中建“光伏能源”专项技术交流2023年

“光伏能源”专项技术交流汇报人：王金辉2023年12月光伏发电介绍深能疏勒光储一体化项目工程案例分享光伏项目常用标准规范光伏发电介绍1.1光伏行业发展趋势2020年9月22日，国家主席习近平在第七十五届联合国大会上宣布，中国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和目标。发展光伏产业是实现“双碳”目标的重要步骤和重要支撑，光伏产业已成为名副其实的未来产业、风口产业。我国76%的国土光照充沛，光能资源分布较为均匀;与水电、风电、核电等相比，太阳能发电没有任何排放和噪声，应用技术成熟，安全可靠。1.1光伏行业发展趋势我国在“碳中和”成为全球命题的背景下，于2021年开启双碳元年。自21世纪初至今，我国的光伏行业共经历了起步、发展、衰退、回暖四个阶段后，进入了稳步增长期，目前已成为了光伏发电新增装机容量世界排名第一的国家。预计到2030年，中国光伏年新增装机规模将有望突破600GW。2003-2009年，政府部门开始加大对西部太2003-2009年，政府部门开始加大对西部太2005年，全国人大通过《可再生能源法》，为光伏在国内的发展英定2009年，金太阳示范工程正式启动中国在这一阶段成为全球最大的组中国光伏产业低水平的产能规划过剩，产业发2011年欧美市场发起了围剿式的“双反“政2012-2018年组件和电池出口量大幅下降，中国光伏产业陷入全产业亏损的局面，回归国内市2013年国家明确将事前补贴正式转为度电补2013-2017年，中国连续五年光伏发电新增2018年5月31日，国家发布了《关于2018年光伏发电有关事项的通知》，对行业进行优化2020年12月21日，国新办发布《新时代的中志着光伏行业进入全面平2001年中国推出”光伏发电解决偏远山区用2002年，“送电到分布式发电的序幕这一阶段我国对于分布式光伏项目的补贴基本为初始投资自进入双碳元年后，自进入双碳元年后，光伏行业的利好政策便密集出台：仅2021-2022年，我国就出台了10余项扶持政策鼓励光伏产业发展创新。同时，国家在对可再生能源方面的资金扶持力度也进一步加大。2022年5月11日国务院常务会议召开，在前期向中央发电企业拨付可再生能源补贴500亿元。国内首批500亿可再生能源补贴资金的发放将极大缓解光伏企业的资金周转压力，光伏产业将迎来重磅发展。委《关于统筹节能降碳和回收利用加快重点领域产品空白，为新型产品设备更新改造提供技术依据。完善产品设备工艺技术、生产制造、检验检测、认证评价等配套标准。拓展《关于促进光伏产业链健康发展有关事项的通知》设光伏产业园区。推动高效环保型及耐候性光伏功《加快电力装备绿色低碳创新发展行动划》《关于促进新时代新能源加快推进以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地《关于报送"十四五“电力补工作方案的通知》稳妥实施“风光水(储)一体化”鼓励“风光水(储)“风光储《2021年能源工作指导意《光伏制造行业规范条件1.3太阳能光伏发电系统介绍光伏发电系统分为两类：独立光伏发电系统、并网光伏发电系统。光伏汇流箱是在光伏发电系统中，保证光伏组件有序连接和汇流的接线装置。它是一种配电箱，其中装有直流断路器，其主要作用是将系统中多个串联的光伏阵列进行汇流并联为单个直流输出。可以减少因故障造成停电的范围。光伏逆变器：将光伏板直流电变换为交流电的装置。