光伏组件安装过程中的效率优化

摘 要：在当今社会，随着可再生能源的重要性日益凸显，光伏能源作为清洁、可再生的能源形式，受到广泛关注和应用。尽管光伏技术的发展已经取得显著进展，但光伏组件的安装过程仍然存在一系列挑战和问题，研究光伏组件安装过程中的效率优化方法具有重要意义。该文将深入探讨在光伏组件安装过程中如何利用技术手段实现效率的优化，并探讨工程创新策略对光伏系统性能的提升方法，为提高光伏组件安装工程效率，推动光伏能源技术的进步，促进清洁能源的发展，实现经济、社会和环境的可持续发展提供参考性意见。

关键词：光伏组件；安装效率；效率优化；创新策略；质量控制

中图分类号：TM615 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2024）28-0153-04

Abstract： In today's society， with the increasing importance of renewable energy， photovoltaic energy， as a clean and renewable form of energy， has received widespread attention and application. Although significant progress has been made in the development of photovoltaic technology， there are still a series of challenges and problems in the installation process of photovoltaic modules. It is of great significance to study efficiency optimization methods in the installation process of photovoltaic modules. This paper will discuss in depth how to use technical means to optimize efficiency during photovoltaic module installation， and explore methods for improving the performance of photovoltaic systems by engineering innovation strategies， so as to improve the efficiency of photovoltaic module installation projects， promote the advancement of photovoltaic energy technology， and promote clean energy， thus providing reference opinions for the development of energy and achieve sustainable economic， social and environmental development.

Keywords： photovoltaic module; installation efficiency; efficiency optimization; innovation strategy; quality control

随着光伏系统规模的不断扩大和应用领域的不断拓展，对光伏组件安装效率和质量的要求也越来越高。尤其是在大型光伏电站、屋顶光伏项目等工程中，安装过程的优化将直接影响到整个项目的投资回报和运营效益。优化光伏组件安装过程不仅可以提高光伏系统的发电效率和经济性，还可以促进清洁能源的普及和推广，推动可再生能源在能源结构中的更广泛应用，为实现低碳、环保的可持续发展目标作出积极贡献。

1 光伏组件安装的流程与难点

1.1 光伏发电设备工程施工工艺流程

首先是施工准备阶段，这是确保整个项目顺利进行的基础。在准备阶段，需要对工地进行勘测，并确保所有所需材料、设备和人力资源齐备。接下来是支架工厂化制作，这是为了确保支架的质量和准确度，以便支撑光伏组件的稳定安装。电缆、线管的敷设是为了将光伏组件与逆变器、汇流箱等连接起来，确保电能的传输畅通无阻。而电缆头的制作则是为了保证连接的稳固和安全。

光伏组件的安装则是将太阳能电池板固定在支架上，使其能够正常接收阳光并转化为电能。安装完成后，需要对光伏组件进行测试，以确保其工作正常。接下来是逆变器的安装，逆变器是将直流电转换为交流电的关键设备，也是光伏系统中的核心部件之一。汇流箱的安装则是将多个光伏组件的电能集中起来，方便接入逆变器进行转换。接着是方阵整体接线和复核接线，这2个步骤确保了整个系统的电路连接正确无误。随后是防雷接地装置的施工，这是为了保护光伏系统免受雷击损害。光伏发电设备工程施工工艺流程如图1所示。

1.2 光伏组件安装的难点

光伏组件的安装是光伏系统建设中的重要环节，然而，与其他能源设备相比，光伏组件的安装面临众多的难点和挑战：①复杂的安装环境。光伏组件往往需要在各种各样的环境中安装，包括屋顶、荒地、山区和沙漠等，特殊的环境的特点各不相同，有些地方可能存在气候恶劣、地形复杂、交通不便等问题，给安装工作带来了很大的困难。②高空作业风险。在屋顶、高架结构等地方安装光伏组件需要进行高空作业，存在着坠落、物体滑落等风险，工人的安全风险大大增加。因此，需要严格的安全措施和培训，以确保工作人员的安全。③精准的位置调整。光伏组件的安装需要精确的位置调整，以确保组件能够最大化地接收太阳光照，不同地区的经纬度、季节变化等因素都会影响到组件的安装角度和方向，需要工人具备一定的技术水平和经验。

2 光伏组件安装过程中的效率优化方法

2.1 设备安装前的检查

在光伏组件安装过程中，为了提高效率并确保质量，需要充分准备和严格执行一系列步骤。首先，支架基础的预埋地脚螺栓的安装是关键的一步。根据规定，必须对地脚螺栓的位置、高程和偏差进行统一验收，以确保支架安装的准确性和稳固性。此外，支架零部件和基础也需要进行严格检查，包括尺寸、变形、表面处理等，确保其符合设计要求，并且满足安装要求。在设备的运输和保管方面，要做好防护、防震和防护面受损等安全措施，以确保设备在运输过程中不受损坏。并且，在设备到场后，需要进行详细的检查，确保设备的型号、规格、附件等都符合设计要求，并且保持完好无损。光伏组件安装标准见表1。

