相对于西北平地地面电站地面,我们一般推荐使用哪种类型的光伏组件排布方式

本实用新型涉及光伏设备部件领域具体地,涉及一种适用于地面光伏电站支架加固的单边压块组合结构

地面光伏电站支架加固单边压块,是将主体单边压块放在光伏组件与光伏支架檩条之间用于固定连接光伏组件的一种压块,此类压块主要解决了自锁式光伏组件因风荷载较大而被吹飞、吹变形的问题

目前,对于光伏组件的安装形式也比较多主要采用单边压块和自锁式安装,其安装有以下几种形式:普通拧螺栓单边压块、组件铝边框擰螺栓自锁式

现有技术中的自锁式安装具有以下缺点:

1、自锁式光伏组件因风荷载较大而被吹飞、吹变形。

针对现有技术中的缺陷本實用新型的目的是提供一种适用于地面光伏电站支架加固的单边压块组合结构。

根据本实用新型提供的一种适用于地面光伏电站支架加固嘚单边压块组合结构包括:单边压块和U型螺栓;

所述U型螺栓的两个端部设置有倒刺卡扣,所述单边压块上开设有两个倒刺孔所述两个倒刺孔与所述U型螺栓的两个端部相适配;

所述单边压块设置于光伏组件的侧边并单侧固定所述光伏组件,所述U型螺栓的两个端部分别依次穿过支撑所述光伏组件的光伏支架檩条以及所述单边压块的所述两个倒刺孔通过所述倒刺卡扣和所述倒刺孔相互扣合以固定所述单边压塊。

较佳的所述单边压块包括:顶面板、侧面支撑板和加劲板;

所述顶面板具有向一侧延伸的延伸部,所述两个倒刺孔开设于所述顶面板上;

所述侧面支撑板设置于所述顶面板的一侧所述侧面支撑板呈中空结构;

所述加劲板横向设置于所述侧面支撑板内部,所述加劲板仩开设有两个通孔所述两个通孔的位置与所述两个倒刺孔的位置相对应。

较佳的所述侧面支撑板包括接触面和支撑面,所述接触面的高度小于所述支撑面的高度

较佳的,所述支撑面的底部设置有支撑块

较佳的,所述延伸部的底部设置有纹路或者磨砂面

与现有技术楿比,本实用新型具有如下的有益效果:

1、含倒刺卡扣U型螺栓与檩条抱箍式连接到达快速加固安装组件解决了部分地区已安装好的光伏陣列因恶劣的自然条件(风荷载过大)而导致光伏组件易被吹飞吹坏的问题;

2、在对自锁式项目工程中更加迅速的对已完成的项目进行加固安裝。

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:

图1为本实用新型在咹装状态下的结构示意图;

图2为单边压块的剖视图;

图3为单边压块的俯视图;

图4为U型螺栓的结构示意图。

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型,但不以任何形式限制本实用新型应当指出的是,对本領域的普通技术人员来说在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变化和改进这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1至圖4所示本实用新型提供的一种适用于地面光伏电站支架加固的单边压块组合结构,包括:单边压块3和U型螺栓2单边压块3设置于光伏组件1嘚侧边并单侧固定光伏组件1。

U型螺栓2的两个端部设置有倒刺卡扣21单边压块3上开设有两个倒刺孔311,两个倒刺孔311与U型螺栓2的两个端部相适配;

单边压块3设置于光伏组件1的侧边并固定光伏组件1U型螺栓2的两个端部分别依次穿过支撑光伏组件1的光伏支架檩条4以及单边压块3的两个倒刺孔311,通过倒刺卡扣21和倒刺孔311相互扣合以固定单边压块3

具体的,单边压块3包括:顶面板31、侧面支撑板32和加劲板33顶面板31具有向一侧延伸嘚延伸部,两个倒刺孔311开设于顶面板31上侧面支撑板32设置于顶面板31的一侧,侧面支撑板32呈中空结构加劲板33横向设置于侧面支撑板32内部,加劲板33上开设有两个通孔331两个通孔331的位置与两个倒刺孔311的位置相对应。加劲板33可以让侧面支撑板32在受光伏组件1的单向挤压的情况下不会輕易变形损坏

侧面支撑板32包括接触面321和支撑面322,接触面321的高度小于支撑面322的高度支撑面322的底部设置有支撑块323,起到增加支撑时摩擦力嘚作用

延伸部的底部设置有纹路或者磨砂面,可以增加摩擦力从而更好的固定光伏组件1。

本实用新型选用铝合金材质更轻与光伏组件铝边框材质相同,不易产生其他反应含倒刺卡扣U型螺栓为不锈钢,相较于普通螺栓其防腐防锈的性能更好

单边压块材料的厚度至少為3mm,这样才能够保证其支撑强度避免光伏组件安装后在风的长时间作用下,引起单边压块主体变形进而产生变形破坏。该单边压块主體的厚度也同样是根据现场需求进行设计计算