1.3太阳能光伏发电系统介绍储能是指通过介质或设备把能量存储起来，在需要时再释放的过程。传统的储能技术按照类型来分主要分为机械储能、电化学储能、化学储能、电磁储能、热储能等。目前应用较多的是机械储能和电化学储能。2023年7月20日后核准或备案的单独开发的风电、集中式光伏项目，原则上按照不低于装机容量10%、储能时长2小时以上配置新型储能，目前储能建设1˜1.8元/Wh。由于储能造价高，新疆鼓励各类投资主体在负荷密集接入、大规模新能源汇集、大容量直流馈入、调峰调频困难和电压支撑能力不足的关键电网节点，建设服务一定区域的集中式共享储能。新疆鼓励可再生能源发电企业通过自建、合建、购买调峰和储能能力等方式，开展市场化并网新能源项目建设。1.4太阳能电池种类介绍光伏(Photovoltaic，简称PV)是一种将太阳光转化为电能的技术。其基本部件是光伏电池，也称为太阳能电池。光伏电池是一种半导体器件，能将光能转化为电能。光伏电池的工作原理是光生电效应。当光线照射在光伏电池表面时，会激发电池内部的电子和空穴，使它们分离并移动，形成电流。光伏电池的输出电压和电流取决于光照强度和光谱分布。光伏电池的种类有很多，常见的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、染料敏化太阳能电池等。每种光伏电池的效率、成本、稳定性等都有所不同。单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24%，这是目前所有种类的太阳能电池中光电转换效率最高的。染料敏化太阳能电池1.5光伏发电站种类国家利用荒漠，集中建设大型光伏电站，发电直接并入公共电网，接入高压输电系统供给远距离负荷。中式大型并网光伏电站一般是国家级电站主要特点是将所发电能直接输送到电网，由电网统一调配向用户供电。但这种电站投资大、建设周期长、占地面积大，一般由国央企能源投资公司投资建设，项目均为国家发改委审核、国家能源局批复的计划内指标。1.5光伏发电站种类主要基于建筑物表面，就近解决用户的用电问题，通过并网实现供电差额的补偿与外送。就是各家各户利用屋顶进行光伏发电，供用户自己使用，多余的电量并入公共电网。（商用分布式+户用分布式)商用屋顶光伏应用户用屋顶光伏应用1.5光伏发电站种类从字面上可简单理解为包含了电源、电网、用户、储能四方面要素的综合解决方案。根据发改委和国家能源局2021年2月印发的《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补发展的指导意见》，源网荷储一体化指的是“通过优化整合本地电源侧、电网侧、负荷侧资源，以先进技术突破和体制机制创新为支撑，探索构建源网荷储高度融合的新型电力系统发展路径。”“源网荷储一体化”要求充分发挥负荷侧的调节能力，实现就地就近、灵活坚强发展。1.6集中式光伏发电站（基础形式、支架、组件介绍）根据不同的地质条件，光伏支架基础有多种形式。按荷载传递形式分，光伏支架基础主要有扩展式基础、桩基础和植筋锚杆基础等。支架基础选型时，既要与支架形式相匹配，满足其所承受的荷载条件和使用要求，又要考虑地质情况、水文条件。由于光伏电站一般有并网时间节点要求，建设工期较短，基础选型还应考虑施工工艺的快捷性与方便性，并兼顾经济指标和环保要求。扩展式基础桩基础1.6集中式光伏发电站（基础形式、支架、组件介绍）光伏支架按安装方式可分为可分为固定支架及跟踪支架。固定支架跟踪支架固定支架：指没有跟踪功能的支架，它的结构相对简单。