CN110552283A - 一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，属于太阳能发电路面的技术领域。具体工艺流程为：(1)施工测量放线；(2)原路面铣刨与清扫；(3)电力沟槽开槽与清槽；(4)路面清洗与烘干；(5)接线盒沟槽开槽与清槽；(6)接线盒沟槽支模与拆模；(7)光伏路面粘结层涂刷；(8)光伏组件板铺设与压实；(9)光伏组件板串接与汇流；(10)电力沟槽回填与压实；(11)伸缩缝与边缝防水处理。本发明的有益效果为：施工工艺具有流程简单、施工快速、高效、施工成本低、施工质量好的特点，有益效果显著，适于应用推广。
Description
技术领域
本发明属于太阳能发电路面的技术领域，具体涉及一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺。
背景技术
太阳能发电路面技术是世界各国都在竞相开发的清洁能源技术，太阳能发电路面技术充分利用太阳能资源，广阔的道路线性空间，将能够实现光电转化的单晶硅或多晶硅太阳能电池串并联后进行有效的封装保护，并通过特殊的施工技术将其铺筑到路面上，使现有的沥青混凝土路面或水泥混凝土路面变成巨大的太阳能收集平台。
伴随着太阳能发电路面技术的日益成熟，太阳能发电路面技术逐渐在道路中开始试验应用。经查阅相关资料可知，中国、美国、荷兰等国家均研发出不同结构设计原理和形式的太阳能发电组件，并铺筑了不同规模和荷载等级的试验段。尤其在中国高速公路上铺筑的太阳能发电路面试验段的通车运营，标志着中国太阳能发电路面技术在承载能力、抗滑性能以及发电效率等方面均获得重大突破，目前已达到世界领先水平。美国研发的六边形太阳能电池厚板是通过预先铺设布置在水泥混凝土基础上的地脚螺栓，使其与下承层路面结构之间连接在一起的。荷兰研发的装配集成式太阳能发电路面是将底层路面承重结构、太阳能电池、太阳能电池串并联线路和接口、表层钢化玻璃保护层以及道路中间标线均集成在工厂预制的具有一定长度和宽度的水泥混凝土板上，然后使用运输设备将集成的水泥混凝土板运送到施工现场进行安装拼接的。中国研发的光伏组件板从结构设计功能上可分为三层，表层为透光磨耗层，中间层为光伏发电层，底层为防水绝缘保护层。三层功能性结构经过组合优化设计和线路集成设计，通过特殊的胶凝材料使其紧密、可靠和耐久的粘结成为集行车和发电功能于一体的光伏组件板。由于各国研发的光伏组件其结构设计原理、受力形式以及外观构造各不相同，其相关施工技术和要求也不相同，故无法借鉴和参考使用。然而，根据光伏组件板的结构设计形式和外观构造，现有道路、地板砖、大理石以及地面板材结构的施工技术、粘结材料和铺设工艺均不能实现光伏组件板与其下承层路面结构之间紧密、可靠、高效和耐久的粘结成为一个整体，使其共同承受行车荷载产生的应力和变形。此外，太阳能发电路面施工技术还要解决光伏组件板间光伏电缆在原路面结构中合理布设、有效保护以及高效施工的技术难题。现基于中国研发的光伏组件板结构设计形式和外观构造，结合高速公路太阳能发电路面试验段的施工建设，系统研究发明出一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺。经调研市面上还没有专门一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，因此，设计一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺是非常有必要的。
所以，如何设计一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，成为我们当前要解决的问题。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，以解决上述技术问题。
一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，工艺流程如下：
