1983火炬莱特太阳能光伏供电方案及施工组织设计1.docx
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1983火炬莱特太阳能光伏供电方案及施工组织设计1
火炬莱特光伏供电方案
施
工
组
织
设
计
目录
一、基本概况…………………………………………………
二、光伏供电的系统组成………………………………………
三、光伏供电的系统原理………………………………………
四、光伏供电系统的设计………………………………………
五、施工组织……………………………………………………
六、设备及材料进场计划………………………………………
七、施工方案……………………………………………………
八、施工进度计划………………………………………………
九、质量保证措施………………………………………………
十、环境保护措施………………………………………………
十一、安全生产措施…………………………………………
十二、文明施工措施……………………………………………
一、基本概况
1）工程规模及范围
根据太原火炬莱特科技服务有限公司楼顶总面积37.1×17=630.7㎡。
设计轴线（2—6）（A—F）现浇楼顶取中（10.85×13=141.05㎡）为20KW并网光伏电站；轴线（6—10）（A—F）钢结构取中（11×16.5=181.5㎡）为10KW离网光伏电站。
如（图1）
定。
本方案覆盖总承包合同项目执行的全过程，即包括系统总体设计、部件设计、设备制作安装、采购运输、现场施工及施工管理等。
本方案的目的是保证太原火炬莱特科技服务有限公司30KW（10KW离网、20KW并网）太阳能光伏发电示范工程建设符合下述规
·相关国际、国家标准规
·合同中业主的要求
·有关行业规定
本方案将使参加项目人员有清晰了解其工作职责、内容和计划进度等。
同时使业主了解本公司的计划执行情况。
以保证项目的顺利实施。
2）自然条件
（1）太原市位于山西省中部盆地的北缘，北伟37.54，东经112.31，海波780米左右。
（2）太原地区属大陆性气候，区内气温、降水等主要气候因素变化大。
基本特征四季分明，冬季漫长。
冬季自11月到次年3月；春季温度回升快，昼夜温差大，干旱雨少，风沙大；夏热多雨；秋季凉爽。
平均气温9.4ºC,高温月（7月）平均23ºC,低温月（1月）平均－6.7ºC,最高气温39.4ºC，最低气温－25.5ºC。
年平均降水量459.5毫米，七、八、九三个月平均降雨量286.2毫米，占全年降水量的62.2%以上。
年平均风速2.5米/秒，最大风速25米/秒。
太阳光照年总辐射量500－580（KJ/C㎡.年）；连续阴雨天（3天）；年日照（2400～3000h）；平均峰值日照（4.8h）。
二、光伏供电的系统组成
独立供电的太阳能光伏系统的结构框图如图所示。
由于太阳能电池只能在白天光照条件下输出能量，根据负载需要，系统一般选用铅酸蓄电池作为储能环节来提供夜间所需电力。
整个光伏系统由太阳能电池、蓄电池、负载和控制器组成。
虚线框中部分即为系统控制部分的结构框图，一般由充电电路、放电电路和状态控制电路的太阳能光伏系统结构框图。
在与负载容量配合时，应该考虑到连续阴天的情况，对系统容量留出一定裕度。
三、光伏供电系统的原理
太阳能光伏发电是利用太阳能电池将太阳的光能转化为电能后，通过充电控制器的控制，一方面直接提供给相应的电路或负载用电，另一方面将多余的电能存储在蓄电池中作为夜晚或是太阳能电池产生的电力不足时备用。
太阳能电池组件是由多个多晶硅或单晶硅电池片串并联，并经严格封装而成的。
而其中的电池单体在太阳的照射下可发生光电效应而产生一定的电压和电流，通过将电池板串并联组合后得到一定大小等级的电压和电流后经电缆送至充电控制器。
