光伏支架在发展低碳经济的必然性趋势 之下

　　太阳能支架 简析_能源/化工_工程科技_专业资料。太阳能支架的作用、生产、能耗等

　　500MW 太阳能光伏系统配套支架 项 目 简 析 一、产品用途 太阳能光伏发电系统利用太阳能电池将太阳能直接转换为 电能以满足人们的电力需求,在系统电池组件的铺设过程中 ,为 了对系统起到支撑和保护作用,需要具有稳定可靠的支架基础。 太阳能光伏支架是太阳能光伏发电系统中为了摆放、安装、固定 太阳能面板设计的特殊的支架。 光伏支架产品分地面支架系统、平面屋顶支架系统、可调角 度屋面支架系统、斜屋面支架系统、立柱支架系统等。 二、市场分析 当电力、煤炭、石油等不可再生能源频频告急，能源及环境 问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈时， 越来越多的国家 制定了阳光计划，开发太阳能资源，寻求经济发展的新能源。我 国的地理位置，蕴藏着丰富的太阳能资源，然而颇受阳光厚爱的 中国，太阳能资源利用尚且滞后，在发展低碳经济的必然性趋势 之下，太阳能利用产业正迎来一次新的发展契机，太阳辐射能转 换成电能的太阳能发电技术即光伏产业更是发展飞速。 依据对世界太阳能光伏产业的统计，在 2008 年，我国太阳 能光伏电池（PV Cell）生产量已经占到全球的 28%，至 2011 年 中 国 太 阳 能 电 池 产 量 更 占 全 世 界 光 伏 市 场 47.8% 份 额 ， 计 13018.4MW，但国内使用量占当年产量的比例不足 4%。 欧洲金融危机后，产品出口受阻。巨大的产能必须并且应该 加以利用，国家相关部门持续予以扶持。2010 年，财政部、科 技部、住建部和国家能源局等四部委召开会议，在全国建立起 13 个光伏发电集中应用示范基地， 进 步推进光伏市场的规模化 进程，“金太阳示范工程”、“光电示范项目”相继出台，中国 光伏产业迎来政策“艳阳”。 依据国务院 2013 年 7 月发布的公告， 中国 2012 年光伏发电 总装机容量在 700 万千瓦左右。力争到 2015 年使光伏发电总装 机容量达到 3,500 万千瓦以上，2013-2015 年年均新增光伏发电 装机容量在 1,000 万千瓦左右。之前的目标是到 2015 年使光伏 发电总装机容量达到 2,100 万千瓦， 太阳能光伏产业化步伐进一 步加快。 按照国家发改委规划， 2020 年太阳能发电量要达到 20GW （20000 万千瓦）的目标，意味着平均每年以 2GW 的速度递增。 至 2020 年，国家将投资 2000 亿元在再生能源市场，科技部推动 “金太阳认证工程”，明确为 642 兆瓦以上太阳能示范项目提供 补贴。可见太阳能产业发展的市场空间巨大。 根据省发改委《关于大力推进太阳能发电产业加快发展的通 知》 ， 2013-2015 年全省平均新增发电装机容量 100 万千瓦左右， 2 到 2015 年总装机容量达到 350 万千瓦。 在传统的概念中，光伏产业主要指太阳能组件生产链，控件 器和逆变器等电气控制组件生产链；现在，随着产业的进一步发 展，光伏支架产业逐渐引起重视。 太阳能板支撑系统远不止于简单的生产及安装， 其应用优点 表现在可以根据太阳光线及季节灵活移动， 每个太阳能板的斜面 都可以通过移动紧固件，调整斜面以适应光线的不同角度，通过 再次紧固使太阳能板准确固定在指定的位置。 我国太阳能光伏电池国内使用量远低于生产量占年产量的 事实说明，巨大的产能并未被真正利用。光伏产业竞争的环节将 由以太阳能电池为核心，逐步朝产业链上下游延伸，包括原料多 晶硅领域、光伏电站项目建设、太阳能板支撑系统、光伏装、 光伏配套产业等。中国政府倡导、支持电力电网企业和光伏构件 生产商共同合作，建立一个健康发展的太阳能产业市场。 具体到太阳能支架，生产商、冶金研究机构正努力升级产品 的技术，降低生产成本，在技术水平、营销方式、售后服务等多 方面提高自己与国际品牌的竞争力， 让我国的太阳能光伏发电项 目用上质量上乘的支架系统，使客户享受到勘查、设计、选材、 安装、维护的一条龙服务。 