柔性支架的质量检查也是至关重要的一步。材料的质量、焊接质量、镀锌层厚度等都需要进行检测，以确保支架的稳固性和耐久性。对施工班组进行交底和技能培训也是优化效率的重要手段，通过提高施工人员的专业技能和安全意识，也能够确保安装过程的顺利进行，减少因操作不当导致的安装错误或安全问题，从而显著提高安装效率。

2.2 柔性支架的安装

首先，在端立柱的安装过程中，需要清理底座并将其调整至水平，同时确保方向偏差在规定范围内。随后，安装端柱时，需要先将横杆连接到高、矮立柱上端连接板上，然后在底座与立柱下端安装孔之间穿上螺栓，插上轴销，连接钢绞线，最后调整纵向拉（杆）索，使得端立柱保持适当的夹角。柔性支架安装施工过程如图2所示。

为了优化安装效率，需要对于中立柱的安装加强质量管理，需要清理底座并调整至水平，确保方向偏差符合要求，从而避免后续调整带来的时间损耗。在竖起中立柱时，要在底座与中立柱下端安装孔之间穿上螺栓，插上安装轴销，使之保持垂直状态，减少因安装不当导致的返工。

2.3 光伏组件安装标准及检验方法

在安装过程中，必须确保组件的倾斜角度偏差在29°±1°之内，使用角度测量器进行检查。组件之间的平整度也需符合要求，相邻组件间不超过2 mm，同组光伏组件不超过5 mm，可通过钢尺检查确认。此外，组件的固定性也至关重要，紧固件必须紧固牢靠，使用扭矩扳手进行检查。组件安装标准及检验方法见表2。

复校定位要求使用轴线控制点和测量轴线的基准点，这保证了安装位置的准确性和一致性，需要清理基础表面杂物并弹出柱列纵横轴线，为后续安装提供了清晰的参照物。在测量阶段，放线是在确定位置后，对控制线进行测放，确保视线通畅，为安装提供准确的方向指引。在此之前，钢构件的尺寸检测是必要的，以确保其符合规定尺寸，能够顺利安装。纵、横向轴线的测量采用全站仪和经纬仪，以确保定位点和轴线的准确性。固定及手动可调支架安装的允许偏差见表3。

2.4 光伏组件接线

首先，根据电站设计图纸确定光伏组件的接线方式是至关重要的步骤，在很大程度上可以确保安装过程中的一致性和准确性，避免了后续的调整和修正。接线的数量和路径必须符合设计要求，可以确保系统的电流和电压分布均匀，最大程度地提高光伏系统的整体性能。在接插件连接方面，务必确保连接牢固。这样可以防止在风雨等恶劣天气条件下产生松动或者断开，从而保证光伏系统的稳定运行。另外，在接线时采用多股铜芯线，并且在接线前进行线头加工，可以有效地提高连接的稳定性和可靠性。除此之外，在接线过程中，必须小心避免将正负极接反，这可以避免短路或者其他安全问题的发生。每串光伏组件连接完成后，都需要进行电池板串开路电压的检查，以确保连接正确无误。

2.5 柔性支架的张拉

柔性支架的张拉过程dab2aef9807afcb6483e7566c6fb6676是确保光伏组件安装稳固性和符合预应力设计的重要环节。在进行张拉之前，必须准备好相应的机具和设备，包括液压油泵、前置式千斤顶、电源、电缆、对讲机、工装、手锤和安全带等。这些机具的准备是为了在张拉过程中保障安全和有效进行。

钢索张拉的控制标准是根据温度的变化来调整挠度，以确保跨度在0.5%范围内，施工过程中需要根据温度的变化适时调整挠度。在初步张拉阶段，设计单位技术人员操作液压设备，而施工单位则通过前置千斤顶对钢绞线进行张拉。在此过程中，需要严格控制中间立柱的垂直度，以防止钢绞线卡死造成施工设备损坏。同时，操作人员需配备对讲机进行沟通，并使用工装具或手锤调整立柱。初步张拉能够暴露出立柱、斜拉桩、桩基础的缺陷，便于及时修复。

2.6 方阵布线

方阵布线是光伏电站中一个至关重要的环节，其直接关系到光伏组件的连接、电流传输和系统的稳定性。

首先，布线应有支撑、固紧和防护等措施，以确保导线的安全和稳定。同时，导线应留有适当的余量，布线方式必须符合设计图纸的规定，这样可以保证布线的准确性和稳定性，从而提高安装效率。导线的规格应符合设计规定，正极、负极和串联连接线必须选择合适的导线规格，以满足电流传输的需求。接头的连接也是优化效率的关键，应使用专用接头，并且根据导线的截面大小进行相应处理，例如截面大于6 mm的多股导线应加装铜接头。方阵布线施工如图3所示。

