一种光伏场区光伏组件的安装方法、安装设备、光伏阵列与流程

1.本发明涉及光伏安装技术领域，特别涉及一种光伏场区光伏组件的安装方 法、安装设备、光伏阵列。


背景技术：

2.目前太阳能光伏发电站的建设及光伏组件的安装仍然以人力为主，gw级规 模的基地化建设模式、组件大板型化及劳动力资源老龄化等因素，深化了光伏 电站全面机械化、自动化需求的迫切性，因而衍生出一种全新的光伏电站的建 设方法及设备。
3.现有光伏电站阵列单元主要由钢结构支撑系统、组件以及配套的电气系统 构成，其中钢结构支撑系统主要采取热镀锌型钢型材，通过螺栓/焊接的方式组 合而成，每mw级别的光伏系统往往包含数以万计的零部件的安装，以农民工 以为主要的安装资源，耗费大量的人力、物力，安装效率低，且安装质量难以 保障。
4.现有的安装方法，主要是工人到施工现场，将一块一块的光伏组件安装到 光伏场区内，若安装大面积的光伏场区，工程量大，则会耗费大量的人力物力， 不能做到经济高效，不能进行批量安装，无法实现商业化的应用，而人工安装 的质量也得不到稳定保障；另外，现有的人工安装，对光伏场区的土地利用没 有规范化，不能合理布置光伏组件，容易造成用地浪费；现有的安装方式也容 易对光伏场区区域产生污染，清理现场不方便。
5.

技术实现要素：

6.本发明的目的在于克服现有技术中所存在的不能进行批量安装、无法商业 化应用的不足，提供一种光伏场区光伏组件的安装方法、安装设备、光伏阵列， 在光伏场区进行规模化、批量化的安装，规范安装过程，保障了安装质量，实 现流程化处理，能够减少人力投入，节约成本，实现经济高效的批量安装。
7.为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
8.一种光伏场区光伏组件的安装方法，其包括以下步骤：
9.s1、确定光伏场区的安装区域，从安装区域第一侧至位置相对的第二侧， 布设横跨安装区域的牵引绳；布设牵引绳，提供安装光伏组件的基础，降低了 安装难度，为规模化、批量化安装提供条件，通过牵引绳覆盖安装区域，能够 在安装过程中将光伏组件完全布设到光伏场区，有利于规模化铺设光伏组件；
10.s2、将牵引绳从安装区域第一侧向第二侧进给，在安装区域第一侧将光伏 组件安装到牵引绳上，光伏组件随牵引绳进给而移动，直至将一排光伏组件移 动至安装区域，停止进给；通过牵引绳的进给配合，能够将牵引绳进给到光伏 场区的安装区域，以便于将光伏组件输送到整个安装区域进行安装，能够实现 大批量的光伏组件安装，通过稳定的进给，整个过程流程化处理，规范了安装 过程，稳定地进行输送，其位置和方向的安装精度更高，保障了安装质量；
11.s3、将牵引绳的两端分别固定在安装区域的第一侧和第二侧，完成一排光 伏组件的安装；通过将牵引绳两端固定，即可完成安装，减少了人力投入，节 约了成本，安装完成的处理更简单，实现了经济高效的批量安装；
12.在本发明的较佳实施例中，在进行下一排或多排光伏组件的安装时，还包 括以下步骤：
13.s4、移动至与上一排光伏组件并列的安装位置，重新布设牵引绳，按步骤 s2
‑
s3完成下一排光伏组件的安装，重复此步骤，直至安装完安装区域内所有的 光伏组件；通过移动并重新布设牵引绳，整个过程流程化处理，规范了安装过 程，以便于进行下一安装位置的光伏组件安装，进而安装完整个光伏场区，对 每个安装位置精确定位，确保顺利完成整个安装区域的光伏组件的安装。
14.在本发明的较佳实施例中，上述步骤s2
‑