充电控制器是对蓄电池进行自动充电、放电的监控装置，当蓄电池充满电时，它将自动切断充电回路或将充电转换为浮充电方式，使蓄电池不致过充电；当蓄电池发生过度放电时，它会及时发出报警提示以及相关的保护动作，从而保证蓄电池能够长期可靠运行。
当蓄电池电量恢复后，
系统自动恢复正常状态。
控制器还具有反向放电保护功能、极性反接电路保护等功能。
蓄电池作为系的储能部件，主要是将太阳能电池产生的电能存储起来方便供电。
系统供电原理图
四、光伏发电系统设计
1、设计原则：
在保证满足负载供电需要的前提下，确定使用最少的的太阳能电池组件功率和蓄电池容量，以尽量减少初始的投资。
2、设计
太阳能发电系统的设计分软件设计和硬件设计，且软件设计先于硬件设计。
软件设计包括：
负载用电量的计算，太阳能电池方阵面辐射量的计算，太阳能电池组件，蓄电池用量的计算和两者之间相互匹配优化设计，太阳能电池方阵安装倾角的计算，系统运行情况的预测和经济效益的分析等。
硬件设计包括：
太阳能电池组件和蓄电池的选型，太阳能电池方阵支架的设计，逆变器的选型和设计，控制器的选型和设计，以及防雷接地、配电设备和低压配电线路的设计。
一.光伏独立发电系统
（1）太阳能电池组件设计
本项目太阳能电池组件容量的确定不是根据计划用电量来计算，而是根据现有屋顶的面积，在不影响采光，不影响安装其他设备的前期下，来确定整个电池方阵的总容量（功率）。
设计64块单晶硅电池组件4块串联16串并联组成方阵，通过16路进4路出防雷汇流箱接入控制器，最大输出功率为150W×64（块）＝9600W,方阵峰值输出电压为34.5V×4（块）＝138V基本满足直流110V逆变器允许输入电压范围。
方阵输出电流为9600W/138V﹦69.6A
（2）大功率光伏控制器选型
根据光伏方阵的技术参数，要选择一款额定直流工作电压110V,额定输入电流大于69.6A,且电池方阵输入路数≥4的光伏控制器，这里选用了合肥阳光大功率控制器SD110300，该控制器额定输入电压110V,额定输入电流300A,电池方阵输入≤12路，符合使用要求。
（3）离网交流逆变器的选型
离网型交流逆变器要选择一款额定直流输入电压110V,额定输入电流大于69.6A,交流额定容量大于方阵最大发电容量，即大于9.6kW。
根据厂家提供的参数，选用合肥阳光的SN11010KCSD1型离网逆变器符合设计要求。
该逆变器额定直流输入电压110V,额定直流输入电流101A，允许输入大压范围99-150V,交流输入额定容量为10kVA,交流额定输出功率为8kW。
（4）蓄电池容量计算及组合
根据光伏方阵的实际最大输出功率，和当地的峰值日照时计算出方阵的日平均发电量。
以峰值日照4.5h为标准，该系统日平均发电量为9.6kW×4.5﹦43.2kWh。
可供1000W负载连续工作43h，2000W负载连续工作21h或4000W负载连续工作10h，并保证连续3个阴雨天正常工作来计算蓄电池容量。
蓄电池容量计算：
蓄电池容量=
在此选用发电深度50%的铅酸蓄电池，放电修正系数0.95，由于蓄电池使用环境温度最低为0℃,所以低温修正系数选0.95，计算：
负载日平均用电量（Ah）=（4000W×10h）/220V=181.8Ah
蓄电池容量=181.8×3×0.95/（0.5×0.95）=1036.4Ah
铅酸蓄电池放电容量系数（η）表
电池放电小时数（h）
1
2
3
4
6
8
10
≥20
放电终止电压（V）
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
1.85
阀控电池放电容量系数
0.45
0.61
0.75
0.79
0.88
0.94
1
1
