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，
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、光伏装备、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。
三、原材料来源
1、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，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，型钢均为工厂生产，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
面做热镀锌处理，户外使用30年不生锈，具有无焊接、无钻孔、100%可调、100%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）： 18000吨
铝合金（配件用）： 700吨
3、主要原材料来源
碳钢： 拟就近从龙钢集团购入；
铝合金：拟从西安地区的铝合金厂订购。
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，最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，能够方便可靠的安装，以最小的安装成本达到最大的使用效果，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。
太阳能支架的设计最大抗风能力为216公里/小时，太阳能
跟踪支架最大抗风能力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，以获得太阳能板的最大功率
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；
（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、生产设备：
主要设备及价格如下：
太阳能支架用冷弯型钢成型生产线 2条 180万元 冲床 1台 30万元 磨具 1套 35万元 其他设备包括：金属切割机、焊接机、打磨机、抛光机等各若干台，以及包装、运输设备。
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。
项目产生产设备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
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厂，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：主要设备太阳能支架用冷弯型钢成型生产线的功率为60千瓦，需2套；
时间：每日8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；
依据设备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备冷却少量用水（可循环利用）。
日均用水按30 m ³计，30×365=10950 m ³
能耗状况见下表：
项目主要能耗估算表
2、环保
项目厂房建设选用钢结构标准厂房，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、设备清洁、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。
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、设备购置及安装费等），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。
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、设备先进适用，产品技术领先，市场前景广阔，经济及社会效益显著。
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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，
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、光伏装备、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。
三、原材料来源
1、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，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，型钢均为工厂生产，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
面做热镀锌处理，户外使用30年不生锈，具有无焊接、无钻孔、100%可调、100%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）： 18000吨
铝合金（配件用）： 700吨
3、主要原材料来源
碳钢： 拟就近从龙钢集团购入；
铝合金：拟从西安地区的铝合金厂订购。
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，最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，能够方便可靠的安装，以最小的安装成本达到最大的使用效果，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。
太阳能支架的设计最大抗风能力为216公里/小时，太阳能
跟踪支架最大抗风能力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，以获得太阳能板的最大功率
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；
（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、生产设备：
主要设备及价格如下：
太阳能支架用冷弯型钢成型生产线 2条 180万元 冲床 1台 30万元 磨具 1套 35万元 其他设备包括：金属切割机、焊接机、打磨机、抛光机等各若干台，以及包装、运输设备。
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。
项目产生产设备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
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厂，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：主要设备太阳能支架用冷弯型钢成型生产线的功率为60千瓦，需2套；
时间：每日8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；
依据设备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备冷却少量用水（可循环利用）。
日均用水按30 m ³计，30×365=10950 m ³
能耗状况见下表：
项目主要能耗估算表
2、环保
项目厂房建设选用钢结构标准厂房，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、设备清洁、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。
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、设备购置及安装费等），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。
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、设备先进适用，产品技术领先，市场前景广阔，经济及社会效益显著。
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