s3中，牵引绳在进给过程至安装 完成，始终保持张紧状态；通过保持牵引绳的张紧状态，使其两端基本位于水 平位置，光伏组件能够沿水平方向进行安装，安装后保持位置水平，提供光伏 组件平稳的安装环境。
15.在本发明的较佳实施例中，上述步骤s2中，将光伏组件安装在牵引绳上时， 多个光伏组件作为一组依次进行安装，每次安装至少一个光伏组件，相邻组的 光伏组件间隔安装；将光伏组件按次序放置在牵引绳上安装，确保光伏组件有 序地排列，使得光伏组件排列为阵列结构，形成有效的工作区域，安装更加规 范化。
16.在本发明的较佳实施例中，上述步骤s1中，布设有至少两条牵引绳，相邻 牵引绳的间距小于一个光伏组件的长度或宽度，相邻牵引绳之间的间距保持不 变；对牵引绳之间的间距进行限制，使得牵引绳能够保持在光伏组件的底部， 提供光伏组件的基础，保持光伏组件的平稳。
17.在本发明的较佳实施例中，上述步骤s2中，在安装区域的第一侧布置放线 设备，在安装区域的第二侧布置收线设备，牵引绳的两端分别连接至放线设备 和收线设备，通过放线设备进给牵引绳、收线设备同步收纳牵引绳，完成牵引 绳从第一侧向第二侧的进给；步骤s3中，先将牵引绳从放线设备和收线设备脱 离，再固定牵引绳两端；通过设置放线设备和收线设备，能够对牵引绳进行同 步进给，放线设备提供牵引绳的进给，收线设备将牵引绳收纳起来，完成同步， 使得牵引绳保持张紧状态；进一步地，放线设备和收线设备分别带有伺服电机， 用于调整放线设备和收线设备收放牵引绳的速度，便于传输调控，保持传输同 步。
18.在本发明的较佳实施例中，上述步骤s2中，先在安装区域的第一侧和第二 侧分别设置轨道，再将放线设备和收线设备安装在轨道上，放线设备和收线设 备以滑动的方式相对于安装区域可移动；通过轨道滑动的方式，方便放线设备 和收线设备的移动，准确定位到下一安装位置，安装更加精确，提高了安装质 量。
19.在本发明的较佳实施例中，上述步骤s1中，布设牵引绳前，安装区域预先 布设有多个光伏支架，牵引绳靠在光伏支架上，牵引绳的进给方向与多个光伏 支架的排列方向一致；通过在光伏场区设置光伏支架，为安装光伏组件提供基 础的支撑结构，保障了相邻光伏支架之间提供光伏组件足够的支撑力，使光伏 组件在光伏支架上支撑牢固，维持光伏组件的水平位置不倾斜。
20.一种光伏场区光伏组件的安装设备，能够使用上述的安装方法，其包括放 线设
备、牵引绳、收线设备、光伏支架、料仓、放料装置和卡扣结构，多个光 伏支架间隔设置在光伏场区的安装区域，至少有两条牵引绳横一起跨多个光伏 支架，放线设备和收线设备分别设置在光伏场区外的两端，放线设备和收线设 备的底部分别设置有沿安装区域边缘方向的轨道，牵引绳的两端分别连接在放 线设备和收线设备，放线设备用于进给牵引绳，收线设备用于收纳牵引绳，料 仓和放料装置安装在放线设备旁，料仓中放置有多个光伏组件，放料装置用于 将光伏组件从料仓中转移至牵引绳上，卡扣结构用于将光伏组件和牵引绳卡紧 固定；通过放料装置将光伏组件放置到牵引绳上，通过卡扣结构稳固地将光伏 组件与牵引绳装配，再通过放线设备和收线设备进行同步地传送，提供批量安 装的实施条件，以便于对光伏组件的规模化安装。
21.一种光伏场区光伏组件的光伏阵列，使用上述的安装方法得到，其包括位 于光伏场区安装区域的：至少两条牵引绳和至少一排光伏组件，一排光伏组件 分为多组，每组光伏组件呈沿牵引绳方向排列，相邻组光伏组件之间具有间隔， 所有光伏组件呈阵列排布在牵引绳上；通过使用安装方法，得到了多排多列排 布的光伏阵列，覆盖光伏场区，提供大面积的光伏组件工作区域。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果：