在安装后，需要根据季节和光照情况人工调整方向。由于它不能自动调整光伏组件的朝向，因此可能存在局部发电量损失固定支架跟踪支架跟踪支架：能够自动跟踪太阳光线方向的承载装置，其结构相对复杂。它能够随着太阳角度的变化自动调整光伏组件的朝向，从而显著提高发电效率。跟踪支架主要应用于集中式电站，因为它可以更有效地利用太阳能资源，提升发电效率。1.6集中式光伏发电站（基础形式、支架、组件介绍）光伏组件主要部件为太阳能电池片，将电池片串联后进行封装形成太阳能光伏组件。光伏组件主要包括电池片、互联条、汇流条、钢化玻璃、EVA、背板、铝合金、硅胶、接线盒等九大核心组成部分。1.6集中式光伏发电站（基础形式、支架、组件介绍）光伏板与支架连接的方式有：固定夹、U型卡、螺栓连接、钢边框等，应用最广的有U型卡、螺栓连接。U型卡连接螺栓连接开发流程与光伏造价2.1开发流程地租用协议地租用协议地勘等资料）2.2光伏造价光伏发电+电化学储能（500MW交流，651.456MW直流）概算 001、本表指标以交流测计算，交流测直流侧转化容配2、以疏勒光伏项目为例，除支架、光伏区接地外，1002345002.2光伏造价光伏发电+电化学储能（500MW交流，651.456MW直流）概算二1/w。2342.2光伏造价光伏发电+电化学储能（178.125MW交流，234.23MW直流）成本一12二12三四五六七八九2.2光伏造价光伏发电+电化学储能（178.125MW交流，234.23MW直流）成本十2.2光伏造价光伏项目与常规房建项目在合同条款方面具有其独特的特点。工期考核重清单计价模式清单计价模式施工地点偏远2.2光伏造价新疆市场光伏劳务分包计价模式通常采用每瓦包干模式计价（例：0.246元/瓦与房建项目标准层建筑面积平米包干模式类似。小结实行条件优点缺点本项目投标阶段，事业部多次组织考察、学习光伏项目管理经验，开展成本摸排。本项目为单价合同，清单工程量为预估量，业主为降低建设成本，同样在进行成本优化，收入存在不确定性。经项目与事业部多次沟通确定本项目最终以分部分项清单工程量计价模式进行招标。本项目划分三个劳务标段：C1标段11个方阵【45.20MW】;C2标段14个方阵【57.53MW】;C3标段32个方阵【131.50MW】;深能疏勒光储一体化项目工程案例分享3.1项目概况项目位置本项目位于喀什地区疏勒县阿拉甫乡东南15公里处。工程规模合同金额项目工期3.2施工工艺流程及关键技术3.2施工工艺流程及关键技术沙丘施工现场存在34余个大小不同的流动沙丘，土质沙丘施工现场存在34余个大小不同的流动沙丘，土质无粘结性，常年地下水位位于1.2m—1.5m，为道路施工阶段和桩基础施工阶段增加了施工难度。现场施工区域存在20多个光伏子阵为盐碱地，该地质为下陷性盐碱地，根据地勘报告常年地下水位位于0.5m—0.8m，为后期桩基础成孔造成了巨大施工困难。3.2施工工艺流程及关键技术本工程根据施工队伍施工能力划分为3个施工段，由3个施工队伍同时施工，施工段之间采用平行施工，施工段内采用流水施工。因现场地质较差，材料无法运输至工作面，需道路先行施工，现场施工临时道路与厂区内检修道路“永临结合”，道路全长为12.5公里。根据项目施工特点将项目划分为土建施工、安装施工、电气施工三个主要单位工程进行施工部署。土建施工：道路施工、场地平整、桩基础施工、围栏施工、箱变基础施工。安装施工：光伏支架安装、光伏组件安装、逆变器安装。电气施工：电缆沟开挖、电缆敷设、电气安装、电气试验及调试。