设是一个系统工程，必须结合实际条件，在保证电站安全性、不损害原有生态系统的前提下，以提升电站系统质量和电站总体经济效益为基础开展规划与实施。山地光伏区的规划与设计一方面要兼顾系统的理论安全性，另一方面又将对系统的实际应用安全性和经济效益加以兼顾。

参考文献

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