(1)施工测量放线；(2)原路面铣刨与清扫；(3)电力沟槽开槽与清槽；(4)路面清洗与烘干；(5)接线盒沟槽开槽与清槽；(6)接线盒沟槽支模与拆模；(7)光伏路面粘结层涂刷；(8)光伏组件板铺设与压实；(9)光伏组件板串接与汇流；(10)电力沟槽回填与压实；(11)伸缩缝与边缝防水处理。
优选的，所述一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，具体实施步骤如下：
(1)施工测量放线：在全站仪测量工具辅助下使用施工线和石灰浆液放出施工边线；
(2)原路面铣刨与清扫：采用精铣刨机按照施工边线进行精铣刨；山猫清扫车紧跟铣刨机后面扫除路面骨料颗粒和矿粉浆；
(3)电力沟槽开槽与清槽：按照步骤(1)的方法放出电力沟槽的施工边线，路面开槽机沿施工边线进行开槽，再使用电锤风镐清除槽内的沥青混凝土；
(4)路面清洗与烘干：使用高压洒水车清扫路面的松动骨料颗粒和矿粉泥浆，再使用鼓风机风干路面表面的水分；
(5)接线盒沟槽开槽与清槽：使用切割机按照接线盒的对应位置在路面开槽，在纵向电力沟槽的边缘对称开槽，再使用电锤风镐清除槽内沥青混凝土；
(6)接线盒沟槽支模与拆模：接线盒沟槽支模采用双模板，内外侧模板使用杆状构件进行支撑；
(7)光伏路面粘结层涂刷；
(8)光伏组件板铺设与压实：按照接线盒沟槽的开设位置，将光伏组件板铺设在涂刷有环氧底胶的沥青路面上，在进行预压处理，拆除接线盒沟槽内外侧模板；
(9)光伏组件板串接与汇流；
(10)电力沟槽回填与压实：将沥青混合料聚氨酯混合料、水泥混凝土或环氧砂浆混合料等道路材料填筑到电力沟槽内，再使用小型压路机进行分层压实；
(11)伸缩缝与边缝防水处理：打磨清理伸缩缝与边缝中溢出的少量环氧底胶，然后在伸缩缝中灌入聚氨酯胶进行填充、防水和保护处理，边缝采用高强、耐磨、防水和耐久的聚氨酯混合料或环氧砂浆混合料进行填充、防水和保护处理。
优选的，所述太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺还包括防雨保温棚搭设与固定。
优选的，所述步骤(6)接线盒沟槽支模与拆模中，内侧模板选用表面粗糙的硬纸板等弹塑性材料，外侧模板选用竹胶板或木模板等表面光滑的弹塑性材料。
优选的，所述电力沟槽的宽度为5～15cm，深度为5～15cm。
优选的，所述光伏组件板间伸缩缝的宽度为0.5～2cm。
优选的，所述光伏组件板，包括光伏组件、接线盒、光伏电缆、正极MC4插头和负极MC4插头；所述接线盒位于光伏组件下方短边一侧的中心线上，且缩进短边一侧光伏组件边缘，所述接线盒中距离光伏组件短边较近的一侧水平方向引出有光伏电缆，所述光伏电缆的终端连接有正极MC4插头和负极MC4插头。
优选的，所述用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺的示意图：包括纵向电力沟槽、横向电力沟槽、接线盒沟槽、边缝、伸缩缝和电力设备。所述纵向电力沟槽设置在车道横断面的中间位置；所述横向电力沟槽设置在光伏组件板铺设车道的起止端；所述接线盒沟槽沿纵向电力沟槽中心线对称布置；所述纵向电力沟槽内光伏组件板的正极MC4插头和负极MC4插头进行了插接串联；所述光伏电缆穿管保护后沿纵向电力沟槽和横向电力沟槽汇流至相应的电力设备；所述纵向电力沟槽和横向电力沟槽中进行光伏组件板矩阵组串光伏电缆主线的布线汇流和道路材料的填筑；所述边缝和伸缩缝进行填充防水处理。
本发明的有益效果为：
(1)本发明太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺具有流程简单、施工快速、高效、施工成本低、施工质量好的特点，有益效果显著，适于应用推广。
(2)本发明太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺中施工测量放线工艺对光伏组件板铺设位置进行精确定位，充分保证了光伏组件板铺筑线型的整体美观性。
