引言

如今，清洁能源将迎来全球范围内的关键转型，尤其在我国致力于碳达峰和碳中和目标的驱动下，太阳能光伏发电已崛起为清洁能源的核心力量。在此进程中，太阳能光伏电站广泛采用的是稳固的钢结构电池组件支撑架。但面对地势复杂的山地、在渔光互补、农光互补等应用中，传统固定支架的安装适应性受限。相比之下，柔性光伏支架凭借其少桩、大跨度、高净空、经济高效和提升土地利用效率的特点，逐渐成为光伏行业的优选方案。传统的渔光互补光伏支架钢索安装流程繁琐：先在地面上铺设所有钢索，随后逐个安装中梁时，需逐次提升钢索并固定在梁上，从东向西按序进行。这种方法效率低下，严重影响了其他工序的进度，占用大量施工空间，导致地面交通受阻，物资运输受限。采用柔性支架钢索安装工艺，使得中梁可在钢索未完全展开时进行安装，显著减少了施工场地需求，从而有效保障了工程进度。

1、工程概况

装机容量45MW柔性支架项目的柔性支架东西向钢索共185排，每排由2根φ15.2和1根φ12.7钢索组成，共计555根钢索，φ15.2钢索总长度达到191,531m，φ12.7钢索总长度达到98,115m，钢索总长度289,646m，单排长度在160～627m，传统安装方式需先在地面上铺设所有钢索，随着中梁逐跨安装时提升，这会占用大量施工空间，妨碍拉线盘安装和三角架组装，无法满足工程进度要求。所以，我们改良传统钢索安装流程，研发出适用于东西向的柔性支架钢索安装创新技术，旨在满足工程进度的严格要求。

2、柔性支架概述

2.1柔性支架介绍

光伏柔性支架系统基于钢索设计，通过在连续的钢索线上安置光伏板，而两端则由稳固的刚性结构进行固定和支持。为了削减顶部支撑的弯矩，支撑点通常采用外置的斜拉索或内置的刚性斜支撑设计。钢绞线作为关键的承重材料，其特性显著：柔性优良、重量轻巧且强度高。预应力的引入提供了卓越的刚度支撑。索结构的特点包括：高效查找、排序能力、支持范围查询、插入和删除操作相对复杂但时间效率高、占用空间较大，特别是对于大量数据时，需要预先设计和优化。索结构有如下特点：1）该材料仅能承受拉力，无法承受压力。2）索的刚度主要源自几何刚度，这主要依赖于预应力的施加。3）绷紧状态表现出线性特征，而其他状态则显示非线性特性。4）索会产生应力松弛并伴随损耗^[1]。

2.2技术优势

（1）采用往复牵引技术，同步利用三根钢索和牵引绳进行东向西的双向迅速释放，无需人工反复操作牵引绳，显著提升工作效率。（2）设计了一种专为钢索打造的牵引工具，融入了扭转力消除技术，配合旋转连接器，有效抵消钢索在从盘内释放时的扭转应力。此创新解决了传统放索过程中常见的钢索缠绕难题。（3）采用钢索牵引的省力防磨损技术，设计有专为安装在中梁上的转动杆。在牵引过程中，转动杆随钢索同步旋转，有效减少了钢索释放时的摩擦阻力。同时，此设计避免了钢索的PE护套在牵引时与中梁碰撞导致的磨损问题。

2.3技术特点

（1）该工具重量轻便，安装简易，成本低廉且具备可重复使用的特点。（2）施工效率显著提升，极大节省人力成本。（3）该产品具有极强的施工和安装环境适应性，适用于广泛的50～700m大跨度钢索安装场景。（4）设备轻巧，安装简易，兼具良好的电气及机械性能。

2.4柔性支架结构体系

柔性光伏支架体系可分为两组件：柔性系统和支架系统。柔性系统由预应力悬索、结构主要由稳定索、组件固定装置、光伏组件等元素组成；支架系统则由基础部分（如独立基座和桩基）、钢材支柱、钢梁以及支撑系统（包含斜拉索和斜支撑）构成。通常在太阳能光伏支架设计中，会考虑其受力特性，因此会在两侧配备斜拉杆（或索）和斜支撑结构以增强稳定性。在风力或雪压影响下，光伏组件承受负载，拉索随之产生应变，钢立柱则抵消垂直向的负荷，而斜拉索或斜支撑则抗衡水平方面的力量。为优化污水处理厂的大型光伏电站结构，常采用在钢立柱与中心支柱间增设钢桁架的设计，以此缩短跨度，有效控制挠度。在陡峭的山坡上，常采用斜拉索（即钢绞线）巧妙地顺应地形设计，随之敷设光伏板。这样既合理利用了自然坡度，又实现了建筑美学^[2]。

