徐 勇

（中國(guó)電建集團(tuán)貴州工程有限公司 貴州 貴陽(yáng) 550000）

0 引言

太陽(yáng)能發(fā)電作為一種可再生清潔能源備受關(guān)注。 光伏板是一種高效率和低成本的光電轉(zhuǎn)換器件，其應(yīng)用范圍廣泛，包括家庭用能、工業(yè)用能以及大規(guī)模電力系統(tǒng)等領(lǐng)域。 然而，由于光伏板本身具有較大的重量和尺寸限制，因此在實(shí)際應(yīng)用中需要進(jìn)行支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制作。 其中，鍍鋁鎂鋅光伏支架是目前最為常用的支撐結(jié)構(gòu)之一，因其輕質(zhì)、強(qiáng)度高、耐腐蝕性好等特點(diǎn)而受到廣泛的應(yīng)用。本文旨在探討鍍鋁鎂鋅光伏支架的工程制造關(guān)鍵技術(shù)及其安裝方法，以期為光伏電站的建設(shè)提供參考依據(jù)。

1 鍍鋁鎂鋅光伏支架基礎(chǔ)理論

1.1 鍍鋁鎂鋅光伏支架概念

光伏支架是將太陽(yáng)能電池板固定在地面上，以便于將其所產(chǎn)生的電力傳輸?shù)诫娋W(wǎng)的設(shè)備。 其主要作用是對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行收集并轉(zhuǎn)換成電能。 目前，光伏支架已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的一種綠色能源形式之一。 其中，鍍鋁鎂鋅是一種常見的光伏支架材料。 它具有良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性，能夠有效地保護(hù)太陽(yáng)能電池板不受外界環(huán)境的影響。 因此，鍍鋁鎂鋅光伏支架被廣泛應(yīng)用于各種環(huán)境中。 鍍鋁鎂鋅光伏支架的基本結(jié)構(gòu)由支桿、支撐梁和平臺(tái)面3 部分組成。 支桿是由多個(gè)金屬棒焊接而成，支撐梁是由多層鋼筋混凝土構(gòu)成的框架結(jié)構(gòu)，平臺(tái)面上則裝有太陽(yáng)能電池板［1］。 整個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要考慮多種因素，如風(fēng)力、地震等因素對(duì)支架的影響以及支架與土地之間的連接方式等。 同時(shí)，還需要考慮到支架的穩(wěn)定性、安全性等問題。

1.2 鍍鋁鎂鋅光伏支架的特點(diǎn)

鍍鋁鎂鋅光伏支架的主要特點(diǎn)包括：抗自然腐蝕、抗電偶腐蝕、平衡電壓、易成形、易加工、耐低溫、自動(dòng)修復(fù)、低成本低污染、外觀優(yōu)異、設(shè)計(jì)優(yōu)化等。 其中，抗自然腐蝕和抗電偶腐蝕是最重要的特性。 由于太陽(yáng)能電池板的表面會(huì)產(chǎn)生電流，因此在陽(yáng)光照射下，電池板周圍的金屬材料會(huì)受到強(qiáng)烈的電場(chǎng)作用，導(dǎo)致金屬材料發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)并產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物。 而鍍鋁鎂鋅光伏支架具有良好的防腐性能，能夠有效地防止腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。 此外，該材料還具有很好的平衡電壓特性，可以有效降低光伏系統(tǒng)的失效率。 除了這些主要特點(diǎn)外，鍍鋁鎂鋅光伏支架還有許多其他的優(yōu)點(diǎn)。 例如，它具有較高的強(qiáng)度和韌性，可以在惡劣的環(huán)境下工作；它的重量輕且易于運(yùn)輸和安裝；它還可以通過自動(dòng)修復(fù)機(jī)制來延長(zhǎng)使用壽命［2］。