(3)本发明太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，通过原路面铣刨与清扫工艺保证了光伏组件板专用底胶与沥青混凝土骨料间的咬合力以及骨料空隙间的渗透粘结力，平衡了加铺车道太阳能发电路面与非加铺车道沥青路面之间的高差。
(4)本发明太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，通过路面清洗与烘干工艺充分保证了太阳能发电路面粘结层具有良好的粘结性能和耐久性能。
(5)本发明太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，通过防雨保温棚搭设与固定工艺充分保证了冬季施工环境下环氧底胶的固化温度，提高了环氧底胶的固化速度，从而有效保证了太阳能发电路面粘结层良好的粘结性能
(6)本发明太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，通过接线盒沟槽开槽与清槽工艺使光伏组件板接线盒嵌入接线盒沟槽内，为后续光伏组件板的铺设提供前提条件。同时通过接线盒沟槽支模与拆模工艺保证了后续光伏组件板铺设后接线盒位置处的密实性，以及后续电力沟槽内填筑的道路材料与电力沟槽侧壁之间的粘结性能。
(7)本发明太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，通过电力沟槽回填与压实工艺实现了对光伏组件板串接与汇流线路的二次保护，保证了路面结构的完整性。
(8)本发明太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，通过伸缩缝与边缝防水处理工艺保证了太阳能发电路面良好的平整度、行车舒适性及使用耐久性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺的工艺流程图；
图2为本发明光伏组件板的主视图；
图3为本发明光伏组件板的俯视图；
图4为本发明光伏组件板铺设前车道的俯视图；
图5为车道平面图中的I-I截面图；
图6为本发明光伏组件板铺设后车道的俯视图。
图中，1-光伏组件，2-接线盒，3-光伏电缆，4-正极MC4插头，5-负极MC4插头，6-纵向电力沟槽，7-横向电力沟槽，8-接线盒沟槽，9-边缝，10-伸缩缝，11-电力设备。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，具体实施方案如下：
(1)施工测量放线
首先，在铺设光伏组件板的车道上找出起止桩号，并在起止桩号内使用全站仪测量放出光伏组件板铺设车道的左右边界点，然后，使用施工线和石灰浆液将左右边界点串联起来放出施工边线。
(2)原路面铣刨与清扫
原路面的铣刨采用精铣刨机按照施工边线进行精铣刨；清扫采用山猫清扫车紧跟铣刨机后面将路面表面骨料颗粒和矿粉浆扫除干净。清扫三遍，第一遍是在铣刨过程中紧接着铣刨机进行清扫，目的是防止铣刨机二次铣刨时细小颗粒碎石影响铣刨深度的精确度。第二遍清扫是在路面干燥后，目的是清扫有水时被矿粉浆裹住的细小颗粒以及被铣刨机打碎松动的碎石颗粒。第三遍清扫是在沥青路面电力沟槽开槽和清槽完成后，目的是扫除清槽时散落的碎石颗粒，为后续路面清洗与烘干工序提供前提条件。
(3)电力沟槽开槽与清槽
在精铣刨的路面上，首先，按照步骤(1)中施工测量放线的方法，放出纵向电力沟槽6和横向电力沟槽7的施工边线。然后，使用路面开槽机在铣刨路面的中间位置沿施工边线进行开槽施工，电力沟槽的宽度为10cm，深度为10cm。开槽完毕后使用电锤风镐将电力沟槽内的沥青混凝土清除干净。
(4)路面清洗与烘干
路面清洗使用高压洒水车将路面表面的松动骨料颗粒和矿粉泥浆清洗干净，清洗完毕后，使用鼓风机将路面表面的水分及时烘干。
(5)防雨保温棚搭设与固定
防雨保温棚在施工现场进行整体组装拼接，搭设完毕后，使用缆绳和配重加以固定。缆绳每3-10m设置一道，配重采用袋装沥青混合料或袋装沙袋。
(6)接线盒沟槽开槽与清槽
接线盒沟槽8开槽使用切割机按照光伏组件板接线盒2的具体位置，在纵向电力沟槽6的边缘对称开槽，接线盒沟槽8的几何尺寸是根据接线盒2几何尺寸确定的。清槽使用电锤风镐将槽内沥青混凝土清除干净。