因此从长远看， 我国太阳能利用产业中的太阳能支架行业的 发展前景十分乐观。 3 三、原材料来源 1、光伏支架产品用料 我国普遍使用的太阳能光伏支架系统从材质上分， 主要有混 凝土支架、铝合金支架和钢支架等三种。 混凝土支架主要应用在大型光伏电站上，因其自重大，只能 安放于野外，且基础较好的地区，光伏支架但稳定性高，可以支撑尺寸巨 大的电池板。 铝合金支架一般用在民用建筑屋顶太阳能应用上， 铝合金具 有耐腐蚀、质量轻、美观耐用的特点，但其承载力低，无法应用 在太阳能电站项目上。另外，铝合金的价格比热镀锌后的钢材稍 高。 钢支架性能稳定，工艺成熟，承载力大，安装简便，广泛应 用于民用和工业太阳能电站。其中，型钢均为工生产，规格统 一，性能稳定，防腐性能优良，外形美观、值得一提的是组合钢 支架系统，便于现场安装，只需要使用特别设计的连接件将槽钢 拼装即可， 施工速度快， 无需焊接， 从而保证了防腐层的完整性。 产品的缺点是连接件工艺复杂，种类繁多，对生产制造、设计要 求高。 综合以上分析，产品采用钢支架系统。 2、主要原材料用量 太阳能光伏支架系统材料选用碳钢，指碳的含量小于 2.11% 且不含有加入的合金元素的钢，也称为普碳钢或碳素钢。碳钢表 4 面做热镀锌处理，户外使用 30 年不生锈，具有无焊接、无钻孔、 可调、可重复利用的特点。配件主要采用符合质量标准 的铝合金。 主要原材料用量： 碳钢（支架用）： 铝合金（配件用）： 3、主要原材料来源 碳钢： 拟就近从龙钢集团购入； 18000 吨 700 吨 铝合金：拟从西安地区的铝合金订购。 四、生产方案 1、支架设计要求 任何类型的太阳能光伏支架设计方案的主要部件及装配部 件，重要的性能要求是耐候性。支架结构必须牢固可靠，能承 受大气侵蚀、风荷载和其它外部效应，光伏支架能够方便可靠的安装，以 小的安装成本达到的使用效果，几乎免维护，这些都是选 择生产方案时所需要考虑的重要因素。 解决方案包括生产工艺领域里应用高耐磨材料，以抵抗风 力、雪荷载和其它腐蚀作用，并且综合利用铝合金阳极氧化、超 厚热镀锌、不锈钢、抗 UV 老化等技术工艺来保证太阳能支架的 强度和持久性能。 太阳能支架的设计抗风能力为 216 公里/小时，太阳能 5 跟踪支架抗风能力 150 公里/小时(大于 13 级台风)。 以太阳 能单轴跟踪支架和太阳能双轴跟踪支架为代表的新型太阳能组 件支架系统，与传统的固定支架相比较(太阳能电池板的数目相 同)，能提高太阳能组件的发电量 30%。 1、产品类型 企业生产按照订单要求加工，所生产支架按结构类型包括： （1）斜屋顶支架：平行于屋顶坡度 主要产品部件：导轨、卡件、挂钩 （2）屋顶倾角支架：与屋顶相互倾斜一定角度 主要产品部件：导轨、卡件、倾角机构 （3）屋顶压载支架：通过压块固定支架，通常安装在平屋顶 （4）地面支架：通过地基，直埋等方式，将支架安装在地面 上； （5）打桩式地面支架：通过打桩机安装立柱的地面支架类型 （6）立柱支架：单根立柱支撑整个太阳能板结构 （7）凉棚式支架：可以用做停车棚及休息场所 （8） 跟踪支架： 通过电控系统， 使支架跟着太阳转动而转动， 以获得太阳能板的功率 产品按轨道比较分类包括： （1）标准螺栓式轨道：配合标准螺栓使用，安装时从头插入； （2）异形卡块式轨道：采用铝合金挤压型材当卡块，可以从 轨道任意位置插入； 6 （3）此外，还包括菱形卡块式轨道。 2、建设规模 项目设计年产能：配套 500MW（50 万千瓦）容量的太阳能 光伏系统需用支架。 3、生产设： 主要设及价格如下： 太阳能支架用冷弯型钢成型生产线 万元 其他设包括：金属切割机、焊接机、打磨机、抛光机等各 若干台，以及包装、运输设。 部分的配件采用外协加工，这样既省钱又简便。 