摘要：為了對海上光伏項目中的安裝施工工藝進行研究，采取實踐與理論相結(jié)合的方式，從海上光伏的基礎(chǔ)進行論述，并提出了部分海上光伏防腐蝕和安裝策略。研究發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)施工和組件安裝一直是海上光伏項目建設(shè)的一個重點，它會對光伏電站運行的安全和經(jīng)濟效益產(chǎn)生很大的影響，這就需要做好設(shè)計和施工規(guī)劃，對各環(huán)節(jié)嚴(yán)格管控，以確保施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：海上光伏支架光伏組件箱式變壓器

DesignandConstructionStrategiesofFixedOffshorePhotovoltaicProjectswithPileFoundations

LIUGuanchen

FujianGuodianWindPowerCo.，Ltd.，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujianProvince，350009China

Abstract：Inordertostudytheinstallationandconstructiontechnologyofoffshorephotovoltaicprojects，thecombinationofpracticeandtheoryisadoptedtodiscussthefoundationofoffshorephotovoltaics，andsomeanti-corrosionandinstallationstrategiesforoffshorephotovoltaicsareproposed.Researchhasfoundthattheconstructionandmoduleinstallationofthefoundationhavealwaysbeenthefocusoftheconstructionofoffshorephotovoltaicprojects，andthattheywillhaveasignificantimpactonthesafetyandeconomicbenefitsoftheoperationofphotovoltaicpowerplants，whichrequiresgooddesignandconstructionplanningandthestrictcontrolofeachlinktoensureconstructionquality.

KeyWords：Offshorephotovoltaics;Bracket;Photovoltaicmodule;Pad-mountedtransformer

目前，國內(nèi)已建和在建項目大多為陸上光伏項目，尤其以西北地區(qū)利用戈壁荒灘大基地為主，但受電網(wǎng)接入限制。中東部地區(qū)經(jīng)濟發(fā)達，電網(wǎng)消納空間大，但受土地資源和政策影響。當(dāng)前，陸上光伏資源已逐漸枯竭，而海上光伏發(fā)電項目具有不受土地限制，接近負(fù)荷中心等優(yōu)點，隨著近年光伏組件價格的不斷走低和光伏轉(zhuǎn)換效率的不斷提高，海上光伏項目開發(fā)已具備投資經(jīng)濟性。但是，相比于陸上光伏，海上光伏由于項目少，建設(shè)經(jīng)驗較為缺乏，且各地區(qū)海況風(fēng)況不一致，需要根據(jù)項目特性，對各部位進行設(shè)計和實施，以確保項目質(zhì)量和效益[1]。

1海上光伏的基礎(chǔ)

1.1樁式基礎(chǔ)

當(dāng)前，我國大型海洋光伏發(fā)電項目多在濱海、潮灘等地，已有較為成熟的“PHC管樁+鋼托架”方案。樁基固定式海上光伏建設(shè)呈現(xiàn)規(guī)?；瘶度菏┕さ奶卣鳎Ｑ蟓h(huán)境的水深、海浪、潮差、風(fēng)速等指標(biāo)直接影響樁基的定位精度、垂直度和施工效率。光伏發(fā)電項目主要采用的是預(yù)應(yīng)力混凝土管樁，其優(yōu)點是樁身質(zhì)量穩(wěn)定可靠、強度高、水上施工效率高、施工周期較短、水上施工快捷方便、擠土效應(yīng)顯著、較少破壞原始地貌，有利于環(huán)境保護等優(yōu)點。缺點是主要適用地質(zhì)松軟，較平整的場地，不適用于巖石、碎石土及密實的砂土。

1.2施工時間及特點

以我國目前一樁基固定式海上光伏項目為例，該項目其中包含主要光伏器件10000余個。另外，還包含部分橋架以及箱變等重要樁基。通過研究發(fā)現(xiàn)，一般來說現(xiàn)有的海上光伏樁基設(shè)備的工作時間為每天15h左右，若按照每天4個工作單位來計算，則一天至多可以打60個樁，打樁的施工時間需要約半年時間，這會基本占據(jù)整年海上工作時間的所有主要窗口期。因此，樁基固定式海上光伏項目的施工特點便體現(xiàn)出來，即主要的施工器件繁多，且器件的施工數(shù)量也很多，錨碇施工要用的場地大[2]。在極端惡劣天氣環(huán)境情況下，樁基易受到地質(zhì)情況、安裝上部鋼結(jié)構(gòu)、標(biāo)高偏差等問題的干擾，因此對樁基的定位工作有非常高的條件；另外，支架的吊裝、運輸、安裝所用時間也較長，且支架的安裝一般采用的都是流水或交叉式，這給項目的施工效率帶來了不小的影響[2]。在這一地區(qū)的海上施工主要窗口期、設(shè)備施工效率以及施工方法等方面，通過研究計算，該項目的總樁基容量為400000kWp，陸上集中式光伏項目的施工時間需要180d左右，而相同通量的海上光伏項目施工時間則不低于1年。