1.3 鍍鋁鎂鋅光伏支架制造流程

鍍鋁鎂鋅是一種具有優(yōu)異性能的新型材料，它不僅可以提高光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，還可以降低成本。 為了實(shí)現(xiàn)高效率地生產(chǎn)鍍鋁鎂鋅光伏支架，需要進(jìn)行一系列的加工操作。 因此，原材料的選擇非常重要。 常用的金屬材料有銅、鋁、鐵、鋅、鈦等，首先采用優(yōu)質(zhì)鋁合金作為基材，通過熱處理和電化學(xué)沉積的方法制備了高質(zhì)量的鍍鋁鎂鋅材料。 在后續(xù)的加工過程中，還需要對(duì)基體表面進(jìn)行預(yù)處理以保證涂層附著牢固性。 其次，通過電化學(xué)沉積的方法將鋁表面覆蓋一層均勻的氧化膜，然后將其還原成金屬狀態(tài)，形成穩(wěn)定的合金層。 經(jīng)過熱處理和冷卻后便可得到所需的鍍鋁鎂鋅材料。 再次，需要對(duì)鍍鋁鎂鋅材料進(jìn)行機(jī)械加工和焊接操作。 根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行切割和鉆孔工作［3］。 利用氬弧焊機(jī)進(jìn)行焊接操作。 氬弧焊是一種常見的焊接方法之一，它的優(yōu)點(diǎn)是可以產(chǎn)生較高的焊接強(qiáng)度和較好的耐久性和抗腐蝕性。 最后還需要進(jìn)行表面拋光和噴漆等工序，使鍍鋁鎂鋅材料達(dá)到最終的要求。

2 鍍鋁鎂鋅光伏支架工程制造關(guān)鍵技術(shù)

2.1 鍍鋁鎂鋅光伏支架的加工技術(shù)

對(duì)于鍍鋁鎂鋅光伏支架的加工技術(shù)來說，工藝的選擇至關(guān)重要。 在實(shí)際生產(chǎn)中，采用了多種不同的工藝來保證產(chǎn)品的質(zhì)量和穩(wěn)定性。 首先最常用的是機(jī)械加工方法。這種方法可以有效地控制材料的厚度和形狀，同時(shí)也能確保產(chǎn)品表面光滑平整。 其次，可以采用電子俘獲檢測(cè)器（electrical conductivity detector， ECD）的方法進(jìn)行涂覆處理。 通過該方法，可以將一層均勻的金屬層覆蓋到基體上，從而達(dá)到更好的保護(hù)效果。 在實(shí)際應(yīng)用過程中，還需要考慮材料的耐腐蝕性和強(qiáng)度等因素，只有綜合考慮以上因素才能夠得到最好的產(chǎn)品質(zhì)量。 再次，還可以使用其他輔助手段來提高效率和降低成本。 比如，為了減少人工誤差的影響，采用自動(dòng)化設(shè)備來完成大部分工作［4］。 最后，需要提高對(duì)原材料的質(zhì)量和來源的要求，能夠有效避免生產(chǎn)中出現(xiàn)不良反應(yīng)等問題。

2.2 鍍鋁鎂鋅光伏支架的熱處理技術(shù)

鍍鋁鎂鋅光伏支架的熱處理技術(shù)是其生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)，也是影響其性能的關(guān)鍵因素之一。 在實(shí)際應(yīng)用中，由于受到環(huán)境溫度和光照等因素的影響，光伏板表面會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，從而導(dǎo)致電池效率下降。 因此，對(duì)光伏板進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚砜梢杂行У胤乐寡趸F(xiàn)象的產(chǎn)生，提高電池的穩(wěn)定性和可靠性。 目前常用的熱處理方法包括真空退火法、氣態(tài)退火法、電弧退火法等多種方式。 首先，真空退火法是最為常見的一種方法。 該方法通過將光伏板置于高溫下，使其內(nèi)部的雜質(zhì)被揮發(fā)出來，同時(shí)去除了表面上的氧化物層，提高了光伏板的透明度和光吸收率。其次，真空退火法還可以改善光伏板的機(jī)械強(qiáng)度和耐久性，減少因氧化而產(chǎn)生的裂紋和龜裂等問題。 再次，除了真空退火法外，還有一些其他的熱處理方法也被廣泛地應(yīng)用于制備高質(zhì)量的鍍鋁鎂鋅光伏支架材料。 例如，氣體淬火法是一種非常有效的方法，它可以在較低的壓力條件下使金屬材料快速冷卻到室溫以下，從而達(dá)到強(qiáng)化合金結(jié)構(gòu)的目的［5］。 最后，電弧退火法也可以用于加熱金屬材料并形成均勻的晶格組織。