4、生产工艺 传统的太阳能尾座、 太阳能支架用拉杆及太阳能主架的生产 采用的是冲压机/冲床先冲孔，后折弯机折弯成型的工艺，耗能 高，费工费时，同时危险性很高。 项目产生产设拟引进太阳能支架冷弯成型生产线， 太阳能 支架冷弯成型生产线为国际上先进的自动更换双排机结构， 整线 采用全自动控制，操作简单方便。生产线采用先预冲孔，再成型 模式，生产速度高。可达到在一条生产线上自动生产太阳能金属 支架所有框架用型钢，冷弯板型包含太阳能支架用托架、支架底 拉杆、支架横框、太阳能前左右框、太阳能支架用左右框，可以 7 确保产品质量。 冷弯成型工艺流程： 开卷---校平---冲孔---成型---剪切---镀锌 镀锌材料的来源可依托商洛炼锌， 产品加工成型后即可镀 锌，就是利用电解，在制件表面形成均匀、致密、结合良好的金 属或合金沉积层的过程。 电镀锌工艺流程：（以镀锌铁合金为例） 工艺流程 ：热水洗→水洗→电解除油→热水洗→水洗→强 腐蚀→水洗→电镀（锌铁合金）→水洗→水洗→出光→钝化→水 洗→干燥。 五、节能环保 1、能耗 本项目的生产能耗主要是 380V 工业电、220V 市电和生活 用水，所需用量均不大，不需其他的燃料和特别动力。 用电量估算： 功率：主要设太阳能支架用冷弯型钢成型生产线 小时工作制，有功负荷率按 75%计，8×75%=6 小时； 年度工作日按 260 天计； 估算调节系数选 1.1； 8 依据设功率估算用电量约为： 2×60×6×260×1.1=206000 kwh 项目用水主要是生活用水及设冷却少量用水（可循环利 用）。 日均用水按 30 m?计，30×365=10950 m? 能耗状况见下表： 项目主要能耗估算表 序号 1 2 名称 电能 自来水 单位 kwh m? 年耗用量 206000 10950 供应来源 园区供电电网 当地自来水 2、环保 项目房建设选用钢结构标准房， 建设过程不产生特殊污 染物。在生产过程中不采用有毒有害物质，不产生工业废水。项 目主要的污染物有生活废水、固体废物及噪音等。 在生产过程中， 有少量粉尘产生， 通过原料净化、 场地硬化、 增设自动洒水装置等措施，可以实现控制粉尘的目的，对周围环 境不构成污染。 废水主要由原料清洗、 设清洁、 地面废水及生活污水产生， 其中不含有毒有害物质，经沉淀过滤后加以循环利用，然后接入 园区污水管道排放。 经过采取一般有效的措施后，污染物即可达到排放标准。 9 六、项目依据 太阳能光伏支架项目是太阳能光伏发电系统的配套项目， 对 照《产业结构调整指导目录（2011 年本）》，属于允许类项目。 地方产业规划方面，商洛市 2013 年国民经济和社会发展计 划指出：商洛经济社会发展要紧扣科学发展、富民强市主题和发 展循环经济主线，注重科技创新，努力推动全市经济社会持续健 康发展。加快分布式太阳能发电项目前期工作、 加快太阳能组 件等项目建设。 项目建设符合国家和地方产业政策导向。 七、项目选址 项目拟建于商丹循环工业经济园区内，占地约 10 亩。园区 位于 312 国道及沪陕高速公路旁，丹江沿岸，环境适宜，距商洛 市城区及丹凤县城距离近，公路及铁路运输便利，企业物流完全 有保障。 八、经济效益 项目总投资约 1700 万元。其中：固定资产投资约 1130 万 元（包括征地费用、建筑工程、设购置及安装费等），流动资 金约 570 万元。建成达产后，预计年销售收入可达 6100 万元， 实现净利润 370 万元，上缴各类税金 390 万元。 10 九、结论 项目建设符合国务院 《关于促进光伏产业发展的若干意见》 、 陕西省《关于大力推进太阳能发电产业加快发展的通知》及《商 洛市关于加快太阳能发电产业发展的意见》的精神要求，建成后 将构筑起延伸的太阳能光伏产业循环发展产业链， 丰富商洛现代 材料基地建设的内容。拟引进的工艺、设先进适用，产品技术 ，市场前景广阔，经济及社会效益显著。 11
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