2海上光伏腐蝕防護策略

根據(jù)腐蝕部位和制造材料的不同，應(yīng)采用相應(yīng)的防腐蝕對策。

2.1預(yù)制管樁

2.1.1摻入引氣劑

引氣劑是一種摻氣的新型減水劑，它能在混凝土中摻入空氣，生成許多細(xì)小的、封閉的、穩(wěn)定的氣泡。高品質(zhì)的引氣劑在混凝土中形成許多細(xì)小且均勻分布的球形微孔，提高混凝土的坍落度、流動性及塑性；減少危險孔洞，阻斷侵蝕介質(zhì)對混凝土的滲透；降低砼的泌水率、離析程度，改善砼的均一性；減少導(dǎo)熱系數(shù)，改善了混凝土的體積穩(wěn)定性能，延長管樁的使用壽命。

2.1.2合理選擇水泥和骨料材料

粗骨料角部及針狀顆粒過多，不經(jīng)處理，會造成大量的氣泡殘留。對于細(xì)粒級集料，天然砂來源日益減少，若用未經(jīng)充分修整的人造砂或摻混砂代替，由于其粒徑小、易產(chǎn)生氣泡，在管樁收水過程中易產(chǎn)生砂眼。建議采用級配在20mm以內(nèi)的粗集料，并對其進行壓實指數(shù)及巖石體積壓縮強度測試。細(xì)集選用中、細(xì)集料，細(xì)度模數(shù)為2.6，泥含量不得超過1.0%，且不得有結(jié)塊。

2.1.3增加保護層厚度

混凝土保護層厚度與裂縫寬度、鋼筋腐蝕程度有一定的相關(guān)性。增大保護層厚度、減小裂紋寬度可減小鋼筋銹蝕速率。

2.2支架

2.2.1增加鍍鋅厚度

一般情況下，鍍層厚度愈大，全蝕所需要的時間愈久，鋅液的溫度、浸鋅時間、工件表面的清潔度都會對鋅層的厚度產(chǎn)生影響。在430℃以下，鋅的擴散速率不夠快，很難形成充足的Fe-Zn合金層；而在465℃以上，Zn和Fe的擴散速率加快，Zn層厚度迅速增大，而隨著溫度的提高，Zn層的厚度又開始減小。通常，隨著鍍層厚度的增加，浸鋅期延長。但是，過多的浸鋅會造成鋅層的脆性。此外，高表面質(zhì)量的工件上，鋅層也比較薄，因此，在適當(dāng)?shù)腻冧\溫度下，可以適當(dāng)?shù)匮娱L浸鋅時間，以增大鋅層的厚度[3]。

2.2.2提高鍍鋅工藝水平

熱浸鋅鋼表面存在的各種缺陷對其耐滲性能有很大的影響，其中鋅液的成分、溫度等與鍍鋅材料表面的夾渣、劃傷、裂紋等有密切的關(guān)系。在生產(chǎn)過程中應(yīng)注意的主要質(zhì)量控制要點包括以下幾個方面。（1）原料缺陷的處理。由于鋼鐵企業(yè)在生產(chǎn)過程和運輸過程中的防護措施不到位，導(dǎo)致鋼鐵材料表面出現(xiàn)裂紋、結(jié)疤和皺皮等缺陷。在熱浸鋅之前，必須對其表面的裂縫、起皺、結(jié)疤、麻面進行打磨修補。（2）漏鍍的處理。漏鍍是一種比較嚴(yán)重的質(zhì)量問題。對單體面積不超過10cm的暴露點，可用熱噴鋅，涂敷富鋅涂層的辦法進行修補。（3）原材料表面的清洗。如果被涂層表面有油污或漆斑，可以使用特殊的去油劑，并在加入之前，先將其除去，然后再加入。對于不完全的酸洗及殘留的銹斑，可以通過延長酸洗時間來解決；對于銹蝕層比較厚的工件，可以采用機械清理的方法進行前處理[4-5]。（4）使用助鍍劑。將NH4Cl與ZnCl2按照特定的配比融合在一起制作成水溶液，這樣做的目的是可以將器件的外層通過此溶液，與空氣進行隔離，以確保堿洗脂、酸洗除銹后的清潔鋼基基材表面可以不被氧化。另應(yīng)注意，助鍍液應(yīng)定期化驗，確保其鐵含量低于7g/L，酸水平低于4g/L，溶液pH值應(yīng)保持在4～6之間。

2.2.3斷面的處理

對于采用熱浸鋅或鍍鋅鋁鎂板的零件，如需在工地上進行焊接、開孔、截斷面等重新加工，則應(yīng)先清除銹斑，然后再噴鋅、補漆。通常先用醇溶性無機富鋅底漆進行底層和找平；中間層采用環(huán)氧云鐵涂料密封，防止空氣進入底漆；丙烯酸聚氨酯面漆既能確保涂料的施工質(zhì)量，又能起到對中間涂料的保護作用[6]。