除此之外，在电缆敷设方面，应根据电站设计图纸确定组件的接线方式，并确保光伏组件连线符合设计图纸的要求。接线时应使用多股铜芯线，并在接线前先将线头压铜线专用接头，以确保接线的牢固和稳定。同时，接线过程中应注意不将正负极接反，确保接线的正确性。每串组件连接完毕后，应检查组件串联开路电压是否正确，以确保后续工序的安全操作。

2.7 光伏方阵内的电缆敷设

在光伏组件安装过程中，光伏方阵内的电缆敷设是一个至关重要的环节。首先，必须根据电站设计图纸来确定组件的接线方式。这确保了整个系统的一致性和准确性，避免了后续的调整和修正。光伏组件连线必须严格按照设计图纸的要求进行，确保系统的电流和电压分布均匀，提高光伏系统的整体性能，通过精确控制连线方式，能够有效减少安装过程中的误差和返工，进一步提升工作效率。

2.8 智能化监控与管理

利用物联网和大数据技术，实现光伏组件安装过程的实时监控和管理。通过收集和分析安装数据，可以及时发现潜在问题，优化安装流程，提高安装效率。

智能化监控与管理在光伏组件安装过程中的应用，通过集成物联网和大数据技术，为安装流程的实时监控和高效管理提供了强大的技术支持，物联网技术的应用使得光伏组件安装过程中的每一个关键节点都能被实时追踪和监控。通过在安装现场部署传感器和监控设备，可以实时采集安装进度、组件状态、环境条件等关键数据，并将其传输到中央管理系统。

3 光伏组件安装的要点与注意事项

3.1 安装工序的要点

在光伏组件安装中，有几个关键的要点和注意事项需要特别重视，以确保安装过程顺利进行并保证组件的性能和安全性。首先，组件的边框必须可靠接地，并且接地电阻应符合设计要求。这一点至关重要，因为良好的接地可以有效地防止静电积聚和放电，提高系统的安全性和稳定性。

其一，注意不要在组件的玻璃表面钻孔或在边框上钻附加的安装孔，会导致玻璃破裂或者边框损坏，从而影响组件的性能和寿命。其二，不要利用组件的接线盒或电线头来移动组件，以免损坏接线部件或者导致电线松动。同时，避免站立或踩踏在组件上，以及不要让组件掉落或者让物体掉落在组件上，这有可能导致组件的破损或者损坏。其三，不要在组件上放置重物，以免压力过大导致玻璃破裂或者变形。其四，不可重摔组件或用力将组件放置在任何表面上，因为这可能会导致内部零部件的松动或损坏，影响组件的性能和安全性。

3.2 安装质量控制措施

在支架安装之前，必须对桩基进行全面检查验收，确保其标高、轴线、平整度等符合设计要求。若存在偏差较大的情况，必须先进行基础纠偏，确保支架安装的稳固性和准确性。在柱的安装过程中，需要先安装底座并调整水平方向，然后再安装柱使其保持垂直状态。这样的做法有助于确保支架结构的稳定性和承载能力。

与此同时，钢绞线的张拉是柔性支架的主要承重结构，其张拉应力必须按照设计要求进行，并且必须使用合格的张拉设备。这可以确保支架系统的稳定性和可靠性。需要注意的是，组件安装过程中，需要轻搬轻放，避免强烈振动和冲击，确保组件的完整性和性能不受影响。同时，在安装完成后，要求组件在一个平面内，横平竖直，并且上下两端对齐，这有助于提高光伏系统的整体效率和发电性能。除此之外，方阵布线时，必须采取支撑、紧固、防护等措施，确保导线留有余量，并且采用电缆桥架输送无法地埋的电缆。这有助于保证光伏系统的布线稳定性和可靠性。

在施工现场必须严格遵守安全文明施工的要求。所有进入施工现场的人员必须正确佩戴安全帽，严禁穿拖鞋、凉鞋等不安全的服装。施工过程中，要保持施工场所的整洁，垃圾废料及时清除，确保施工现场的安全和整洁。各种手提电动工具和带电机械设备必须配备可靠有效的安全接地和防雷装置，以确保施工过程中的安全性。

4 结束语

光伏组件安装过程中的效率优化和工程创新策略对于提高光伏系统的性能和可靠性具有重要意义。在实际光伏组件安装工程中，需要掌握核心要点以及安装质量控制措施，从而确保能够为光伏系统的安装提供更高效、更精确、更可靠的解决方案，对应的技术手段不仅提高了安装效率，还优化了安装质量和安全性，推动了光伏能源的发展和应用，要进一步推动光伏组件安装工程的发展，需不断探索新材料的应用、优化安装工艺、加强安全管理等方面的创新策略，以满足日益增长的光伏系统需求，从而促进可再生能源的可持续发展。

参考文献：

[1] 聂明锦.光伏组件安装过程中的质量控制[J].建筑·建材·装饰，2019（14）：203-204.

[2] 唐鑫.光伏组件安装施工质量控制研究[J].光源与照明，2023（6）：148-150.

[3] 涂继平.太阳能电站光伏区设备安装施工常见问题及解决对策分析[J].电力工程技术创新，2023，5（1）：54-56.