2.3 鍍鋁鎂鋅光伏支架的表面處理技術(shù)

在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，鍍鋁鎂鋅光伏支架主要作用是對(duì)太陽(yáng)能電池板進(jìn)行固定和支撐，保證了太陽(yáng)光能被高效地轉(zhuǎn)化為電能。 然而，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于受到各種因素如溫度、濕度、腐蝕等的影響，鍍鋁鎂鋅光伏支架可能會(huì)出現(xiàn)一些問題，例如氧化層生成、銹蝕等問題。 這些問題的產(chǎn)生不僅會(huì)影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，還會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益造成損失。

為了解決上述問題，需要采用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高鍍鋁鎂鋅光伏支架的質(zhì)量和耐久性。 目前常用的表面處理方法主要包括化學(xué)法、物理法以及復(fù)合法等多種方式。 其中，化學(xué)法是一種較為常見的方法。 該方法通過使用不同的化學(xué)藥品，可以在不影響原有材料性能的情況下去除氧化物、鐵離子等雜質(zhì)物質(zhì)，從而達(dá)到保護(hù)金屬表面的目的。 采用酸洗的方法可以有效地除去氧化層，而采用熱浸法制備出的鍍膜則能夠起到很好的防護(hù)效果。 此外，還可以利用化學(xué)反應(yīng)原理使金屬表面形成一層均勻的膜狀物，起到防腐、防水的作用。 物理法采用的是機(jī)械或電磁的方式，通過振動(dòng)、沖擊等手段使金屬表面發(fā)生變形或者斷裂現(xiàn)象，從而去除污垢、氧化層等污染物質(zhì)。 復(fù)合法則是將兩種以上的方法結(jié)合起來應(yīng)用于同一臺(tái)設(shè)備上，以達(dá)到更好的表面處理效果。 在實(shí)際應(yīng)用中，選擇合適的表面處理方法還需要考慮具體的工藝條件和設(shè)備特點(diǎn)。 對(duì)于鍍鋁鎂鋅光伏支架來說，需要注意的是其具有較高的抗腐蝕性和導(dǎo)電性的特點(diǎn)。 因此，在選用表面處理方法時(shí)應(yīng)該考慮到這些特性。

2.4 鍍鋁鎂鋅光伏支架焊接技術(shù)

在太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)中，由于不同廠家使用的工藝參數(shù)可能存在差異，導(dǎo)致焊縫的質(zhì)量難以保證。 因此，對(duì)于鍍鋁鎂鋅光伏支架的焊接技術(shù)提出了更高的要求。 目前市場(chǎng)上常見的焊接方法包括氬弧焊接、氣焊、電弧焊接等。其中，氬弧焊接是最為常用且最為可靠的一種焊接方法。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、低熱輸入、無氧化層等問題。但是，這種焊接方法也存在一些問題，如焊接時(shí)容易產(chǎn)生裂紋、焊縫易出現(xiàn)龜裂現(xiàn)象等。 針對(duì)此問題，研究人員采用了一種新的焊接技術(shù)——激光熔焊技術(shù)。 該技術(shù)可以提高焊接速度和效率，同時(shí)減少焊接過程中產(chǎn)生的熱量和對(duì)材料的影響。 將兩塊金屬片放置于激光器下方并加熱至一定溫度，一般來說溫度需要保持在200 ℃左右，然后通過控制激光功率來達(dá)到焊接的目的。 經(jīng)過冷卻處理后即可完成焊接工作。 激光熔焊技術(shù)不僅能有效地避免焊接過程中出現(xiàn)的裂紋和龜裂現(xiàn)象，而且能夠大幅度降低焊接時(shí)間和成本。 此外，還可以利用激光熔焊技術(shù)進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和搭建。

2.5 鍍鋁鎂鋅光伏支架的檢測(cè)技術(shù)