(7)接线盒沟槽支模与拆模
接线盒沟槽8支模采用双层模板，使用表面粗糙的硬纸板作为内侧模板，使用表面光滑的竹胶板或木模板作为外侧模板，内外侧模板使用杆状构件进行支撑。
(8)太阳能发电路面粘结层涂刷
首先，使用电锤搅拌机将环氧底胶搅拌均匀，将其倾倒在沥青路面上。然后，使用抹子将环氧底胶涂刷均匀。
(9)光伏组件板铺设与压实
按照接线盒沟槽8的开设位置，将光伏组件板铺设在涂刷有环氧底胶的太阳能发电路面粘结层上，调整好光伏组件板位置，预留好伸缩缝10后，对光伏组件板进行临时加载预压，光伏组件板间伸缩缝10的宽度为1cm。待环氧底胶终凝后，卸除临时荷载，拆除接线盒沟槽8内外侧模板。
(10)光伏组件板串接与汇流
首先将光伏组件板矩阵组串内光伏组件板的正极MC4插头4和相邻光伏组件板的负极MC4插头5依次进行插接串联，然后将光伏组件板矩阵组串内首尾块光伏组件板的正极MC4插头4分别用以配置负极MC4插头5的光伏电缆3进行插接串联，光伏电缆3穿管保护后沿纵向电力沟槽6和横向电力沟槽7汇流至相应的电力设备11。
(11)电力沟槽回填与压实
首先将沥青混合料、聚氨酯混合料、水泥混凝土或环氧砂浆混合料等道路材料填筑到纵向电力沟槽6和横向电力沟槽7内，然后在使用小型压路机对其进行分层压实。
(12)伸缩缝与边缝防水处理
首先使用电动钢刷对伸缩缝10与边缝9中溢出的少量环氧底胶进行打磨清理，然后在伸缩缝10中灌入聚氨酯胶进行填充、防水和保护处理，边缝采用高强、耐磨、防水和耐久的聚氨酯混合料或环氧砂浆混合料进行填充、防水和保护处理。
综上所述，本发明可实现光伏组件板与其下承层路面结构之间紧密、可靠、高效和耐久的粘结，并通过在原路面结构中开设纵、横向电力沟槽和接线盒沟槽，合理有效的实现了光伏电缆的汇流走线以及正负极MC4插头的插接、串联和保护。本发明通过施工测量放线工艺对光伏组件板铺设位置和区域进行精确定位，充分保证了光伏组件板铺筑线型的整体美观性。本发明通过原路面铣刨与清扫工艺对原路面表面的老化沥青、风化骨料以及油渍污染进行清除，保证了环氧底胶与沥青混凝土骨料间的咬合力以及骨料空隙间的渗透粘结力，而且平衡了加铺车道太阳能发电路面与非加铺车道沥青路面之间的高差。本发明通过电力沟槽开槽与清槽工艺实现了光伏组件板间正负极MC4插头的插接串联以及光伏组件板矩阵组串光伏电缆的汇流。通过路面清洗与烘干工艺充分保证了太阳能发电路面粘结层具有良好的粘结性能和耐久性能。通过防雨保温棚搭设与固定工艺充分保证了冬季施工环境下环氧底胶的固化温度，提高了环氧底胶的固化速度，从而有效保证了太阳能发电路面粘结层良好的粘结性能。通过接线盒沟槽开槽与清槽工艺使光伏组件板接线盒嵌入接线盒沟槽内，为后续光伏组件板的铺设提供前提条件。通过接线盒沟槽支模与拆模工艺保证了后续光伏组件板铺设后接线盒位置处的密实性，以及后续电力沟槽内填筑的道路材料与电力沟槽侧壁之间的粘结性能。通过太阳能发电路面粘结层涂刷工艺使光伏组件板与其下承层沥青路面结构之间紧密粘结成为一个整体，共同承受行车荷载产生的应力和变形。通过光伏组件板铺设与压实工艺使光伏组件板与其下承层沥青路面之间通过太阳能发电路面粘结层紧密粘结。通过光伏组件板串接与汇流工艺实现了光伏组件板矩阵组串内光伏组件板间的插接串联与汇流。通过电力沟槽回填与压实工艺实现了对电力沟槽内正负极MC4插头和光伏电缆的二次保护，保证了路面结构的完整性。通过伸缩缝与边缝防水处理工艺保证了太阳能发电路面良好的平整度、行车舒适性及使用耐久性。因此，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，其特征在于，工艺流程如下：
(1)施工测量放线；(2)原路面铣刨与清扫；(3)电力沟槽开槽与清槽；(4)路面清洗与烘干；(5)接线盒沟槽开槽与清槽；(6)接线盒沟槽支模与拆模；(7)光伏路面粘结层涂刷；(8)光伏组件板铺设与压实；(9)光伏组件板串接与汇流；(10)电力沟槽回填与压实；(11)伸缩缝与边缝防水处理。
