淺談高原光伏支架的拼裝方法

摘要：光伏組件支架安裝一般由前柱、后柱、檁條、檁托、斜梁、斜撐、背拉桿連接件、檁條連接件及壓塊組成，本文主要論述一種新型光伏支架的拼裝方法，現有技術中光伏支架的拼裝方法是：首先澆注樁基，其次安裝基礎支架，最后安裝檁條。這種安裝方法的缺陷在于高處的檁條已經高于施工工人的身高，工人必須配置腳手架才能完成全部的檁條安裝，搭建腳手架和攀爬腳手架對施工效率影響很大，嚴重制約了光伏支架安裝工程的施工進度。

關鍵詞：搭建腳手架、安裝腳手架、施工效率、施工進度

一、光伏發電的優勢

自十七世紀以來，世界人口從5億增加到60億，增長了12倍；伴隨著人口的逐漸增長，煤炭消耗也從每年的1億噸增長到了150億噸。隨著全球人口的增長、能源消耗的增加和環境問題的嚴峻，可再生能源的開發利用正在加速發展,太陽能由于其突出的優勢而被定位為最具前景的未來能源。地球表面所接受的太陽能約為1.704*10GWh/年，是全球能量需求的35000倍，具有無盡的潛力。

我國屬于世界太陽能資源豐富的國家之一，全國總面積2/3以上地區年日照時數大于2000小時。我國西藏、內蒙古、新疆、內蒙古、寧夏、內蒙古高原的總輻射量和日照時數均為全國最高的，屬世界太陽能資源豐富地區之一。自大興安嶺西麓向東南，穿黃河沿青藏高原東側到西藏東南，將全國分為東西兩大部分。西部遠離海洋，受海洋潮濕氣流影響很弱，全年氣候干燥，中低云量較少，所以總輻射量較大；東部以內蒙東部和華北較大，長江中下游與東北的總輻射量相當。廣東沿海和臺灣、海南沿海總輻射量都較大，是東部總輻射量最豐富地區之一。在東部川黔地區為低值中心，這一地中心與世界上太陽能隨緯度的分布規律相反，一般隨緯度增總高輻射在減少。但這一地區出現川黔低值中心，這一地中心與世界上太陽能隨緯度的分布規律在增加。這種南低北高的現象是因為該地區處于青藏高原的東麓背風坡，是南北兩股氣流繞流絞碎交綏的地方，天氣系統活動頻繁，云量較多，影響直接輻射削弱，形成了低中心。我國太陽能理論總儲量為147X108GWh/年。從理論上講除去農田、草原、森林、河流、湖泊、道路等，在任何荒地和建筑物上都可以安裝太陽能光伏組件。我國荒漠面積108平方公里，主要分布在光照資源豐富的西北地區。如果利用十份之一的荒漠安裝并網光伏系統，按照目前100KWp/m2的一般技術水平，則裝機容量就達大約1.08x10KWp。按照目前并網光伏發電技術水平保守地按每年100KWh/m2計算，這十分之一的荒漠面積每年可發電108000億kWh；按照平均每年額定運行1400小時計算，折算裝機功率為1928GW，相當于128座三峽電站。可以提供我國2002年1654億kWh的耗電量的3.2倍。換句話說只需要全部荒地面積的3%，即在3.3萬平方公里面積上安裝3310GWp并網光伏發電系統就可以提供我國2002年全年耗電量。我國建筑占地面積總計約2億m2，假如1%的屋頂用太陽能光伏組件覆蓋，每年就可以提供2億kWh電能。從上述數據可以總結為：搞太陽能光伏發電，利用我國的荒漠資源，是變廢為寶，保障我國能源供應戰略安全、大幅減小排放和可持續發展的重大戰略舉措。

二、具體拼裝方法

光伏支架主要用于承載光伏電池板及其配套的相關設備，主要包括樁基、支架和檁條三大部分。樁基一般為混凝土樁基，由施工人員根據施工圖紙在場地上提前灌注完成，樁基上預留用于安裝立柱的預埋件。基礎支架主要包括前立柱、后立柱和斜梁，有時候還設置斜支撐等用于增強基礎支架的部件；其中前立柱的高度小于后立柱的高度，斜梁的兩端分別連接前立柱和后立柱以便保持傾斜，檁條水平的安裝在斜梁上。

一般而言，一個光伏支架的寬度大約18米(光伏支架的寬度等于檁條的長度)，需要大約六個彼此間隔均勻的基礎支架，多根檁條水平的橫置在六個基礎支架上。檁條沿著斜梁均勻布置，因此不同的檁條高度不一，最高處的檁條大約為2.3米。

下面結合具體實施方式對文作進一步詳細說明。如圖1所示，本實施例所需要安裝的光伏支架包括樁基1、基礎支架和檁條2，其中基礎支架包括前立柱3、后立柱4、斜梁5和斜支撐6。

圖1

本文所描述的拼裝方法主要由五部組成，其主要包括如下步驟：

步驟1：樁基1施工；樁基1為混凝土樁基1，依照圖紙提前定點施工，樁基1上應預留用于安裝立柱的預埋件；

步驟2：將前立柱3安裝在樁基1上；

步驟3：如圖2所示，將斜梁5與前立柱3組裝，將檁條2和后立柱4組裝在斜梁5上；在此階段，斜梁5平放在地面上，安裝檁條2時無需腳手架；

圖2

步驟4：如圖3所示，人工將斜梁5和檁條2抬起，使得后立柱4豎直，將后立柱4固定在樁基1上；抬起整個斜梁和檁條的操作有時候是由人工進行的，為了降低工人的勞動強度，可以在步驟3中先行組裝部分位于高處的檁條，剩余無需利用腳手架安裝的檁條在步驟5中完成組裝。

圖3

步驟5：將斜支撐6安裝至斜梁5和后立柱4上。

在本文所論述的安裝方法中，以班組為單位進行步驟2-5，在完成步驟2-4之后，留一人或部分班組成員進行步驟5，剩余班組成員進行下一個光伏支架的步驟2-4。

本實施例的光伏支架前立柱3高度為412mm，后立柱4高度為2093mm，斜梁5長度為4200mm，檁條2長度為18390mm；一個光伏支架包含六個基礎支架和五根檁條2，六個基礎支架并列布置，相鄰的基礎支架之間的距離為3400mm。

所有的混凝土樁基1提前施工完成，基礎支架和檁條2的安裝以班組為單位進行操

作。一個班組9名施工工人，步驟2-4由全部班組成員分工合作進行，完成之后留一名工人進行步驟5，其余班組成員進行下一個光伏支架的步驟2-4，以此循環安裝所有的光伏支架。

三、結論

本文所述的光伏支架的拼裝方法在支起斜梁之前安裝檁條，相比于傳統的安裝方法，省略了搭建腳手架和攀爬腳手架的過程，簡化了光伏支架的安裝步驟，縮短了光伏支架的施工工期并降低了施工成本。

一個包含9名施工工人的班組，一天能夠安裝14個支架；作為對比，同樣的施工班組如果使用傳統的安裝方法一天只能安裝6個支架；本實施例的光伏支架的安裝方法能夠將光伏支架的施工效率提高大約2.3倍，顯著縮短了光伏支架的施工工期。