本实用新型单边压块组合结构的加工工艺流程如下:

第一步,单边压块主要根据实际工程针对具体项目而设计出能完美与项目本身所具有的光伏组件结合的压块。先按照单边压块的主视图设计出一个相同形状的模具然后通過模具直接成型出一根完全等截面的单边压块棒。

第二步将成型的单边压块棒按照图纸需求剪切出需要的长度。

第三步将已经剪切好嘚单边压块按照图纸所示,在加劲板开出普通圆孔在顶面板上开出含倒刺的圆孔。

第四步按照图纸生产出U型不锈钢螺栓。

第五步按照图纸给U型不锈钢螺栓做出含倒刺卡扣的螺纹。

本实用新型采用这种单边压块对光伏电站组件安装起到保护固定作用其设计原理和理论、实际依据如下:

本实用新型单边压块包含单边压块和U型螺栓,单边压块根据实际工程项目选用铝合金U型螺栓根据实际工程项目选用不鏽钢。

本实用新型单边压块通过与光伏组件贴合在一起再采用含倒刺卡扣U型螺栓抱箍式卡住光伏支架檩条,穿过单边压块加劲板的通孔鉯及含倒刺孔的顶面板并卡扣住解决了部分地区因风荷载较大而出现光伏组件被吹飞吹坏的问题。

通过实验可知相较于现有自锁式安裝,本实用新型单边压块具有更强的支撑效果对光伏组件的更加牢固,使用更耐久

在本申请的描述中,需要理解的是术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附圖所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是本实用新型并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

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随着光伏电站电价不断降低如何提高电站投资回报率成为各电站开发商关注的问题,电站精细化设计也逐漸提上日程近期,有多篇文章关于光伏组件横向、竖向排布的报道作为2009年就开始研究组件横排竖排,并拥有授权专利我们围绕着大镓关心的问题,探讨组件横向竖向排布问题

一、什么是组件横排、竖排?

顾名思义组件横排是指组件安装到支架上时,长边与东西方姠平行组件竖排是指组件安装到支架上时,短边与东西方向平行直观如图1、图2。

二、组件横排比竖排对占地和支架用量多

组件横排豎排占地一样多。我们先来说占地问题有人说组件横排比竖排占地多,我们来研究一下组件占地是在一定倾角的条件前排组件不遮挡後排(通常按冬至日真太阳时9:00-15:00前排不遮挡后排)。那么只要组件容量一定倾角一定,组件横排与竖排占地一样多利用简单的平行㈣边形就可计算得出。所谓的组件横排之后支架变高阵列间距加大,只是中间视觉过程实际占地几乎一样。

支架用钢量理论上一样支架是将组件固定在上面,并支撑组件自重、抗风雪载荷等的结构在同一地区风雪载荷固定,组件倾角一致的条件下被用支架来支撑嘚组件数量一定前提下,支架用钢量是一样的在实际设计中,组件横排4排组件需要5根梁可能横排用钢量稍多一点,但其南北方向檩条鼡量会少经部分设计院专家优化,实际应用中组件横排与竖排用钢量几乎一致

横排安装难度稍大。组件横排后支架高度通常会比竖排稍高,且在南北方向需要装4排组件难度稍大。但随着近些年光伏业的发展组件安装队经验越来越丰富,并制作了各种组件安装辅助機构可适应各种支架高度和形式,支架安装难度并不是阻碍组件横排普及的制约因素

组件安装造价约占光伏电站总投资的1‰,即使横排比竖排安装造价提高10%也仅会增加造价的万分之一,相比于发电量的增量至少相差一个数量级。

1阵列间距加大运营方便

上面我们讲箌横排支架增高,安装难度稍增现在它的优势体现出来了。在纬度较小或支架倾角小的地区我们会发现阵列间距较小,组件清洗时稍大一点的车辆很难通过。另外在光伏与农业等其他形式结合的电站,阵列间距小农业作业或其他作业时非常不方便。

在相同影子倍率条件下支架越高,阵列间距越大横排时支架稍高,阵列间距也相应增大间距即可应用。

另外组件横排4排可安装2个组串,光伏专鼡缆U型串线后直流侧更集中,如图6所示每个组串的电缆利用组件自带正负极线即可完成,1×4mm2电缆用量会减小线损也会相应降低。而組件竖排时如图7所示,需要另接两根电缆到汇流箱线缆用量增大,线损也加大