23.1、通过安装方法，在光伏场区布设牵引绳，利用放线和收线，以及相互之 间的配合，将批量的光伏组件依次安装至光伏场区，通过移动位置重复安装， 形成规范的光伏组件阵列，能够在光伏场区进行规模化、批量化的安装，通过 s1
‑
s5按步骤进行流程化处理，规范了安装过程，保障了安装质量，同时能够减 少人力投入，节约成本，实现经济高效的批量安装。
24.2、通过安装设备，提供了全套的安装机械结构，方便光伏组件的安装，为 光伏场区的机械化、自动化安装提供可实施性。
25.3、通过光伏阵列，能够覆盖光伏场区，提供大面积的光伏组件工作区域， 实现了光伏场区建设，为后续的转化电能提供保障。
附图说明：
26.图1为本发明实施例1和实施例2的一种光伏场区光伏组件的安装方法的 步骤图；
27.图2为本发明实施例3的一种光伏场区光伏组件的安装方法的步骤图；
28.图3为本发明实施例4的一种光伏场区光伏组件的安装设备的示意图；
29.图4为本发明实施例4的光伏组件与牵引绳的装配示意图；
30.图5为本发明实施例5的光伏阵列的示意图；
31.图中标记：1
‑
放线设备；2
‑
放料装置；3
‑
料仓；4
‑
收线设备；5
‑
牵引绳；6
‑ꢀ
光伏支架；7
‑
轨道；8
‑
光伏组件；81
‑
光伏板；9
‑
卡扣结构。
具体实施方式
32.下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将 此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实 现的技术均属于本发明的范围。
33.实施例1
34.请参照图1，本实施例提供一种光伏场区光伏组件的安装方法，其包括以下 步骤：
35.s1、确定光伏场区的安装区域，安装区域为矩形，从安装区域第一侧至位 置相对的第二侧，即安装区域的矩形两端的方向，布设横跨安装区域的两根牵 引绳5，两根牵引绳5平行设置；布设牵引绳5，提供安装光伏组件8的基础， 降低了安装难度，为规模化、批量化安装提供条件，通过牵引绳5覆盖安装区 域，能够在安装过程中将光伏组件8完全布设到光伏场区，有利于规模化铺设 光伏组件8；
36.s2、将牵引绳5从安装区域第一侧向第二侧进给，在安装区域的第一侧站 有工作人员，并向第二侧方向传递牵引绳5，而在安装区域的第二侧站有另一工 作人员，并以相同速度收纳牵引绳5，牵引绳5在安装区域内处于张紧状态，在 安装区域第一侧，工作人员将光伏组件8安装到牵引绳5上，将光伏组件8与 牵引绳5固定，可采用拧铁丝的方式、螺栓或其他用于固定的零件进行固定， 光伏组件8随牵引绳5进给而移动，直至工作人员将一排光伏组件8同步移动 至安装区域，停止进给；通过牵引绳5的进给配合，能够将牵引绳5进给到光 伏场区的安装区域，以便于将光伏组件8输送到整个安装区域进行安装，能够 实现大批量的光伏组件8的安装，通过稳定的进给，整个过程流程化处理，规 范了安装过程，稳定地进行输送，其位置和方向的安装精度更高，保障了安装 质量；
37.s3、工作人员将牵引绳5的两端分别固定在安装区域的第一侧和第二侧， 工作人员可采用销钉、螺栓和焊接等方式将牵引绳5的两端分别固定在安装区 域的地面上，这样完成一排光伏组件8的安装；通过将牵引绳5两端固定，即 可完成安装，减少了人力投入，节约了成本，安装完成的处理更简单，实现了 经济高效的批量安装。