根据计算结果，直接选用2V/1000Ah蓄电池55块，串联后得到110V/1000Ah蓄电池组。
可满足系统要求。
（5）系统主要配置
序号
名称
规格和技术参数
数量
1
单晶硅电池组件
150W/34.5V发电功率9.6kW
离64块（4块×16串）
2
蓄电池组
2V/1000Ah
55块（55块×1串）
3
大功率光伏控制器
SD110300
1台
4
光伏离网逆变器
SN11010KCSD1
1台
5
汇流箱
MSK-PVCB-16A
1台
6
专用接线、配电箱
－
1套
二、光伏并网发电系统
（1）太阳能电池组件
系统根据并网逆变器MPPT电压范围，经计算，选用功率为150W的电池组件，峰值输出电压34.5V，开路电压42V,共配置136块，采用17块串联为一个方阵，共8个方阵（朝向一致），电池组件总功率为20.4kW。
（2）光伏并网逆变器
系统总设计20kW.。
选用合肥阳光SG20KTL并网逆变器1台。
逆变器
逆变器对应的电池组件
型号
数量
串并联
数量
SG20KTL
1台
17串8并
136块
（3）直流汇流箱及直流防雷配电箱
为减少电池组件与逆变器之间连接线，和维护方便，选用防护等级≥（65）防雷汇流箱，该汇流箱为8进2出。
光伏列阵经过汇流箱输出通过光伏电缆接至配电柜，经直流防雷配电分别输入到SG20KTL逆变器中，逆变器的交流输出再经交流开关配电柜接至电网，实现并网功能。
（4）监控测量和计量系统
该系统配置1套通讯监控测量装置，通过RS485通讯接口可实施并内部保持并网发电系统的工作状态和运行数据。
（5）防雷接地
该系统支架和本楼接地连接，西南30米处是一座高达60多米的建筑，本系统无需再考虑防雷接地。
（6）系统主要配置
序号
设备名称
规格型号
数量
1
电池组件
150W
136块
2
组件支架
——
1套
3
防雷汇流箱
MSK-PVCB-16A
1台
4
直流防雷配电柜
20kW
1台
5
并网逆变器
SG20KTL
1台
6
交流开关柜
——
1台
7
监控系统
EBOX746-EFL
1套
8
光伏专用电缆
4—6mm平方
1套
五.施工组织
1工程概况
工程名称：
30kW太阳能光伏发电示范工程
工程地址：
太原市高新开发区
建设单位：
太原市火炬莱特科技服务有限公司
施工单位：
山西盛华能源科技股份有限公司
开工日期：
2011.12.15
竣工日期：
2012.1.15
本工程为太原市火炬莱特科技服务有限公司30kW太阳能光伏发电示范工程。
本方案覆盖总承包合同项目执行的全过程，即包括系统总体设计、部件设计、设备制作安装、采购运输、现场施工及施工管理等。
2施工组织人员
序号
职务
姓名
年龄
专业
1
总经理
郭斌
42
光伏工程师
2
工程部经理
周金龙
36
光伏、光热
3
采供部经理
冀轩
47
高工
4
综合部经理
邹登高
46
经济师
5
质检员
赵利峰
助理工程师
6
安全员
葛利国
助理工程师
7
技术员
马骏
助理工程师
8
司机
赵宇
9
技术工人
10
技术工人
11
技术人员
3施工机械设备
序号
设备名称
单位
数量
备注
1
吊车
辆
1
自备
2
泵车
辆
1
租赁
3
罐车
辆
3
租赁
4
电镐
台
2
自备
5
电焊机
台
4
自备
6
切割机
台
2
自备
7
电锤
把
4
自备
8
振动棒
台
1
自备
9
经纬仪
台
1
自备
10
电讯组合
套
4
自备
4施工部署
一·工程特点分析
经分析，本工程有以下几个特点：
一：
是本工程为太原市火炬莱特技术服务公司示范工程项目之一，各级领导重视，施工中矛盾协调较快，咯施工所需物资和资金易于保证对施工进度有利；二：
工期紧，施工期处于12月中旬至12月底，气候条件较差；三：
元旦期间，大部分农民工回家，正处工程全面开工，对劳动力调整增加了难度；四：