3.2施工工艺流程及关键技术光伏组件安装：每个施工区域在光伏支架完成1个子阵后插入。施工顺序与支架逆变器安装：施工顺序与支架安装相同。与光伏组件电缆沟开挖、电缆敷设：每个施工区域在支架安装完成6电气试验及调试：子阵内试验及调试在电气安装完成5个子阵后插入。整体并网调试需所有工各施工段内施工部署3.2施工工艺流程及关键技术施工区域二施工区域三预算工程师物资工程师项目经理建造总监技术总监施工区域二施工区域三预算工程师物资工程师项目经理建造总监技术总监商务总监技电气技术员资试验员根据项目施工组织，将工程部分为三个小组分别对应三个施工区域。建造总监为总负责人。因光伏项目工艺少且简单，危险源少，将项目质检、安全、工长等岗位相融合，均定义为现场责任工程师。每个施工区域设置工长为施工小组长，其余为组员，共同负责本标段内质量、安全、进度等工作，实现现场网格化管理。项目团队共计15人（不含新学生其 中技术部3人，工程部9人（含质检、安全商务部2人，项目经理1人。3.2施工工艺流程及关键技术主要工艺功效序号工艺类型机械型号机械功效人工数量人工工效备注1钻孔灌注桩（1.8m长，直径250mm）光伏专用打桩机直径250mm300根/台·天10人/组30根/人·天1人测孔、2人浇筑混凝土、1人插钢筋笼、2人校准预埋件标高轴线、1人振捣混凝土、2人安装地面以上双壁波纹管（模板）、1人收光抹面。2支架、组件--6人/组0.7组/人·天3光伏区围墙基础光伏专用打桩机直径250mm100个/台·天10人/组10根/人·天4光伏区围墙安装--4人/组25m/人·天5电缆沟、接地沟开挖60型挖掘机300m/台·天--635KV电缆敷设吊车25t1440m/台·天8人/组180m/人74mm2、6mm2光伏专用缆--6人/组1500m/人8光伏专用缆插头--1人/组170个/人·天3.2施工工艺流程及关键技术序号工艺类型机械型号机械功效人工数量人工工效备注9箱变基础60型挖掘机（基础开挖）2个/台·天12人/组5天/个4木工、4钢筋工、4混凝土工10箱变安装35t吊车10台6人/组1.67台/人·天11逆变器安装--4人/组3台/人·天12箱变内电缆头制作--3人/组7个接头/人·天13通讯柜安装（含支架）--2人/组2台/人·天14接地焊接--2人/组150m/人·天15支架、组件接地导线--1人/组1000m16检修路床开挖220推土机600m--17检修道路施工50型铲车1台、土方运输车1台、30t压路机1台、15m³洒水车1台300m--3.2施工工艺流程及关键技术对于每一批原材料的到货，应进行严格的检验，包括外观、尺寸、化学成分、力学性能等方面的检测。现场堆放上盖下垫，防止雨水和盐碱地对支架材料造成腐蚀。到货组件需确认车辆尾部的防震标签有无变红，变红须立即停止卸货，联系厂家。安装前需对隐裂、功率做检测。光伏组件存放温度为-10℃~40℃,湿度范围为40%~60%。3.2施工工艺流程及关键技术进场后需复检电阻、耐电压等性能。存放环境温度在5℃-35℃之间，湿度应该保持在40%-65%。通风良好，无腐蚀性气体。尽量存放在工作面附近，避免或减少二次搬运。进场后需做试验：箱变绝缘油或SF6气体试验、测量绕组连同套管的直流电阻、分接的电压比、三相接线组别等。储存在干燥、无尘、温度适宜的地方，室内温度应控制在0℃~40℃之间，避免暴雨、浸水和严重潮湿的环境。