38.实施例2
39.本实施例与实施例1相似，但采用了不同的硬件设备辅助安装，主要区别 在于光伏支架6、放线设备1、收线设备4、放料装置2等。
40.本实施例提供一种光伏场区光伏组件的安装方法，其包括以下步骤：
41.s1、根据规划设计图，确定光伏场区的安装区域，划定界限，从安装区域 第一侧至位置相对的第二侧，布设横跨安装区域的牵引绳5，并在安装区域间隔 布设多个光伏支架6；该光伏支架6为支架结构，能够起到支撑作用即可，可采 用多种形状，光伏支架6可固定在地面、屋顶，也可固定在空中架设的平台上， 光伏支架6用于将牵引绳5靠在其顶部，安装完成后，光伏支架6也方便牵引 绳5进行固定，牵引绳5的传输方向与光伏支架6的排布方向一致，单个光伏 支架6的延伸方向与牵引绳5的传输方向相交角度≥10
°
，本实施例采用90
°
，即 光伏支架6垂直于牵引绳5；布设牵引绳5，提供安装光伏组件8的基础，降低 了安装难度，为规模化、批量化安装提供条件，通过牵引绳5覆盖安装区域， 能够在安装过程中将光伏组件8完全布设到光伏场区，有利于规模化铺设光伏 组件8。
42.s2、沿横跨安装区域的方向，在光伏场区外的一端布置放线设备1，另一端 布置收线设备4，放线设备1放出至少两条牵引绳5并收纳至收线设备4，牵引 绳5的数量可采用两条、三条、四条等，本实施例采用两条，牵引绳5保持水 平，放线设备1和收线设备4位于同一水平高度，这样能够确保光伏组件8的 水平安装，通过放线设备1将牵引绳5从安装区域第一侧向第二侧进给，在安 装区域第一侧将光伏组件8安装到牵引绳5上，通过卡扣结构9将光伏组件8 与牵引绳5固定，光伏组件8随牵引绳5进给而移动，直至将一排光伏组件8 移动至安装区域；而放线设备1和收线设备4都是现有的产品，用于缠绕牵引 绳5，牵引绳5采用
金属材质制成，可使用铁质、铝制、铜制，或采用合金制成 的金属丝，本实施例的牵引绳5为铁质的钢索，牵引绳5横跨整个光伏场区并 处于张紧状态，理想状态下，牵引绳5通过放线设备1和收线设备4拉直，而 实际上由于重力影响，牵引绳5是稍微弧形弯曲的；相邻牵引绳5的间距小于 一个光伏组件8的长度或宽度，本实施例中光伏组件8是垂直于牵引绳5方向 来纵向布置的，两条牵引绳5之间的间距小于光伏组件8的长度，即牵引绳5 与光伏组件8的两个连接点位于整片光伏组件8内侧，相邻牵引绳5之间的间 距保持不变。
43.牵引绳5的进给，是通过放线设备1输出牵引绳5和收线设备4的输入牵 引绳5实现的，同步开启放线设备1和收线设备4，保持牵引绳5处于张紧状态 且匀速传输，放线设备1和收线设备4分别带有伺服电机，通过伺服电机控制 放线设备1的放线速度，通过伺服电机控制收线设备4的收线速度，即放线设 备1和收线设备4以同样的速度收放牵引绳5，以保持放线设备1和收线设备4 同步收放牵引绳5，同时便于调整牵引绳5匀速传输的速度，这样，将多个光伏 组件8依次放置在牵引绳5上进行传输，直至相邻光伏支架6之间都布设好光 伏组件8；多个光伏组件8放置在料仓3中，料仓3预先放置在放线设备1旁， 采用放料装置2从料仓3中将光伏组件8放置至牵引绳5上；放料装置2为机 械手，通过机械手将光伏组件8转移位置到牵引绳5上固定；将光伏组件8放 置在牵引绳5上时，放置多个光伏组件8为一组，如3～10个为一组，每组内 相邻光伏组件8之间具有间隙，间隙大小为1mm～10cm，相邻组光伏组件8之 间具有间隔，间隔大小为0.05m～0.5m；放置光伏组件8时，采用卡扣结构9 