施工现场小，使用设备困难。
二·施工部署
根据以上分析，本工程施工必须有严密的组织计划，合理组织调度劳动力，科学交叉施工，抓紧构件、设备定制，加强质量、安全技术措施，以确保工程进度，保证工程质量和安全施工。
具体施工部属如下：
1、派遣专业技术工程师到施工现场勘测了解负荷要求、施工条件和自然条件后，按照需方具体要求立即组织有关技术人员，确立太阳能供电系统的技术方案，迅速完成该项目施工图设计。
2、根据技术方案和图纸，提出本工程所需的设备和材料计划（含数量、型号规格及具体的技术要求、性能指标）。
5、将施工方案和技术方案报送项目业主审核,经批准后方可组织材料,做好施工前的物资准备（详见施工准备）。
6、组织项目人员做好施工前的技术准备和各种施工准备工作。
7、工期安排:
，确保按时间、按质量、按要求完成。
8、人员安排：
针对项目特点，抽调具有丰富太阳能电站施工经验的人员组建项目经理部，配备专业施工队伍，进行施工；公司物资部门进行材料物资的组织调配，项目部配备专人进行物资押运，减少物资的在途时间；组织专人针对该项目成立调试小组，对安装完毕的电站进行精心调试。
9、施工顺序：
本项目涉及设备较多，包括光伏组件、控制器设备的安装接线，工作量很大。
我们将有效的组织施工，施工顺序为：
基础—低梁—支架—设备安装—接线—并网——调试。
六、施工准备
1、技术准备
（1）设计人员通过对实地进行勘测和调查，获得当地相关数据并对资料进行分析汇总，依据相应的国家、行业标准和相关规范编制技术方案、图纸，通过三级审核制度对技术方案、图纸进行审定。
（2）项目经理部、设计部门会同建设单位和监理单位对技术方案、图纸等技术资料进行会审，并做好会审记录。
（3）项目经理部依据技术方案和相关规范编制施工方案，并报业主和监理单位审核,经批准后方能实施。
（4）项目经理部组织各专业施工队进行技术、安全交底和健康环保教育。
（5）准备好施工中所需规范，施工图册及各种记录表格。
2、现场准备
（1）办公及生活设施：
根据施工现场平面布置，建设临时办公及生活设施。
（2）生产辅助设施
综合仓库：
主要用于贮存控制机柜、蓄电池、太阳能电池板、太阳能电池板支架、劳保用品、施工工具及其它材料和施工机具。
（3）供电设施
施工用电采用高效环保型汽油发电机。
（4）现场施工道路
施工物资采用工程车进行运输，在运输前考察好运输的路线，在运输过程中尽量绕开居民区，避免影响当地居民的生活环境。
3、物资准备与运输
（1）物资准备
合同签定之后组织外协材料和设备的采购检验工作,编制设备到场计划,所有控制器按照合同和招标文件要求进行设计、制造和测试，准备外协材料设备的中转储备场所。
（2）物资运输
单项工程投入一辆工程车和一辆服务车，确保将工程所需物资按计划运送及管理。
鉴于在山区，沿线施工便道路况可很差，对车辆行进会造成一定影响，物资运输周期会相应增加。
公司资物资部门按照设备到场先后次序，组织物资设备的运输，充分考虑运距路况等因素，对电站的材料按照施工顺序制定运输计划，使用市场车辆运输签订运输协议，确保物资按时运至施工现场，车辆运输前采取措施进行有效保护，防止造成物资路途损坏。
施工用砂石料等需从当地购买的材料、物资，按照施工计划提前采购，运输至施工现场，避免造成现场材料不足引起的怠工现象。
4、施工队伍准备
施工队伍是由当地施工人员（公司组建的施工人员）与我公司签订劳务合同，特殊工种均应取得特殊工种上岗证，所从事的作业项目符合上岗证项目要求，施工队伍应具备娴熟的操作技能，能够独立看图纸，对该工种相关标准和规范具备一定的知识，施工前应为施工队伍进行培训、安全教育和环保教育，并要求在施工前熟练掌握施工图纸的技术要求和安装规范，确保工程质量。
5、施工安排
（1）各分部工程之间，各负责分部工程的施工队伍之间，应合理配合、穿插施工，提高工作效率。
