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　　一、屋頂分布式光伏發(fā)電發(fā)展趨勢

　　

　　屋頂分布式光伏發(fā)電，是指利用已建或新建建筑物屋頂，做為光伏發(fā)電的承載體。屋頂分布式光伏發(fā)電，近一兩年，發(fā)展成井噴形勢，預計到2020年，光伏裝機容量將達到150GW，平均每年以20GW的裝機容量遞增，而分布式光伏的占比，將提升到40%。其原因主要為：

　　

　　1、西部大型地面電站面臨棄光、限電現象

　　

　　2、土地資源日漸稀缺，而地面電站是土地占用量比較大的建設項目

　　

　　3、國家電價(jià)政策的影響：2017年“630”之后并網(wǎng)的電站。電價(jià)下調，而分布式的補貼政策不變。

　　

　　4、完美實(shí)現“自發(fā)自用，就地消納余”對改善能源結構起到強勁帶動(dòng)作用。

　　

　　二、分布式光伏電站技術(shù)優(yōu)化尤顯重要

　　

　　分布式電站，因單體容量較小，相對于地面電站，業(yè)內普遍對技術(shù)層面的關(guān)注度較低，而我認為，正是由于屋頂電站，是利用原屋頂進(jìn)行建設，項目增加了特殊元素，要充分的利用可用屋頂，在有限的空間內實(shí)現容量、發(fā)電量、收益率的最大化，技術(shù)的全方位優(yōu)化、先進(jìn)設計理念的滲透、完善的施工組織管理尤顯重要！

　　

　　一個(gè)優(yōu)秀的設計院，一定要在分布式的設計各環(huán)節進(jìn)行優(yōu)化，提升系統效率，為后期的運維提供完善的解決方案。

　　

　　三、屋頂分布式電站踏勘要素

　　

　　1、準確的評估

　　

　　很多業(yè)主投資屋頂光伏電站時(shí)，都會(huì )非常關(guān)注屋頂光伏的可行性、裝機容量、投資收益、合作模式的等問(wèn)題，而分布式屋頂光伏勘察屬于項目的前期工作，通過(guò)實(shí)地勘察，搜集屋頂相關(guān)資料，為后續設計最優(yōu)方案和投資收益分析做準備。專(zhuān)業(yè)的踏勘記錄是對屋面電站進(jìn)行評估的一個(gè)重要因素。前期對屋頂電站踏勘總結起來(lái)主要包括以下幾個(gè)要素：

　　

　?。?）廠(chǎng)房建設年限；（2）屋面狀況；（3）屋面板類(lèi)型；（4）彩鋼板銹蝕情況；（5）電網(wǎng)接入距離；（6）原廠(chǎng)房設計資料、用電負荷等。并且根據所得到的匯總信息形成以下一個(gè)表格，對該屋面進(jìn)行評價(jià)。

　　

　　這是我院采用的對屋頂評估的表格，供大家參考
 

　　
 

　　2、先進(jìn)設備的應用

　　

　　要了解每一個(gè)屋頂的真實(shí)情況，必須進(jìn)行現場(chǎng)踏勘，太陽(yáng)能光伏電站現場(chǎng)踏勘一般采用GPS定位，拍現場(chǎng)照片，測量屋頂突出物的方式取得前期初步成果。GPS定位一般用于從谷歌地球當中得到實(shí)際廠(chǎng)房定位關(guān)系，拍照片可以真實(shí)反映廠(chǎng)房的現階段的狀況，測量屋頂突出物可以為后續的組件圖紙提供依據。今年，我院新引進(jìn)了無(wú)人機航拍屋頂，能夠清晰、快速的對屋頂進(jìn)行分析。

　　

　　四、屋頂分布式電站選址建議

　　

　　1、首先注意原廠(chǎng)房的設計使用功能。

　　

