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摘要：近年来，我国光伏电站得到了快速发展，规模和效益不断扩大。光伏电站能够安全稳定的运行，电站支架设计尤为基础和重要。对太阳能光伏电站设计有关问题进行探讨，以及大型地面光伏电站光伏支架系统在实际应用中常见的质量问题展开阐述。
关键词：太阳能 光伏电站；支架设计；质量问题；控制措施
前言：太阳能光伏发电是当前新型能源开发利用中的一项重要形式。根据在光伏电站的相关工作经验，本文主要围绕太阳能光伏电站设计有关问题进行探讨，分析了太阳能光伏发电站的技术特性和光伏电站设计影响因素，阐述了太阳能光伏电站的设计要点等对光伏电站运行施工影响比较大几个方面进行了探讨。
1.光伏电站运行特点分析
场地偏远，光伏发电依靠的是太阳能，因此日照的强度、时间等影响太阳能资源的因素决定了光伏电站的选址自然倾向于日照时间长、光照强度高、太阳能资源丰富的地区。我国西北、华南、华北等地区不仅光照条件好，而且土地辽阔，大片的滩涂和荒漠戈壁比较适合需要大面积土地的太阳能光伏发电站建设。由于偏远地区往往地广人稀，远离城乡，在设计光伏发电站控制方式时多采用远程监控或集中监控模式。静止发电性，周期性、间歇性、随机性。
2 太阳能光伏电站设计影响因素分析
2.1气象环境因素影响分析：气象条件是对于太阳能光伏发电影响最为显著的因素之一。气象环境的变化往往会以太阳光到达地面的辐射强度变化的形式体现出来，进而对太阳能光伏发电产生直接影响。在进行光伏电站的设计时，要充分考虑电站所处地区的自然气象、气候条件，科学设置适应当地气象环境的气象环境设备，保证设备功能与当地气象环境相契合，充分发挥应有效能。
2.2 太阳能光伏电池最佳倾角影响因素分析：光伏电站的发电量取决于太阳能电池片吸收太阳光的情况，而后者又受太阳能光伏电池倾角的影响。在条件和工程进度充裕前提下，为了达到设计最佳效果，建设单位要在太阳能光伏电站所在场址设置太阳能观测站，收集项目所在地的太阳能资源数据，测光时间应达到1年以上若无项目所在地完整年的实际观测数据，可选择场址附近己有的长期测光资料对场区内观测站进行模拟测算，评估拟选场址的太阳能资源从而对太阳能光伏电池倾角进行确定，在计算机的辅助下使用专业软件对太阳能光伏电池的倾角进行调节，使得光伏电站的年发电量最大。
2.3 太阳能光伏电站安全性影响因素分析：由于光伏电站选址大部分都是位于西部荒漠地区或者沿海滩涂地区，气候条件恶劣阵风或强台风威胁严重，光伏阵列露天布置，光伏支架方案及光伏组件安装须考虑抗台风设计。光伏方阵建于地面，方阵基础须满足抗压、抗拔、抗倾覆等要求。安装支架或线缆桥架等室外设备均需要考虑防腐蚀及抗盐雾设计。防风和防腐设计是影响光伏电站使用寿命和投资回收的关键，设计人员需要特别注意。
2.4 太阳能光伏电站经济性影响因素分析：太阳能光伏电站作为能源产业的重要一环，经济指标是其建设实施时必须考虑的重要问题，在进行光伏发电站项目前期决策阶段，要充分对项目可行性进行沦证，确保电站建成投产后的经济效益达到预期水平，要坚持用发展的眼光看待问题，要着眼于区域经济的未来发展以及光伏企业的规模效应，科学确定太阳能光伏电站的数量以及规模。
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3.太阳能光伏电站的设计要点
3.1 电池组件的选择：常用的太阳电池组件主要有以下几种类型：单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池、稀化福电池、铜锢硒电池等光伏电池组件的选择应在技术成熟度高、运行可靠的前提下，结合电站周围的自然环境、施工条件、交通运输的状况，选用行业内的主导光伏电池组件类型，重点选择市场主流的一线供应商的产品根据电站所在地的光资源状况和所选用的太阳电池组件类型，计算光伏电站的年发电量.选择综合指标最佳的太阳电池组件。
3.2 光伏电站的综合开发：由于自身属性决定，光伏电站的建设和运行势必会占用大量土地资源，如果只是用于光伏发电，则支架所覆盖的大面积土地则被“闲置”，综合利用率不高，一定程度上来说也是一种浪费。光伏电站宜采取“农光互补”、“渔光互补”、“盐光互补”等综合开发模式，将农业生产与光伏产业相结合，将带动其它相关产业发展，实现真正意义上的高效、绿色、循环产业。电站设计阶段需要考虑后期其它产业生产的需要，实现光伏发电和绿色产业生产经营的双赢。
3.3 太阳电池方阵安装方式的确定：光伏阵列的安装方式主要有固定式、单轴跟踪式和双轴跟踪式，跟踪系统的控制方式又分为主动式控制方式、被动式控制方式和复合控制方式光伏阵列运行方式不同，其建设成本及年发电量也不同其中固定式的建设成本最低，单轴跟踪式的次之，双轴跟踪式的最高对于光伏系统年发电量，则是双轴跟踪式的最高，单轴跟踪的次之，固定式的最低对于系统的运行维护，相比于固定式，跟踪式的结构复杂，且故障率较高，因而具有较高的维护与维修成本因此，需要结合项目的具体情况，对投资成本、建设难度、运维可靠等多方面因素综合考虑，最终制定出光伏阵列的安装方式.