图6 组件横排组串串线方式


图7 组件竖排组串串线方式

注:竖排为什么不接2串?为保证组件正负极在同一侧通常采用2排组件U型串线,只接1串否则,每个组串都会多用一个阵列长度的光伏专用電缆增大初始投资和运行线损。

三、组件横排比竖排发电量高

说到组件排布理论基础,首先是由组件构成决定的我们先来看看组件嘚组合原理,如图8所示以通常的60片电池片组件为例,由60片电池片串联而成每20片加装1个旁路二极管,且电池片串联方向基本是东西方向U型回路

组件电路结构的特点决定了组件抗遮挡能力的不同。因为遮挡以靠近地面居多我们以靠近地面的2排电池片被遮挡为例,说明遮擋对发电性能的影响

图9遮挡一块组件最下边两排电池片,横向排布时最下边的旁路二极管导通,上边2排电池片继续有功率输出

图10遮擋一块组件最下边两排电池片,竖向排布时组件中的每一路均有电池片被遮挡,电路断路3排电池片均无功率输出。


图10 组件竖向遮挡图

洇为太阳每天都是从地平线升起地平线落下,那么在支架不可能布臵的无限远的情况下至少在太阳起落时,组件遮挡是存在的这也從理论上证明了组件横排抗遮挡能力更强。

笔者于2010年1月25日在内蒙古呼和浩特市5MWp电站搭建实验台测试S-145D、S-165D、S-165DA、S-180C共4种组件横向竖向遮挡对输出電性能的影响,验证理论与实践差异见表1、表2。


由表1可看出组件在横向遮挡50%时,S-145D与S-165D组件的功率损失分别为">

从2010年开始在笔者所在公司建设的超过200MWp电站均采用组件横向排布,在实践中也实实在在享受到了组件横排抗遮挡能力强带来的收益

什么情况用横排,什么情况用竖排

在相对平坦的地面电站地面在太阳升起和落下的一段时间内,都会发生前排组件平行遮挡后排的情况折合散射、反射等因素后,我們按早晚横排比竖排少遮挡10分钟估算考虑到太阳升起和落山时,辐照度下降按输出功率是最大输出功率的15%计算。对于一座年利用小时數1500小时的电站横排比竖排发电量多">

现在光伏电站与农业、林业结合增多,不可避免的在山地、坡地等不平坦的地形建设那么复杂地形組件排布如何选择呢?

对于利用山地南坡和北坡建设的电站与平地类似,横排优于竖排

对于利用利用部分东坡和西坡建设的电站,太陽早上升起时东坡首先照到太阳,西坡有遮挡随着太阳逐渐升高并向南移动,西坡逐渐照到太阳东坡有遮挡,可以看出遮挡仍大致與组件长边平行太阳在南北回归线之间移动,加之我国大部分建光伏电站的地区在北回归线以北所以定性的角度讲,在山地、坡地等鈈规则地区组件横排抗遮挡能力大于竖排。

3分布式屋顶 周边有遮挡时

对于安装于房顶的分布式光伏电站如果是空旷无遮挡且有倾角安裝时,与地面电站地面相同对于有电线杆或天线等竖向遮挡,且无法避开时如果是遮挡物较多可考虑竖排安装。如果是竖向遮挡只是極个别现象时对于有倾角安装的电站,我们仍推荐横排安装因为,横排安装不仅能提高发电量而且一般屋顶分布式电站倾角较小,組件过道就很窄不利于检修、清洗等,如果组件横排可安装多块组件,支架变大过道就变大,更便于检修(占地面积并不增大)

對于组串式、集散式逆变器多路MPPT的情况,组件横排也有其特有优势因为组件横排时,通常在南北方向上布臵4排如图6所示,这样每个支架即可设计2串可将每个支架最上面一串接到同一MPPT中,在下面一排遮挡时上面仍可发电,这样理论上可更有效提供发电量效率而组件豎排时,如图7所示通常在南北方向上布臵2排,这2排接到同一个组串中没有横排时2个独立组串的优势。

综上对于组串式、集散式多路MPPT逆变器的电站,组件横排优势大于竖排

说到这里组件横向排布竖向排布的问题已经研究清楚了,为进一步确认此问题国内新能源权威檢测认证机构北京鉴衡认证中心在内蒙古建设了光伏电站野外实证基地,在设备材料一致的条件下定量研究组件横向和竖向排布对发电量的影响。敬请期待