為了確保鍍鋁鎂鋅光伏支架的質(zhì)量，需要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)。 目前，常用的檢測(cè)方法包括X 射線熒光光譜分析法、掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）、電化學(xué)測(cè)試儀等多種手段。 其中，X 射線熒光光譜分析法是最為常用且最為準(zhǔn)確的一種檢測(cè)方法。 該方法通過對(duì)樣品表面涂上一層薄膜，然后在特定條件下照射X射線，從而獲得樣品中各種元素的含量和分布情況。 SEM則是一種能夠觀察到樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)和缺陷的方法，它可以通過高分辨率成像來獲取樣品的細(xì)節(jié)信息。 電化學(xué)測(cè)試儀則可以用于測(cè)量電池組的電壓、電流以及輸出功率等方面的信息，以評(píng)估其性能是否符合預(yù)期。 除了這些常規(guī)檢測(cè)方法外，還可以采用一些更加先進(jìn)的檢測(cè)手段。 例如，利用激光干涉儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料表面形貌和粗糙度的精確測(cè)量；使用透射光子顯微鏡可以觀測(cè)樣品中的微觀結(jié)構(gòu)；利用原子力顯微鏡可以觀察到樣品中的微觀顆粒形態(tài)等。

3 鍍鋁鎂鋅光伏支架安裝技術(shù)研究

3.1 鍍鋁鎂鋅光伏支架安裝工藝流程

鍍鋁鎂鋅光伏支架安裝流程主要包括：設(shè)備到場(chǎng)卸貨；基礎(chǔ)檢查；測(cè)量放線；前后立柱安裝；前后斜撐安裝；斜梁安裝及調(diào)平；檁條安裝及調(diào)平；支架調(diào)整。 其中，設(shè)備到場(chǎng)卸貨是整個(gè)安裝過程的開端，需要提前做好相關(guān)準(zhǔn)備工作。 基礎(chǔ)檢查是為了能滿足結(jié)構(gòu)安裝的精度，首先要校對(duì)土建基礎(chǔ)及預(yù)埋鋼管立柱是否與設(shè)計(jì)圖紙一致。 每組四五個(gè)樁基，每相鄰兩個(gè)樁基東西方向中心距離為2 800 m（3 100 m），南北相鄰樁基質(zhì)檢中心間距根據(jù)圖紙要求進(jìn)行檢查，在測(cè)量基礎(chǔ)間距的同時(shí)處理預(yù)埋鋼管立柱表面雜物。 測(cè)量?jī)x器的選擇和測(cè)量方案的簡(jiǎn)便可靠至關(guān)重要。標(biāo)高測(cè)量每10wI 兩組，每組2 人，采用水準(zhǔn)儀測(cè)試水平標(biāo)高，每組樁基質(zhì)量的高差在第一個(gè)樁基預(yù)立柱上用記號(hào)筆清晰準(zhǔn)確地標(biāo)示，便于推進(jìn)放線的進(jìn)度，以保證支架穩(wěn)定性。 同時(shí)要考慮到風(fēng)荷載等因素的影響，選擇合適的支架規(guī)格；前后立柱安裝時(shí)要注意支架的高度和傾斜角度，以及支撐力的大??；通常支架的高度和傾斜角度為0°～5°；支撐力大小一般為1 t／m2，但具體數(shù)值還需要結(jié)合實(shí)際情況而定。 后斜撐安裝時(shí)需要注意支架的水平位置和垂直度，以及支撐力的大小。 最后，對(duì)安裝后的支架進(jìn)行調(diào)和平整，確保支架穩(wěn)定，無搖晃現(xiàn)象發(fā)生。

3.2 鍍鋁鎂鋅光伏支架安裝精度要求

由于各種因素的影響，如氣候條件、施工環(huán)境等，鍍鋁鎂鋅光伏支架的安裝精度難以完全達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。 因此，需要對(duì)安裝精度進(jìn)行合理的調(diào)節(jié)和優(yōu)化。 在實(shí)際應(yīng)用中，需要注意以下幾點(diǎn)：