3、施工方案

3.1施工顺序

施工前准备→安全技术交底→测量放线→立柱、箱梁及交叉梁安装→悬索安装→组件安装，以及后续的电气设备安装调试。

3.2施工前准备

3.2.1材料检查

在支架装配前，需实施15%的抽样检查，严格依据图纸检查支架及其组件的规格，确保其符合设计规定。检查是否存在形变，一旦发现需修复，无法修复则需替换。确保无任何倒刺或毛边问题。严格遵循每份图纸的防腐防锈设计规范处理每个零件，以防锈蚀。若搬运或安装过程中导致表面受损，务必按照工艺规定立即进行修复上漆。光伏支架的连接部件必须符合国家标准，并采用热镀锌处理，旨在增强其耐久性和防腐特性，确保稳固耐用。螺栓、螺母和垫片的材质种类及数量应全面且精确，确保其具备出色的机械性能，以充分符合产品设计的要求。确保每个螺栓紧固后，其外露部分尺寸需符合产品设计规格。若无具体设计规定，应采用常规的20～30mm外露长度标准^[3]。

3.2.2其他

筹备并彻底检查工作设备。悬挂吊篮、卷扬机、电动扳手、电焊机、套筒扳手、水准仪、卷尺、指南针及安全绳等，必须严格遵守工程安全标准和产品质量规范；同样，光伏组件的检验也必须严谨执行。到货后的光伏组件需经业主、监理和制造商三方在场进行联合开箱检验。依据合同和技术协议以及到货单，核查组件的规格、外观、技术参数及相应证书，详细记录检查结果。只有在确认所有项目均符合要求后，组件才可投入使用；同时进行相关操作说明的培训。对施工人员实施工艺导向的专门培训，依据"三措两案"（即施工措施、应急预案和安全方案），详尽讲解施工质量规定、安全文明施工规范、工程进度安排以及班组任务分配等关键事项。

3.3复测支架基础

严格按照设计规格核查支架基础的平面定位、尺寸、标高和轴线，确保所有基准数据与安装需求一致。如发现任何偏离设计的情况，优先进行基础校正，直至达标后方可继续施工，以此确保安装工程的质量^[4]。

3.4立柱、箱梁及交叉梁安装

在使用吊车进行立柱吊运和安装前，首要步骤是详细规划吊车的行驶路径和作业区域，以保证其能无缝接入并执行任务。进场后，必须由专业设备管理人员严格检查吊车的工作环境、钢索和吊具，确保所有设施均符合安全标准和吊装需求，只有在确认无误后，才允许进行立柱的吊装操作。在吊运中，主吊和副吊分别绑定立柱两端，安放妥当后，起吊点设在立柱重心之上。预先在地面安置木垫，确保立柱底部不直接落地，以防柱脚受损。完成立柱提升至顶端后进行安装。安装完成后，对立柱的垂直度和水平度进行严谨校验与微调，确保其符合所有标准规定的要求。采用双螺母设计柱脚螺栓，并通过扳手紧固，确保立柱稳定。接着，吊装顶部箱梁，定位准确后实施坚固锁定。东西向边界采用桁架构造，先焊接横梁与立柱，随后进行一体化吊装。吊装完毕后，通过螺栓固定斜梁于主体框架，并进行精细调校。采用交叉支撑设计，上层与下层通过焊接和铰链链接交叉梁和横向支撑。安装时精细调校整体架构，以实现结构的稳固性^[5]。

3.5悬索安装

在承重索装置达到预设张紧状态后，着手安装用于组件固定的钢索。严格依据设计图纸确保钢索稳固安装于组件上，逐一完成锁定程序。每一步完成后，才会转向下一个组件的装配工作。组件安装务必确保坚固无虞，避免因形变或预应力导致组件损坏。组件排列规整，相互平行无偏差，无三角或梯形空隙，所有锁定部件紧密贴合。所有钢梁安装并精确调校，螺栓坚固无误，钢梁与桩顶实施了全范围焊接，周边锚杆安装工作已完成。根据设计图纸，明确标注并安装承重索和组件支撑杆的位置。首先，将承重索的一端牢固地安装在钢梁的预设耳板上，然后在钢梁对侧选择合适点安置卷扬机。利用卷扬机牵引，将悬索拉至钢梁另一侧的耳板，并通过开放式索头与其紧密衔接。所有承重索已逐一悬挂完毕。根据实地空间，于方阵西区安置立桩，受力点定位在侧横梁，确保立桩拉线与地面角度不超过45度。将组件索的一头牢固绑定在东侧边梁，随后通过直线引导，将索的另一端延伸至西区并与侧钢梁衔接。所有组件安装完毕后，通过开放式索头逐一进行反复调整，直至达到预设张力标准，并确保钢梁保持平直。利用滑轨吊篮技术，首先在预设撑杆标志点处进行承重索和组件索的索夹安装，同时确保撑杆在安装过程中保持水平垂直^[6]。