　　根據《建筑防火設計規范》GB50016-2014，生產(chǎn)車(chē)間以及存儲倉庫的火災危險等級可以分為甲、乙、丙、丁、戊類(lèi)，由于甲、乙類(lèi)廠(chǎng)房及倉庫火災危險等級較高，因此嚴禁在該類(lèi)廠(chǎng)房上部建設光伏電站，丙類(lèi)廠(chǎng)房和倉庫可以根據下部廠(chǎng)房的使用功能并且結合生產(chǎn)工藝綜合確定，丁、戊類(lèi)廠(chǎng)房可以作為電站的建設地點(diǎn)。

　　

　　2、臨建廠(chǎng)房禁止建設光伏電站。

　　

　　根據規范要求建筑的設計使用年限1、臨時(shí)性結構5年；2、易于替換結構構件25年；普通房屋和構筑物50年；4、紀念性和特別重要的建筑結構100年。

　　

　　光伏電站設計使用壽命為25年，臨建結構不能滿(mǎn)足電站設計的使用耐久性的要求，因此臨建建筑物和構筑物不能進(jìn)行光伏電站的建設。尤其是廠(chǎng)區內建設的一些臨時(shí)通道，臨時(shí)車(chē)棚等建筑。

　　

　　3、廠(chǎng)房的使用壽命已經(jīng)大于10年，并且屋頂彩鋼板銹蝕嚴重或者防水層破漏水較為嚴重，對于這樣的廠(chǎng)房要慎重選擇。
 

　　
 

　　4、選擇廠(chǎng)房的結構承載能力滿(mǎn)足光伏電站建設承載力要求。根據《光伏電站設計規范》GB50797-2012的3.0.7的要求，在既有建筑物上面增設光伏發(fā)電系統，必須進(jìn)行建筑物結構和電氣的復核，并應滿(mǎn)足建筑物結構及電氣的安全要求。

　　

　　根據該規范10.1.4要求，在既有建筑物上面增設光伏發(fā)電系統的時(shí)候，應根據建筑物的種類(lèi)分別按照《工業(yè)建筑可靠性鑒定標準》GB50144和《民用建筑可靠性鑒定標準》GB50292的規定進(jìn)行可靠性鑒定。

　　

　　位于抗震設防烈度為6~9度地區的建筑還應該根據其設防烈度、抗震設防類(lèi)別、后續使用年限和結構類(lèi)型，按照《建筑抗震鑒定標準》GB50023的規定進(jìn)行抗震鑒定。

　　

　　5、適宜建設電站的屋面形式。

　　

　?。?）滿(mǎn)足前面四條所提出的要求。

　　

　?。?）屋面彩鋼板形式為角馳型或者直立鎖邊型彩鋼板

　　

　?。?）混凝土屋面防水良好。

　　

　?。?）屋面突出物、遮擋物較少

　　

　　五、屋頂分布式電站建設要點(diǎn)分析

　　

　　1、鋼筋混凝土屋面

　　

　　鋼筋混凝土屋面分為上人屋面和不上人屋面，上人屋面多為平屋面，不上人屋面中平屋面與坡屋面均常見(jiàn)。平屋面的廠(chǎng)房結構形式多為鋼筋混凝土框架結構，排水坡度多為材料找坡2%；坡屋面的廠(chǎng)房結構形式多為鋼筋混凝土排架結構，常見(jiàn)坡度為10%。

　　

　　其中框架結構屋面形式多為框梁或混凝土次梁上鋪混凝土板或現澆鋼筋混凝土板；排架結構屋面形式多為混凝土屋面梁上鋪設預制鋼筋混凝土屋面板。上人屋面的屋面活荷載多為2.0kN/m2，不上人屋面的屋面活荷載多為0.5kN/m2。根據屋面防水形式的不同，屋面又分為柔性防水屋面（防水層外露）和剛性防水屋面（防水層在內部，外表面多為40厚細石混凝土）。

　　

