机电工程中光伏安装项目的问题探讨

引言

在全球“碳达峰、碳中和”的战略目标驱动下，以光伏为代表的可再生能源产业正步入高速发展的快车道。光伏电站建设，本质上是一项复杂的机电系统工程，涉及电气设备与机械安装的深度融合。其项目成败，不仅关乎发电收益与电网安全，更直接影响长期投资回报。然而，实践中因对机电工程系统性、协同性特点认识不足，各类问题频发，易导致工期延误、成本超支，甚至埋下安全隐患。因此，从机电工程视角深入剖析关键问题并探寻解决路径，具有重要的现实意义与应用价值。

一、 设计阶段存在的问题

1.1 与土建结构协同不足

光伏电站的设计通常分为电气设计和结构设计，两者协同不畅是常见问题。电气设计人员可能过于关注组件排布、发电量最大化，而忽略了屋顶或场地的实际承重、风荷载、雪荷载等结构限制。反之，结构设计人员若对光伏组件的安装方式、重量分布理解不深，可能导致设计出的基础或支架过于保守，造成成本浪费，或存在结构安全隐患。这种“两张皮”现象在分布式屋顶光伏项目中尤为突出，易导致后期施工中因荷载超标或结构冲突而进行大量设计变更。

1.2 电气系统设计存在缺陷

电气系统设计的缺陷直接影响电站的发电效率与运行安全。具体表现为：一是逆变器选型与容量配置不合理，未充分考虑当地光照资源、组件温度系数及未来扩容需求，导致逆变器长期低效运行或频繁满载报警；二是组串设计与组件失配问题，未对组件进行精细化的分选和串并联设计，因电性能参数差异导致“木桶效应”，降低整体系统效率；三是电缆路径规划与线径选择不当，导致线路损耗过大，或因路径不合理增加施工难度和成本，甚至引发安全隐患。

1.3 缺乏精细化与定制化设计

许多项目在设计阶段采用“标准化”模板，未能充分考虑项目所在地的具体环境因素，如阴影遮挡（周边建筑、树木、烟囱等）、当地气象条件（风沙、盐雾、高湿度）、以及电网接入点的具体要求等。这种“一刀切”的设计模式，往往导致实际发电量远低于理论预期，或设备选型不适应现场环境，加速设备老化，增加后期运维难度。

二、 施工阶段存在的问题

2.1 施工组织与协调难度大

光伏安装项目涉及土建、电气、机械等多个专业，交叉作业频繁。施工组织管理若不到位，极易出现工序混乱、相互掣肘的现象。例如，屋面防水工程与支架安装的工序衔接不当，可能破坏防水层，导致日后渗漏；电缆敷设与消防、暖通等其他管线冲突，造成返工。此外，设备供应商、施工总包、监理、业主等多方参与方，若沟通协调机制不畅，会严重影响项目进度。

2.2 关键工艺执行不规范

光伏安装的质量核心在于细节，但现场施工人员技术水平参差不齐，导致关键工艺执行不规范问题普遍。典型问题包括：支架安装垂直度、水平度偏差过大，影响组件受力均匀；组件压块未按规定紧固或压块选型错误，在大风天气下易导致组件脱落；电缆接线工艺粗糙，线缆标识不清，压接不牢，接触电阻过大，引发发热甚至火灾；接地系统焊接不饱满、防腐处理不到位，留下雷击安全隐患。

2.3 安全管理与质量控制脱节

光伏施工，特别是高空作业和带电作业，风险等级高。然而，部分项目存在“重进度、轻安全”的现象，安全防护措施不到位，安全培训流于形式。同时，质量控制体系不健全，对进场设备、材料、施工工序的检验把关不严，使得质量缺陷得以隐藏，无法形成有效的质量追溯机制。

三、 项目管理与运维阶段存在的问题

3.1 项目管理缺乏系统性思维

许多项目管理仍停留在传统的“三控三管一协调”模式，缺乏对项目全生命周期的系统性思考。成本控制往往只关注建造成本，而忽视了设计优化、设备选型对后期运维成本和发电收益的深远影响。进度管理过于依赖甘特图等静态工具，对供应链风险、天气变化等动态因素的预判和应对能力不足。信息管理手段落后，各阶段数据孤岛现象严重，无法形成有效的数据资产用于决策支持。

3.2 运维阶段数据价值未被充分挖掘

现代光伏电站普遍配备了SCADA（数据采集与监视控制系统）和智能运维平台，积累了海量的运行数据。然而，多数项目的运维工作仍停留在“被动响应”模式，即设备故障后进行维修。对于平台采集的发电数据、设备状态数据、环境数据等，缺乏深度的数据分析和挖掘能力，无法实现故障的早期预警、性能衰减趋势的预测性分析以及运维策略的优化，导致运维效率低下，发电收益受损。

四、 优化对策与建议

4.1 强化设计协同与精细化设计

推行“一体化设计”模式，建立电气、结构、建筑等多专业协同设计平台，在设计初期即进行BIM（建筑信息模型）正向设计。通过BIM 模型进行碰撞检测、空间布局优化和荷载模拟，提前发现并解决设计冲突。同时，引入精细化设计理念，利用专业软件进行精确的阴影分析、发电量模拟和组串优化，确保设计方案的科学性与经济性。

4.2 推行标准化与模块化施工

制定并严格执行覆盖土建、支架、电气安装等各环节的标准化施工工艺流程和质量验收标准。积极推广模块化、预制化施工技术，将支架、电缆桥架等部件在工厂预制，现场进行快速拼装，以提高施工效率、保证工程质量并减少现场作业风险。同时，加强对施工人员的专业技能培训和持证上岗管理。

4.3 构建智能化全生命周期管理平台

引入项目管理信息化系统，将设计、采购、施工、运维等各阶段数据打通，实现项目信息的集成共享与协同管理。利用 BIM+GIS（地理信息系统）技术构建项目数字孪生体，实现对实体电站的数字化映射。在运维阶段，应用大数据分析和人工智能算法，对运行数据进行深度挖掘，实现从“被动运维”到“主动预测性运维”的转变，最大化电站的发电效益和资产价值。

4.4 建立健全安全与质量保障体系

坚持“安全第一，预防为主”的方针，严格落实安全生产责任制，加强高风险作业的专项方案论证和安全技术交底。构建覆盖项目全生命周期的质量追溯体系，利用二维码、RFID 等技术对关键设备、材料进行身份标识，实现从采购、安装到运维的全过程质量可追溯。

五、结论

光伏安装项目作为机电工程的重要分支，其发展前景广阔，但挑战亦不容忽视。当前项目在设计、施工、管理及运维环节暴露出的问题，根源在于 缺失 先进管理技术应用的不足。未来，唯有通过强化设计协同、推行标准化施工、构建智能化 台和完善保障体系，才能有效解决这些痛点，推动光伏安装项目向更高质量、更高效率、更安全的方向发展，为实现全球能源转型和可持续发展目标贡献坚实力量。

参考文献

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[2] 张军平.水电十局机电安装分局阿曼光伏项目升压站首台主变顺利就位[J].四川水力发电,2020,39(06):29.