3.6光伏组件的安装

首先，在地面上完成光伏组件与安装板的连接，确保螺杆的安装是从外部向内部进行，然后紧固所有螺栓。电池板连接螺栓配备防松装置，同时采用弹簧垫圈和平垫圈提供额外保障。然后利用夹具将电池板牢固地安装在钢丝绳上，不过螺母并未完全拧紧。光伏组件安装需因地制宜，单片逐一就位，利用钢丝绳滑移至指定位置。底部人员需谨慎固定，避免碰触导致钢化玻璃划伤。组件安装需确保水平垂直，组件间的排列间隙统一，并确保接线盒方向标准无误。电池板接线说明：严格按照设计图纸指示的规格进行光伏组件电线连接，所有电缆若采用多股铜芯，务必先对端头进行锡焊处理再进行接线操作。在接线时务必注意极性，以防接错导致组件损坏。在每个光伏组件连线完毕后，务必检查其开路电压是否准确无误。确认连接无误后，制作对应的正负极接线端子，并实施严格的防水措施，以保障后续工艺的顺利进行和人员安全。

3.7电气安装

敷设光伏电缆的过程。依次排列电缆：从高压到低压电力电缆，再到强电和弱电控制电缆，确保整齐并坚固固定。电缆终端预留适当余量，路径关键位置设置电缆标识桩。完成电缆试验环节。完成电缆终端制作后，严格依据电缆绝缘等级和相关标准，对每根电缆实施绝缘测试和验证，确保其完整性。完成所有电缆敷设后，务必严格遵循设计规定和消防安全标准进行防火封堵作业。对电缆竖井、低压开关柜底部、贯穿楼板以及电缆隔板孔隙的防火处理采用防火膨胀模块和有机堵料，严格遵循消防标准和设计规格。防火膨胀材料需填充充分，表面覆盖防火涂料，并配合防火盖板安装，务求防火密封、平整且外观整洁。描述接地装置的安装铺设过程。明敷电线的表面需涂上15～100mm宽的绿色与黄色相间的条纹标识。建议在整个导线横截面，或者按区域或可触及部分，均应进行标识。确保每根电缆的屏蔽层独立连接，不得与其它电缆的屏蔽层交叉或混接。完成厂区网络敷设后，执行了全面的总接地网络连通性电流测试。逆变器安装完成后，需通过并网连接测试、电磁兼容性评估、安全规范检验以及环境耐受度试验四项关键测试。并网测试涵盖了一系列关键环节：有功功率调控、电压稳定性（过/欠压测试）、频率适应性（过/欠频测试）、防止孤岛效应、并网复原测试、能效评估、反向电流防护以及无功补偿能力的响应测试。电容的兼容性测试涵盖电压暂降抗扰度、浪涌（冲击）防护能力、静电放电抗扰度以及谐波电流发射限值等多个关键项目。测试功能涵盖绝缘电阻测量、接触电流评估、绝缘强度检查、耐压实验以及方阵残余电流筛查等多项安规项目。设备具备高效能的环境模拟测试，包括高温低温测试、湿度变化与热湿循环实验、光照老化测试以及严格遵守防护等级标准^[7]。

4、结束语

柔性支架在电站建设中日益受到重视，鉴于国内普遍光伏项目土地供应紧张及高额的土地费用，业主们正积极寻求解决方案，以优化土地利用效率。本项目应用柔性支架钢索安装新技术，显著提升了安装效率，缩短施工周期并节省成本。施工质量良好，圆满实现了预设目标。

参考文献

[1]宁勇平，袁翼轸，张果，等.基于柔性支架的光伏电站的研究与设计[J].农村电气化，2023（3）：55-59.

[2]邬伟骏.关于柔性光伏支架在污水处理厂的应用探究[J].建筑·建材·装饰，2023（3）：216-217.

[3]刘兴佳，崔国桥，于恺，等.太阳能光伏柔性支架体系研究[J].中国新技术新产品，2023（2）：79-81.

[4]王金平.浅谈沧州污水处理厂柔性光伏支架及光伏组件施工技术[J].绿色环保建材，2023（10）：123-124.

[5]杨韬.浅析复杂地形条件下光伏柔性支架应用[J].电力设备管理，2023（2）：143-145.

[6]崔容强，汪建强，孟凡英，等.太阳能光伏发电之未来[J].可再生能源，2022，26（3）：96-101.

[7]曾祥光，殷俊，冯鉴.动车组太阳能光伏发电技术应用研究[J].可再生能源，2022，30（12）：15-20.