2.3接地系統(tǒng)

傳統(tǒng)的接地裝置以鍍鋅扁鋼為主，一般選用Q235鋼。結(jié)果表明，該工藝對鋼筋混凝土無防護效果，不宜采用?？晒┻x擇的物質(zhì)主要有以下幾種。

2.3.1銅覆鋼材料

與熱鍍鋅相比，銅鍍層的耐蝕性能要好得多，耐蝕性能比熱鍍鋅高5～10倍，且具有較高的使用壽命。在40年的設(shè)計使用年限內(nèi)，采用銅包覆鋼材進行整個生命周期的投資費用比純銅低得多。

2.3.2不銹鋼材料

不銹鋼是一種耐海水腐蝕能力強、耐腐蝕能力強、耐腐蝕能力強的新型材料。通過試驗，確定鉻20%、鉬6%、鎳18%、錳4%、硅0.5%、釩0.5%，其他成分為Fe的情況下，獲得了良好的抗海水侵蝕能力。經(jīng)1050℃保溫0.5h，再經(jīng)油淬火，獲得固溶強化；經(jīng)816℃調(diào)變處理0.5h，再在α相及σ相過渡區(qū)進行時效處理，獲得了較好的耐蝕性能。

3光伏設(shè)備安裝施工技術(shù)的應(yīng)用要點

3.1支架施工技術(shù)

支架是由后立柱、前立柱、斜撐、斜梁、檁條、背拉桿、連接件等部分構(gòu)成的。將后立柱和前立柱全部放在管樁基礎(chǔ)上，并進行定位，并對其安裝精度進行檢驗，將前、后立柱的縱向中心線與立柱中心線一致，利用水平儀對前、后立柱的水平度進行合理調(diào)節(jié)，再用水平儀對立柱的垂直度進行調(diào)節(jié)。當(dāng)支架安裝時，如果發(fā)現(xiàn)樁基的標(biāo)高變化很大，可以用支撐墊對前后柱進行調(diào)平，達到要求后再用點焊進行連接。同時還要檢查支架底座的平面度，對角偏差是否在容許值之內(nèi)，確定后將立柱焊接牢固。在安裝斜梁時，要嚴(yán)格按設(shè)計要求的間隔來進行，斜梁的實際安裝位置由端頭的長度來決定，用螺栓穿過斜梁來提高連接的可靠度。當(dāng)所有的立柱和斜拉桿都安裝到位后，要將拉桿螺栓擰緊，這樣才能保證光伏支架上的各個部分都能受到均勻的受力，從而提高了光伏支架的整體穩(wěn)定性[7-8]。

3.2光伏組件安裝

因為項目的規(guī)模很大，光伏設(shè)備多，所以在施工過程中，所以在安裝的時候，必須對這些方面進行嚴(yán)格的控制。

3.2.1切實做好安裝前各項準(zhǔn)備工作

在組件開箱前，需組織廠商、監(jiān)理和業(yè)主一起到現(xiàn)場進行開箱檢驗，并做好開箱檢驗的見證記錄。組裝件的外形和零件要保存完好，并要對安裝者進行有關(guān)安裝方面的知識和技術(shù)指導(dǎo)。

3.2.2嚴(yán)控各組件的安裝誤差

在整個光伏電池組件的安裝和建造中，一定要嚴(yán)格按照設(shè)計圖來進行，特別是對組件的緊固螺栓扭矩要完全符合生產(chǎn)廠家及設(shè)計文件中的有關(guān)要求。

3.2.3嚴(yán)控光伏組件之間的接線質(zhì)量

由于在海上作業(yè)，施工場地受限，而且安裝后很難對其進行調(diào)整或更改，所以要對各個部件之間的接線質(zhì)量進行嚴(yán)格的控制，要特別注意以下幾個方面：（1）光伏組件的連接數(shù)目和路徑都要滿足設(shè)計要求，要deae7c99fc385ffde8113cba39e3a112牢固可靠；（2）外部線纜與接頭部位需進行搪錫處理，以提高接頭的緊密性及緊密性；（3）在組裝完畢后，要對其進行開路電壓、短路電流等試驗，試驗結(jié)果滿足規(guī)定后，才能開始下一步的安裝；（4）連線可用支架牢固固定，其安裝應(yīng)整齊美觀。正負(fù)極之間不能有短接的情況。

4結(jié)語

綜上所述，本文首先對樁基固定式海上光伏項目的基礎(chǔ)進行分析，其次闡述了海上光伏項目光伏防腐和設(shè)備安裝施工技術(shù)。在建設(shè)中，基礎(chǔ)施工和組件安裝是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這就需要在具體的施工過程中，根據(jù)現(xiàn)場的情況，提前做好人員、材料、設(shè)備、組織等方面的準(zhǔn)備，對工程節(jié)點進行嚴(yán)格把關(guān)，只有這樣，才能確保項目建設(shè)質(zhì)量和未來穩(wěn)定的經(jīng)濟效益。

參考文獻

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