将光伏组件8和牵引绳5卡紧固定，四个卡扣结构9贴在光伏组件8的底面， 为预先设置的，卡扣结构9具有凹口，用于将牵引绳5卡入其中固定，该卡扣 结构9为特殊设计的，且凹口为异形，凹口的形状呈弯折状，以便于将牵引绳5 卡紧，机械手抓取光伏组件8后，将两个卡扣的位置正对两条牵引绳5，然后机 械手沿弯折的路径行进，使得牵引绳5沿弯折的凹口进入到凹口最内端进行卡 紧；通过牵引绳5的进给配合，能够将牵引绳5进给到光伏场区的安装区域， 以便于将光伏组件8输送到整个安装区域进行安装，能够实现大批量的光伏组 件8安装，通过稳定的进给，整个过程流程化处理，规范了安装过程，稳定地 进行输送，其位置和方向的安装精度更高，保障了安装质量；进给完成后，停 止放线设备1和收线设备4，牵引绳5不再进给。
44.s3、将牵引绳5的两端与放线设备1、收线设备4脱离，分别固定在安装区 域的第一侧和第二侧，脱离时，先将位于收线设备4一端的牵引绳5，即牵引绳 5的前端，固定在光伏场区的界限边缘处，或将最后一个光伏支架6与牵引绳5 绑扎固定，再截断牵引绳5的前端，然后将预应力钢索绑扎固定在光伏支架6 上，最后将牵引绳5的后端从放线设备1截断，这样，牵引绳5就锁紧固定在 光伏场区的两端，完成一排光伏组件8的安装；通过将牵引绳5两端固定，即 可完成安装，减少了人力投入，节约了成本，安装完成的处理更简单，实现了 经济高效的批量安装。
45.实施例3
46.请参照图2，本实施例基于实施例2，在实施例2的基础上进行，其针对多 排光伏组件8安装或整个光伏场区的安装区域进行安装，包括实施例2中的一 种光伏场区光伏组件的安装方法的步骤s1
‑
s3，除了完成上述步骤，还包括：
47.s4、将放线设备1和收线设备4沿光伏场区界限的边缘移动，移动至与上 一排光伏组件8并列的下一安装位置，放线设备1和收线设备4移动位置时， 采用轨道滑动的方式进
行移动，放线设备1、收线设备4和放料装置2的底部凹 设有轨槽，并在安装的平台设置与轨槽相匹配的轨道7，或收线设备4的底部设 置轨槽与轨道7，放线设备1和放料装置2一起共用一个基座，并在基座底部设 置轨槽和轨道7，这样能够确保放线设备1、收线设备4和放料装置2沿垂直于 牵引绳5的方向移动，移动到位后，重新布设牵引绳5，让牵引绳5的两端仍然 接在放线设备1的输出端、收线设备4的输入端，按步骤s2
‑
s3完成下一排光 伏组件8的安装，重复此步骤，直至安装完光伏场区内所有的光伏组件8；安装 完成后，相邻光伏支架6之间具有多排光伏组件8，每排光伏组件8具有多个光 伏组件8；通过移动并重新布设牵引绳5，整个过程流程化处理，规范了安装过 程，以便于进行下一安装位置的光伏组件8安装，进而安装完整个光伏场区， 对每个安装位置精确定位，确保顺利完成整个安装区域的光伏组件8的安装。
48.实施例4
49.本实施例基于实施例1
‑
3，本实施例提供一种光伏场区光伏组件的安装设 备，采用实施例1
‑
3中的一种光伏场区光伏组件的安装方法对光伏场区进行安 装。
50.请参照图3，安装设备包括放线设备1、放料装置2、料仓3、收线设备4、 牵引绳5、光伏支架6、轨道7，放线设备1和收线设备4分别安装固定在光伏 场区的两端，而光伏支架6位于两者之间，放线设备1和收线设备4通过牵引 绳5连接，放线设备1和收线设备4分别为具有收纳绳索功能的仪器，为现有 的产品，放线设备1和收线设备4设置有两组，其组数与牵引绳5的数量相同， 牵引绳5缠绕在放线设备1上，牵引绳5的一端用于连接至收线设备4，收线设 备4用于将牵引绳5收纳，放线设备1和收线设备4都设置有伺服电机，通过 伺服电机，便于设定张力和速度，使得牵引绳5能够稳定传输，多个光伏支架6 间隔设置在光伏场区，通过打桩的方式固定或使用螺钉固定，两条牵引绳5横 跨整个光伏场区，收纳时，两条牵引绳5从多个光伏支架6的一端至另一端方 向同步进行传输。