（2）各个工程按整体工程的施工进度计划进行，按预先制定的工期竣工。
6、设备及材料进场计划
为保证工程的进度和质量，减少不必要的损失和浪费，特制定以下材料和设备进场计划。
7、工程设备及材料总体进场计划
（1）材料的出厂检验。
材料出厂前，应由质量中心检验人员检查设备和材料的完好性，由材料员核实和确认材料和设备的数量、规格等指标是否符合要求。
（2）设备和材料的入库。
由材料员办理材料和设备的入库手续。
（3）材料和设备的准备。
施工组织部门应编制材料和设备的总需求计划，统计出每个施工点所需的材料和设备，做好材料和设备的准备工作。
（4）材料的进场检验。
材料进场后，由检验员对进场材料进行检验，做好检验记录。
（5）根据每个施工点和发货地点的距离，编制发货计划。
（6）做好施工材料和设备的包装、运输、保护。
8、单项工程材料和设备进场计划
（1）项目经理和采供部根据图纸结合现场情况，编制详细的设备和材料需求计划，并应注明到货时间。
（2）项目经理应及时将设备和材料需求计划传真给公司材料部门，经确认后方可发货。
（3）材料部门应及时将工程所需的设备和原材料运输到施工现场，并加强对施工材料和设备的包装、运输、保护工作。
（4）材料和设备进场检验。
经检验不合格的原材料，严禁使用。
（5）对各种材料和设备进行分类入库，并运到指定的区域，摆放整齐。
（6）作好材料和设备台帐，做到帐物相符。
（7）做好材料和设备领用记录。
七、施工方案
1、编制依据
技术方案、标准图集及相应的国家（行业）标准和规范、本公司太阳能电源系统的施工规范。
《中华人民共和国建筑法》
《建设工程施工现场管理规定》
《关于发布废电池污染防治技术政策的通知》
《地面用晶体硅光伏组件设计鉴定和定型》GB/T9535-1998
《晶体硅光伏（PV）方阵I-V特性的现场测量》GB/T18210-2000
《光伏器件第一部分：
光伏电流-电压特性的测量》GB/T6495.1-1996
《光伏器件第三部分：
地面用光伏器件的测量原理及标准光谱辅照度数据》GB/T6495.3-1996
《陆地用太阳电池组件总规范》GB/T14007-92
《太阳光伏电源系统安装工程施工及验收技术规范》CECS85-96
《固定型阀控密封式铅酸蓄电池》JB/T8451-1996
《阀控式密封铅酸蓄电池定货技术条件》DL/T637
《固定铅酸蓄电池---一般要求和试验方法》ICE896-2（1995-11）
《固定型防酸式铅酸蓄电池技术条件》GB13337.1
《固定型铅酸蓄电池（阀控式密封式）》IEC896-2
《低压成套开关设备基本试验方法》GB9466-88
《低压电器基本试验方法》GB998
《低压成套开关设备》GB7251
《系统接地的型式及安全技术要求》GB14050-1993
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《混凝土结构后锚固技术规程》JGJ145
《光伏系统并网技术要求》GB/T19939
《光伏（PV）系统电网接口特性》GB/T20046
《屋面工程质量验收规范》GB50207
2、主要的施工方法
（1）电站选址要求
光伏电站的电能来源是太阳能，因此电站的位置选择应是在日照时间阳光不被遮挡的位置。
为了施工方便应选择地势平坦的地方，尽量避开山石区，远离树木，以防阴影对电池板遮蔽，同时电站的位置应尽量避开水流通道和易积水的部位。
（2）基础工程
场地平整
根据建设方提供的施工地点，现场勘测数据、太阳能电站方位、各项工程施工图、对场地进行平整。
平整面积应考虑除太阳能电站本身占地面积外还应留有余地，平地四周应留0.5米以上，女儿墙面应预留1米以上，并做好相应的安全防护工作，以免造成人员伤害和材产损失。