　　對不同結構形式的廠(chǎng)房及不同防水形式的屋面，支架設計采用不同的設計方案。對于鋼筋混凝土屋面，光伏組件可沿屋面坡度平行鋪設，也可設計成一定傾角的方式布置。

　　

　　光伏電站同鋼筋混凝土屋面結構的連接方式主要有（1）混凝土配重、（2）植筋連接、（3）結構膠連接。

　　

　　2、彩鋼板形式屋面

　　

　　光伏電站同鋼筋混凝土屋面結構的連接方式主要有（1）通過(guò)光伏專(zhuān)用夾具連接（2）通過(guò)鉚釘固定或者冷焊連接。彩鋼板屋面一般原廠(chǎng)房設計恒荷載多為0.3KN/㎡，屋頂光伏電站滿(mǎn)布荷載為0.15KN/㎡。

　　

　　3、屋頂分布式電站設備選型

　　

　　屋頂分布式光伏電站設備按照安全、可靠、經(jīng)濟、靈活的原則選型。

　　

　　安全性：設備需滿(mǎn)足相關(guān)設計規范，保證操作、運行的安全可靠，對可能出現的誤操作具備安全保護功能。

　　

　　可靠性：設備需具備可靠連續運行能力和故障時(shí)可靠斷開(kāi)故障的能力。

　　

　　經(jīng)濟性：設備選擇需考慮經(jīng)濟指標（包括降低損耗、減少投資等），保證項目的盈利能力。

　　

　　靈活性：設備選擇需考慮運行維護方便靈活，減少維護成本和時(shí)間，方便后期擴建。

　　

　　4、分布式光伏電站主要電氣設備

　　

　　分布式光伏電站主要電氣設備有逆變器、升壓變、匯流箱、開(kāi)關(guān)柜等。

　　

　　逆變器

　　

　　逆變器主要有組串式逆變器和集中式逆變器

　　

　　1）組串式逆變器具有單機功率小，應用靈活，多路MPPT，有效改善失配，減少發(fā)電量損失等優(yōu)點(diǎn)，但是單位容量?jì)r(jià)格較高。適合分散布置，傾角變化較多的光伏電站。

　　

　　2）集中式逆變器具有方便后期維護檢修，單位容量?jì)r(jià)格較低的優(yōu)點(diǎn)，但MPPT路數較少。適用于集中布置傾角一致的光伏陣列。

　　

　　升壓變

　　

　　光伏電站升壓變布置于陣列區，多采用箱式變電站。目前箱式變電站使用較多的有美變（油變）和歐變（干變）兩種。

　　

　　匯流箱

　　

　　匯流箱主要有交流匯流箱（配合組串逆變器陣列使用）和直流匯流箱（配合集中式逆變器使用）兩種。

　　

　　開(kāi)關(guān)柜（并網(wǎng)柜）

　　

　　開(kāi)關(guān)柜根據并網(wǎng)電壓不同分為低壓柜和高壓柜。并網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜選擇應滿(mǎn)足并網(wǎng)要求、運行可靠、操作方便。

　　

　　六、屋頂電站建設特殊性

　　

　　1、輕鋼屋面的光伏電站尤其要注重原建筑物的結構安全性。

　　

　　2、輕鋼屋面更應注重檢修運維通道的規劃設計，設計檢修步道。

　　

　　3、設計前期應進(jìn)行結構和電氣安全復核，并評估廠(chǎng)區的電力消納情況，確定合適的并網(wǎng)方式。

　　

　　4、對卷材防水屋面，在每個(gè)配重塊下應設置了防水加強層；規劃施工通道，通道鋪設耐踩壓草氈，避免施工時(shí)破壞屋頂防水層；并且，施工時(shí)及時(shí)將配重塊安放就位，嚴禁出現屋面堆載的情況。

　　

　　5、對于藥廠(chǎng)、糧庫等特殊廠(chǎng)區，要特別注意施工組織和消防等問(wèn)題。