2.如权利要求1所述的一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，其特征在于，具体实施步骤如下：
(1)施工测量放线：在全站仪测量工具辅助下使用施工线和石灰浆液放出施工边线；
(2)原路面铣刨与清扫：采用精铣刨机按照施工边线进行精铣刨；山猫清扫车紧跟铣刨机后面扫除路面骨料颗粒和矿粉浆；
(3)电力沟槽开槽与清槽：按照步骤(1)的方法放出电力沟槽的施工边线，路面开槽机沿施工边线进行开槽，再使用电锤风镐清除槽内的沥青混凝土；
(4)路面清洗与烘干：使用高压洒水车清扫路面的松动骨料颗粒和矿粉泥浆，再使用鼓风机风干路面表面的水分；
(5)接线盒沟槽开槽与清槽：使用切割机按照接线盒的对应位置在路面开槽，在纵向电力沟槽的边缘对称开槽，再使用电锤风镐清除槽内沥青混凝土；
(6)接线盒沟槽支模与拆模：接线盒沟槽支模采用双模板，内外侧模板使用杆状构件进行支撑；
(7)光伏路面粘结层涂刷；
(8)光伏组件板铺设与压实：按照接线盒沟槽的开设位置，将光伏组件板铺设在涂刷有环氧底胶的沥青路面上，在进行预压处理，拆除接线盒沟槽内外侧模板；
(9)光伏组件板串接与汇流；
(10)电力沟槽回填与压实：将沥青混合料聚氨酯混合料、水泥混凝土或环氧砂浆混合料等道路材料填筑到电力沟槽内，再使用小型压路机进行分层压实；
(11)伸缩缝与边缝防水处理：打磨清理伸缩缝与边缝中溢出的少量环氧底胶，然后在伸缩缝中灌入聚氨酯胶进行填充、防水和保护处理，边缝采用高强、耐磨、防水和耐久的聚氨酯混合料或环氧砂浆混合料进行填充、防水和保护处理。
3.如权利要求1所述的一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，其特征在于，所述太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺还包括防雨保温棚搭设与固定。
4.如权利要求1所述的一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，其特征在于，所述步骤(6)接线盒沟槽支模与拆模中，内侧模板选用表面粗糙的硬纸板等弹塑性材料，外侧模板选用竹胶板或木模板等表面光滑的弹塑性材料。
5.如权利要求1所述的一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，其特征在于，所述电力沟槽的宽度为5～15cm，深度为5～15cm。
6.如权利要求1所述的一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，其特征在于，所述光伏组件板间伸缩缝的宽度为0.5～2cm。
7.如权利要求1所述的一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，其特征在于，所述光伏组件板，包括光伏组件、接线盒、光伏电缆、正极MC4插头和负极MC4插头；所述接线盒位于光伏组件下方短边一侧的中心线上，且缩进短边一侧光伏组件边缘，所述接线盒中距离光伏组件短边较近的一侧水平方向引出有光伏电缆，所述光伏电缆的终端连接有正极MC4插头和负极MC4插头。
8.如权利要求1所述的一种用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺，其特征在于，所述用于太阳能发电路面光伏组件板铺设的施工工艺的示意图：包括纵向电力沟槽、横向电力沟槽、接线盒沟槽、边缝、伸缩缝和电力设备；所述纵向电力沟槽设置在车道横断面的中间位置；所述横向电力沟槽设置在光伏组件板铺设车道的起止端；所述接线盒沟槽沿纵向电力沟槽中心线对称布置；所述纵向电力沟槽内光伏组件板的正极MC4插头和负极MC4插头进行了插接串联；所述光伏电缆穿管保护后沿纵向电力沟槽和横向电力沟槽汇流至相应的电力设备；所述纵向电力沟槽和横向电力沟槽中进行光伏组件板矩阵组串光伏电缆主线的布线汇流和道路材料的填筑；所述边缝和伸缩缝进行填充防水处理。
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