3.2施工工艺流程及关键技术本项目施工占地面积为300万平方米，项目前期2名测量员对现场进行原始地貌数据采集，2天才能完成一个光伏子阵，本项目一共有57个光伏子阵，若采用传统的RTK测量需要114天，项目总工期为200天，严重影响项目进度。项目最终采用大疆品牌型号为M300无人机进行原始地貌数据采集，该无人机的最大起飞高度为5千米，最大水平飞行速度为23m/s，最大垂直起飞速递为6m/s，悬停垂直精度为1.5cm，飞行持续时间为55分钟，工作效率为每小时飞行面积120万平方米，本项目采用无人测量技术仅用3个半小时（包含换电池时间大大节省了人力、时间，测量精度更加准确。3.2施工工艺流程及关键技术3.2施工工艺流程及关键技术RTK土方计算成果无人机土方计算成果3.2施工工艺流程及关键技术本光伏项目运用无人机测量技术，与传统的RTK测量技术相比较分析，无人机测量技术更适合与占地面积大、地形复杂、测量人员无法进行采集的地方，从采集的测量数据处理、工作效率、土方量的计算，有着比传统RTK测量技术明显优势。数据处理无人机采集的测量数据可导出多种格式，并使用多种软件，采集的数据可以根据需求将采集点加密或者抽稀为不同密度的点，如20m*20m等不同距离的点工作效率本项目占地面积为300万平测量采集效率太慢，本项目2名测量员每天测设面积2.5万平方量只需要3.5个小时，工作效率测设精度3.2施工工艺流程及关键技术桩基础成孔施工工艺本工程桩基混凝土量占总量超90%；桩基础分为两个桩型（1.65m/2.05m直径均为250mm；现场地质为方案二可周转钢护筒①成孔方案二可周转钢护筒①成孔：采用250mm直径钻杆打桩机钻孔，成孔后立即对孔口堆积体清②下放护筒：成孔完成后立即下放钢护筒，下放护筒时护筒中心线和桩孔中心线重合，护筒口对准桩孔后缓慢下放。③下钢筋笼：将加工后成品钢④混凝土浇筑、拔出护筒：先将混凝土浇筑至地面，浇筑时校正钢筋笼(含预埋钢管),然后采用装载机缓慢将钢护筒拔出，最后浇筑地面以上方案三分段浇筑①成孔：采用250mm直径钻杆打桩机钻孔，成孔后立即对孔口堆积体清理，避免孔口堆积土落入桩孔内。②浇筑底部混凝土：成孔完成后随即浇筑混凝土(桩全长的1/2)。③插入钢筋笼：底部混凝土完成后人工压入钢筋笼(含预埋钢管)。④上部混凝土浇筑：先将混凝土浇筑至地面，浇筑时校正钢筋笼(含预埋钢管),最后浇筑地面以上250mm高桩头(桩头采用直径250mm的双壁波纹管做为模板)。双壁波纹管护筒①成孔：采用打桩机钻孔，成孔后立即对孔口堆积体清理，避免孔口堆积土落入桩孔内。②下波纹管：成孔完成后立即下放波纹管，下放时波纹管中心线和桩孔中心线重合，波纹管口对准桩孔后缓慢下放。③插入钢筋笼：将成品钢筋笼（含预埋钢管）放入波纹管中。混凝土浇筑：直接浇筑至桩顶，浇筑时校正钢筋笼(含预埋钢管)。方案一为本工程试桩时采用的成孔方式。正式施工时经过现场实验，总结出方案二和方案三。方3.2施工工艺流程及关键技术桩基础成孔施工工艺方案一经济性分析方案二、三结合经济性分析1、双壁波纹管护筒计划用于易塌孔方阵，现场共57个阵列，经勘察，保守预估涉及2、经项目市场询价，DN250双壁波纹管）；3、分包报价23元/m（含二次搬运费二次转运需要装载机配合，方阵内不具备4、若采用双壁波纹管成孔方案，成本较无措施费成本增加约320.83万元，因涉及金1、经现场观察记录，采用方案二增加费用发生于二次搬运机械1台及配合人工2工2、通过现场观察记录，采用方案三仅需3、现阶段方案二及方案三同步实施于现3.2施工工艺流程及关键技术采用护筒施工工艺 