（1）地面平整度的要求。 針對(duì)不同的地形地貌情況，應(yīng)選擇合適的地面平整方式來保證安裝精度。 對(duì)于平坦的場(chǎng)地可以采用機(jī)械壓實(shí)的方式；而對(duì)于起伏較大的地形則需要使用人工夯實(shí)的方法。 同時(shí)，還需要注意地面的排水問題。

（2）支架位置的確定。 需要對(duì)支架的位置進(jìn)行精確測(cè)量并制定相應(yīng)的安裝方案。 此外，還需考慮周邊環(huán)境的因素，例如風(fēng)力、日照等因素。 在確定支架位置時(shí)，需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行分析和判斷。

（3）支架水平誤差。 為了確保支架的水平準(zhǔn)確性，需要采取相應(yīng)措施。 常見的方法包括調(diào)整支架高度以減小水平誤差；利用定位儀或激光測(cè)距儀器測(cè)量支架的水平誤差并進(jìn)行校準(zhǔn)。

（4）支架垂直誤差控制。 為了保證支架的垂直準(zhǔn)確性，需要采取相應(yīng)的措施。 常用方法包括調(diào)整支架的高度以減小垂直誤差；利用定位儀或激光測(cè)距儀器測(cè)量支架的垂直誤差并進(jìn)行校準(zhǔn)。

（5）支架傾斜角度控制。 為了保證支架的傾斜角度準(zhǔn)確性，需要采取相應(yīng)的措施。 常見方法包括調(diào)整支架的高度以減小傾斜角度；利用定位儀或激光測(cè)距儀器測(cè)量支架的傾斜角度并進(jìn)行校準(zhǔn)。

3.3 鍍鋁鎂鋅光伏支架安裝安全防護(hù)措施

在進(jìn)行太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的建設(shè)過程中，鍍鋁鎂鋅光伏支架安裝安全防護(hù)是需要特別注意的一環(huán)。 因此，在實(shí)際施工中，應(yīng)嚴(yán)格遵守相關(guān)的安全生產(chǎn)規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)。 包括但不限于：對(duì)工人進(jìn)行必要的培訓(xùn)和教育，確保他們具備相應(yīng)的技能和知識(shí)；制定詳細(xì)的工作計(jì)劃和操作規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行；選擇合適的工具和設(shè)備，保證工作質(zhì)量和安全性能；加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并采取有效措施加以解決等。 還需要考慮一些具體的安全因素。 例如，在高空作業(yè)時(shí)要使用專業(yè)攀爬器材，以避免意外事故發(fā)生；在切割焊接金屬材料時(shí)要注意保護(hù)眼睛和皮膚，防止有害物質(zhì)進(jìn)入身體內(nèi)；在搬運(yùn)和運(yùn)輸過程中，要合理安排人員和車輛數(shù)量，減少不必要的風(fēng)險(xiǎn)；在電氣線路和電纜接線時(shí)要遵循相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，確保系統(tǒng)正常運(yùn)行。 在整個(gè)安裝過程結(jié)束后，還要做好后續(xù)維護(hù)和保養(yǎng)工作。 包括定期檢查和維修，以及及時(shí)處理出現(xiàn)的故障和異常情況。 通過以上所述的安全防護(hù)措施，可以有效地保障鍍鋁鎂鋅光伏支架的安裝過程順利完成，同時(shí)也能夠提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要介紹了鍍鋁鎂鋅光伏支架的工程制造技術(shù)和安裝過程。 通過對(duì)該工藝的研究，發(fā)現(xiàn)其具有較高的穩(wěn)定性和耐久性，能夠在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。 同時(shí)，該工藝還具備良好的可重復(fù)性和成本效益，因此，成為一項(xiàng)非常有前途的技術(shù)。 在原材料的選擇上進(jìn)行了充分考慮，優(yōu)質(zhì)的材料可以提高產(chǎn)品的性能和壽命。 采用先進(jìn)的焊接技術(shù)進(jìn)行組裝，確保產(chǎn)品結(jié)構(gòu)牢固且不會(huì)出現(xiàn)裂縫等問題。 針對(duì)不同環(huán)境條件本文設(shè)計(jì)了一套完整的安裝方案，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)并延長(zhǎng)其使用壽命。本文為相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展提供了一定的參考價(jià)值。