4.光伏电站光伏支架系统常见的质量问题
4.1 材料采购中常见的质量问题：（1）光伏支架系统钢材采购。光伏支架系统原材料的质量是整个工程的保证，只有保证原材料的质量，才能生产出优质的光伏支架产品。常见原材料主要质量问题有：钢材材质不达标，钢材的规格、壁厚没有满足设计和规范要求，未对进场钢材进行复检就投入生产等。（2）光伏支架配件螺栓的采购。光伏支架系统的连接全靠螺栓，螺栓对整个支架结构起很好的固定作用。常见螺栓质量问题主要有：螺栓防腐工艺不达标，螺栓材质不达标，螺栓螺母、垫片不满足规范要求，这样将给工程造成严重的质量隐患。
4.2 加工制作中常见的质量问题：（1）钢构件外形尺寸超差。光伏支架各零部件在金属带锯床、剪板机、冷弯机、联合冲剪机、砂轮切割机、冲床等机械工具的下料过程中，因操作人员精力不集中、工件定位不准确、操作失误等原因，往往容易造成构件外形尺寸超差，这些问题得不到解决，将直接影响太阳能电池板组件安装质量和组件发电质量。（2）钢构件焊接质量问题。光伏支架在工厂内的焊接主要为立柱与柱底板的焊接，一般采用CO2气体保护焊的焊接方法，焊接常见的质量问题：焊缝外观（如：裂纹、气孔、夹渣、焊脚尺寸超差等）、焊接变形严重、假焊等质量问题，这些问题的出现主要是由于焊接方法、焊接参数、焊接顺序不合理、焊接人员技能差、焊接环境不满足等因素造成。
5.光伏电站光伏支架系统质量控制措施
5.1 原材料控制措施：支架原材料均必须采用正规厂家的优质产品，质检人员须对进场材料进行外观检查，确认材质与施工图规定相符。
所有进场材料均有完整清晰的材质证明原件、出厂合格证书（原件）、试验报告等。对有疑问的材料进行检测与试验，复检合格后方可使用，材料缺陷不得超过国家有关规范标准。原材料有明确标实，整齐堆放。
5.2 工艺过程严格控制：产品投入前，必须依据产品的特性和产品制造的工艺流程，设立与其相适应的质量控制点，分一般工序质量控制点和重要工序质量控制点。针对支架结构特点和施工图纸及规范要求制定出相应的制造工艺和工装模具，明确施工工序，工艺方法，加工手段和设备，切针对重点环节的制造方法、薄弱环节的控制措施作出明确、可靠的规定，保证制造技术方案的切实可行。
结束语：在政府政策的大力扶持下，我国光伏产业的发展速度也会快速增长。在光伏产业快速发展的大背景下，必定会需要更多的光伏支架系统，而光伏支架系统的质量是整个光伏产业中的关键组成部分，因此在实际应用中，我们要不断进行总结，及时解决光伏支架系统的质量问题并采取预防措施。
参考文献：
[1]钟建安.光伏发电相关问题研究基于组串逆变器的智能大型光伏电站解决方案{J}.电气制造，2014（09）
[2]潘捷.任浩翰.戴成鸿.周彬.上海崇明前卫太阳能光伏电站的运行实践和成果{J}.电力与能源，2011（06）
论文作者:黄坚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/16
标签：光伏论文; 电站论文; 太阳能论文; 支架论文; 质量问题论文; 螺栓论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第2期论文;