成孔测孔放置钢护筒、波纹管混凝土浇筑拔出钢护筒混凝土振捣3.2施工工艺流程及关键技术采用分段浇筑施工工艺混凝土二次浇筑振捣成孔混凝土浇筑混凝土二次浇筑振捣桩帽混凝土收面测孔放置钢筋笼桩帽混凝土收面3.2施工工艺流程及关键技术钻孔灌注桩的桩数符合设计要求、桩位偏差不得大于直径的十分之一且30mm、灌注桩桩径偏差为±10mm、桩顶 桩基础达到龄期后采用静载荷试验确定单桩水平承载力和竖向抗压、抗承载力3.2施工工艺流程及关键技术斜梁檩条转接件檩条后立柱前斜撑后斜撑抱箍前斜撑前立柱组件（光伏板）桩基础预埋件前立柱组件（光伏板）光伏支架结构图光伏支架结构图3.2施工工艺流程及关键技术为避免在光伏支架安装过程出现错误，项目邀请支架厂家对项目、分包管理人员进行光伏支架安装技术交底。交底内容包含支架施工图说明、支架安装流程及安装说明、安全注意事由厂家指导现场安装作业人员完成2组光伏支架试拼装，主要了解工厂制做的支架是否满足现场安装要求，试拼装过程中厂家技术人员收集依据现场技术交底，对现场各施工标段正在安装的光伏支架进行技术复核，技术复核主要对支架立柱垂直度、轴线偏差、标高偏差、螺栓3.2施工工艺流程及关键技术支架安装施工工艺将支架前后立柱、斜梁、前后斜撑、密封胶圈按图纸要求在地面组装完成。将组装好的立柱、斜梁、斜撑安装在基础上。斜梁前端下沿离地面不小于0.5米，同组水平拉线找平，同时调整支架方位角为正南正北零度，倾斜角度为34±1度。南侧第一排檩条，从西至东檩条分布为1-2-3-4-5，第二排檩条分布为5-4-3-2-1，调整完成后，将固定南侧第一排檩条，从西至东檩条分布为1-2-3-4-5，第二排檩条分布为5-4-3-2-1，调整完成后，将固定立柱的三个顶丝打紧，严禁使用锈蚀螺栓。以此类推。将檩条在地面连接完成、整体安装在斜梁上，调平后将檩条连接件螺栓上紧。檩条安装完成后，测量组件螺栓安装孔对角距离，校准檩条平整度。组件调整完成后，对立柱打孔，安装对穿螺丝，保证力矩满足要求。3.2施工工艺流程及关键技术支架安装完成3.2施工工艺流程及关键技术组件安装施工工艺两人搬运组件，严禁一人搬运。工装架应先固定在箱边再拆箱，同时用纸片将工装架和组件隔开。组件拆箱发现破损应留存影像资料工装架应先固定在箱边再拆箱，同时用纸片将工装架和组件隔开。组件拆箱发现破损应留存影像资料报告给建设单位。拆除组件护角，组件先安装上排再安装下排，下边沿线及间距对齐后，紧固螺栓。严禁暴力敲击、磕碰组件、严禁将破损组件安装到支架。在每组支架头尾两跨安装拉杆，调整拉杆抱箍与预埋件距离为10cm。同组组件水平或斜平；一组安装完成后在每组支架头尾两跨安装拉杆，调整拉杆抱箍与预埋件距离为10cm。3.2施工工艺流程及关键技术组件安装完成3.2施工工艺流程及关键技术箱变施工（含基础）定位放线→基础开挖→基础施工→基础防腐施工→土方回填夯实→设备安装→围栏、钢踏步施工基础验槽基础防腐基础钢筋绑扎基础回填基础模板支设设备安装、围栏钢踏步3.2施工工艺流程及关键技术接地系统光伏系统的接地主要包括组件侧、逆变器侧和箱变侧；其中，组件侧接地主要将组件的铝合金边框与支架进行连接；逆变器的接地主要通过接地线与支架可靠连接；支架通过与扁铁焊接与接地主网连接；箱变的接地，主要是将接地线缆与接地排相连，接地排与主接地网通过扁铁连接，完成接地。接地主网：采用热镀锌扁钢。接地极采用电弧焊连接，扁钢搭接长度应为其宽度的2倍且不得少于3个棱边焊接。支架与主接地网连接支架间接地连接组件间接地连接箱变与主接地网连接3.2施工工艺流程及关键技术电缆