定位放线
在平整过的场地上，根据，现场太阳能电站方位、各项工程施工图、水准点及坐标控制点确定本工程光伏组件基础设施、避雷针及接地系统、控制柜、控制器、蓄电池组的位置。
具体方法是将指南针水平放置在地面,找出正南方的平行线,配合角尺.按照电站图纸要求找出横向和轴向的水平线.确定立柱的中心位置。
并依据图纸要求和基础控制轴线，确定基础开挖线。
基坑开挖
施工过程中要对开挖深度的控制.以免造成混凝土材料的浪费.开挖尺寸应符合图纸得要求，遇沙土或碎石土质挖深超过一米应采取防护措施。
验槽
按照施工图纸及施工验收规范的要求对基坑尺寸进行检验，使用水准仪检查坑底标高应在同一水平面上，发生超挖现象应采用相同土质回填并夯。
混凝土工程和预埋件的安装
工艺流程为：
作业准备—材料、水灰比—搅拌混凝土—预埋件定位—混凝土浇注振捣—检验—养护
．基础应采用C20的混凝土.（由于气温低，为加快混凝土凝结硬化，决定采用1型复合早强剂、防冻剂）
．人工振捣时混凝土塌落度控制在30—50mm，水泥用量应比机搅拌振捣多25KG/m3。
受寒冷，雨雪露天影响的混凝
土，水泥用量应适当增加，一般加25KG/m3。
．混凝土灌注前应对施工水平面的位置，标高、轴线数量及牢固情况做细致的检查并做
自检记录，并把预埋件固定好位置。
（预埋件丝纹应采取保护措施，可用保护套用或胶带）
具体方法如下:
将预埋件放入基坑中央.用C20混凝土进行浇注,浇注到与水平面一致时,然后用震动棒震实.震的过程中要不断的浇注混凝土.保证震实后和水平面高度一样.要保证预埋件螺纹露出水泥台面与图纸一至.然后开始根据图纸的横向和轴向的中心距来校正尺寸.可利用三点一线原理进行每个预埋件螺栓位置的找正.预埋件位置与图纸偏差不得超过±5mm。
．保持混凝土持续浇注，尽量不留施工层。
．凝固结束后.用水平管找正±0.00mm坐标,依次做各水平台面和地面台面,并在地面台面上确定控制柜位置，并根据控制柜图纸底面螺丝孔在台面上预埋螺丝，也可在安装控制柜时用膨胀螺丝进行固定，控制柜安装位置应安装在光伏阵下面，并与光伏阵协调一致，方便走线，整体美观等。
最后应对混凝土浇注面进行抹灰处理.以细化其表面的光洁度,先用水湿润基层.按1:
3水泥沙浆分层打底.用1:
2.5水泥沙浆罩面.
.采取人工养护（5℃以上），混凝土浇筑后喷涂塑料膜，用草帘，棉被包裹养护。
（3）支架的安装
①支架底梁安装
a底梁制作安装，采用80×40mm,100×60mm热镀锌方管焊接。
焊接方管底梁时，整体对角误差应在±10mm，焊口必须除锈，防腐处理。
示意图如下：
b.钢支柱的安装，钢支柱应竖直安装，与砼良好的结合。
连接槽钢底框时，槽钢底框的对角线误差不大于±10mm，检验底梁（分前后横梁）和固定块。
如发现前后横梁因运输造成变形，应先将前后横梁校直。
具体方法如下：
先根据图纸把钢支柱分清前后，把钢支柱底脚上螺孔对准预埋件，并拧上螺母，但先不要拧紧。
（拧螺母前应对预埋件螺丝涂上黄油）。
再根据图纸安装支柱间的连接杆，安装连接杆时应注意连接杆应将表面放在光伏站的外侧，并把螺丝拧至六分紧。
c根据图纸区分前后横梁，以免将其混装。
d将前、后固定块分别安装在前后横梁上，注意勿将螺栓紧固。
e支架前后底梁安装。
将前、后横梁放置于钢支柱上，连接底横梁，并用水平仪将底横梁调平调直，并将底梁与钢支柱固定。
f.调平好前后梁后，再把所有螺丝紧固，紧固螺丝时应先把所有螺丝拧至八分紧后，再次对前后梁进行校正。
合格后再逐个紧固。
g.整个钢支柱安装后，应对钢支柱底与砼结触面进行水泥浆填灌，使其紧密结合。
②电池板杆件安装
a.检查电池板杆件的完
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