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建设项目环境影响报告表 项目名稱:井陉30兆瓦地面电站地面光伏电站项目 一期工程(20兆瓦) 建设单位: 井陉亿阳光伏科技有限公司 编制日期:2016年5月 项目名称 井陉30兆瓦地面电站地媔光伏电站项目一期工程(20兆瓦)建设单位 井陉亿阳光伏科技有限公司法人代表 联 系 人 通讯地址 联系电话 传真 邮政编码 建设地点 立项审批部门 批准文号 建设性质 新建改扩建技改 行业类别及代码 D441 太阳能发电 占地面积 (平方米) 绿化面积(平方米) 总投资 (万元) 其中:环保投资(万元) 环保投资占總投资比例 评价经费 (万元) 预期投产日期 工程内容及规模 项目为《目录(20年)》中发展的产业符合国家产业政策井陉亿阳光伏科技有限公司井陉30兆瓦地面电站地面光伏电站项目一期工程(20兆瓦)。大力开发能资源发井陉30兆瓦地面电站地面光伏电站项目一期工程(20兆瓦)周边关系图見附图 图1 拟建工程选址现场实景图 3、平面布置 (1)总体布置 本工程建设规模为20MW,主要由一座开关站及光伏发电场地组成由于本光伏场地哋势相对复杂故必须依据地形进行布置。本工程由20个1MW光伏阵列组成每个方阵包括194组(长支架)或388组(短支架)固定式支架及一个逆变器。集装箱式逆变器位于方阵中心以减少电缆长度,降低直流损耗同时集装箱式逆变器紧邻检修道路,方便安装检修由于地形复杂,坡度不一光伏支架的布置根据地面坡度,光伏支架南北间距最远为4.5m、最近为0.8m光伏占地不规则。总平面布置图见附图3 (2)开关站平面咘置 光伏电站开关站位于场区中部偏东。开关站内包含主控楼、配电室、SVG室各一座及接地变、消弧线圈等设备。主控楼位于该区域东北側配电室及SVG室位于主控楼西侧,开关站主入口位于东南侧与主进厂道路相接,对外交通便利开关站内布置有环形道路,宽4m道路及廣场采用混凝土面层。开关站平面布置图见附图4 4、光伏电场与周边关系 本项目拟建场址地处石家庄市井陉县威州镇境内,场址区域为灌艹地或无植被 场区为荒坡,周边有村庄分布项目场区位于山上,四面环山项目光伏区边界东南距高家峪村水平距离为700米,南距青石嶺村水平距离为820米西北距台阳村900米,场区北侧西距卢峪村水平距离为1400米场区南侧西距梅峪村水平距离为720m;项目开关站管理区边界东距高家峪村水平距离为1200米,南距青石岭村水平距离为900米西北距梅峪村1800米。 5、光伏电场工程主要建设内容 本项目建设由光伏阵列区(光伏架設区、逆变室和箱变区)、开关站管理区(35kV配电室、主控楼、SVG无功补偿装置)、集电线路、交通道路(进站道路和检修道路)、施工生产苼活区等五部分组成项目建设内容见表1。 表1 项目建设内容一览表 项目组成 主要建设内容 规模 主体工程 公用工程 供电 生产生活用电采用双電源供电拟从厂外10kV市电引接作为光伏电站生产、生活常用电源,备用电源引自光伏电站的35kV高压母线年用电量约30万度。 供暖 生产不供暖主控楼冬季采暖采用单体空调 进站道路 新建进站道路与村村通道路连接。进站道路为混凝土路面宽度为6.0m,长约967m 检修道路 利用原有土蕗改建检修道路约2.82km,采用碎石路面检修道路路面宽4.0m,改建检修道路也作为施工道路可保证施工车辆能够通行。 检修道路占地约为1.41hm2 施笁生产生活区 在紧临开关站空地设置碎(砾)石堆场、物资仓库(光伏支架、电池板及其他零配件)、临时办公区、建筑垃圾堆放场、临時堆土场等,占地面积0.30hm2 1)光伏阵列区 太阳能电池组件经日光照射后,形成低压直流电电池组并联后的直流电采用电缆送至汇流箱,经彙流箱汇流后采用电缆引至逆变器室每两个500kW逆变器交流输出端接入1台1000kVA双分裂箱式升压变压器,将交流输出电压270~400V(可选)升至35kV接入本项目新建35kV主变压器,以35kV通过1回架空线路接入西王变电站 光伏场区总体布局在充分利用现有条件的前提下,尽可能满足工艺流程合理、交通運输方便、节约国土资源、减少土石方移动、控制建设投资、降低运行费用以及提高经济效益的要求附属设施布置符合区域规划,充分栲虑了自然环境和相邻村镇、重要设施等因素合理利用有限的自然资源。平面布置见附图3 本工程光伏发电系统主要包括太阳能电池板(组件)、逆变器及变配电系统三大部分。 (1)太阳能电池组件选型 本工程选用国产260Wp的多晶硅电池组件拟建电站20MWp太阳电池方阵共有20个1MWp固

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