51.放料装置2和料仓3安装在放线设备1旁，料仓3为放置光伏组件8的， 具有容纳的开口，放料装置2安装在放线设备1旁，用于将光伏组件8转移至 牵引绳5上，本实施例的放料装置2为吸盘式的机械手，通过机械手将光伏组 件8从料仓3中取出并放置在牵引绳5上，机械手也为现有的产品，也可采用 抓取式的机械手；放料装置2和放线设备1的底部共用一个底座，该底座的底 部设置轨槽和相匹配的轨道7，收线设备4的底部也设置轨槽和相匹配的轨道7， 而上述两个轨道7都通过螺钉固定在光伏场区的安装平面上，如地面、屋顶或 空中架设的平台，这样，放料装置2和放线设备1一起沿垂直于牵引绳5方向 可滑动，收线设备4沿垂直于牵引绳5方向可滑动，以便于在一个安装位置安 装完成后，移动至下一安装位置；另外，还可以采用铁质材质制成的轨道7，其 重量足够维持放线设备1和收线设备4移动而不发生偏移，这样，轨道7放置 在安装平台上，免螺钉固定。
52.请参照图4，采用卡扣结构9将光伏组件8和牵引绳5卡紧固定，卡扣结构 9贴在光伏组件8的底面，为预先设置的，该卡扣结构9为特殊设计的，卡扣结 构9带有一个凹口，凹口为异形，凹口的形状呈弯折状，以便于将牵引绳5卡 紧，具体的，卡扣呈片状，凹口为卡扣的底部靠侧面位置开设且向内凹设形成， 该凹口的弯折状设置，使得弯折形状的内侧在卡扣上形成尖状结构，该尖状结 构的顶部用于牵引绳5卡到最内端时将牵引绳5支撑。
53.使用本实施例的安装设备对光伏组件8进行安装，需要在光伏组件8的底 部贴附卡扣结构9，可通过机械手进行固定，具体地，机械手吸住光伏组件8后， 将两个卡扣的位置
正对两条牵引绳5，然后机械手沿弯折的路径行进，即机械手 在牵引绳5初步卡入凹口后，先斜向下移动，再反方向移动，使得牵引绳5沿 弯折的凹口进入到凹口最内端进行卡紧，光伏组件8的底部贴附有粘贴板，而 粘贴板的底部四角处各固定有一个卡扣结构9，该卡扣结构9带有凹口，凹口为 异形，以便于将牵引绳5卡住，两个卡扣间隔设置，光伏组件8通过卡扣结构9 安装在牵引绳5上时，两条牵引绳5正好卡入两个凹口内固定，之后光伏组件8 与牵引绳5一起进行传输。
54.实施例5
55.本实施例基于实施例1
‑
3，本实施例提供一种光伏场区光伏组件的光伏阵 列，采用实施例1
‑
3中的一种光伏场区光伏组件的安装方法得到。
56.请参照图5，光伏阵列包括位于光伏场区的：至少两条牵引绳5和至少一排 光伏组件8，本实施例采用八条牵引绳5和四排光伏组件8，每条牵引绳5的两 端都通过销钉固定在安装区域，一排光伏组件8分为四组，每组光伏组件8呈 沿牵引绳5方向排列，每组光伏组件8包括五个并排的光伏板81，相邻组光伏 组件8之间具有间隔，间隔的宽度小于两个光伏板81宽度，所有光伏组件8呈 阵列排布在牵引绳5上，形成4
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4的光伏阵列；通过使用安装方法，得到了四 排四列排布的光伏阵列，四排四列的光伏阵列能够完全覆盖光伏场区的大部分 位置，提供大面积的光伏组件8s工作区域。
57.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。