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

　　

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

　　

　　二、分布式光伏電站技術優(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)內普遍對技術層面的關注度較低，而我認為，正是由于屋頂電站，是利用原屋頂進行建設，項目增加了特殊元素，要充分的利用可用屋頂，在有限的空間內實現(xiàn)容量、發(fā)電量、收益率的最大化，技術的全方位優(yōu)化、先進設計理念的滲透、完善的施工組織管理尤顯重要！

　　

　　一個優(yōu)秀的設計院，一定要在分布式的設計各環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，提升系統(tǒng)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，都會非常關注屋頂光伏的可行性、裝機容量、投資收益、合作模式的等問題，而分布式屋頂光伏勘察屬于項目的前期工作，通過實地勘察，搜集屋頂相關資料，為后續(xù)設計最優(yōu)方案和投資收益分析做準備。專業(yè)的踏勘記錄是對屋面電站進行評估的一個重要因素。前期對屋頂電站踏勘總結起來主要包括以下幾個要素：

　　

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

　　

　　這是我院采用的對屋頂評估的表格，供大家參考
 

　　
 

　　2、先進設備的應用

　　

　　要了解每一個屋頂?shù)恼鎸嵡闆r，必須進行現(xiàn)場踏勘，太陽能光伏電站現(xiàn)場踏勘一般采用GPS定位，拍現(xiàn)場照片，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際廠房定位關系，拍照片可以真實反映廠房的現(xiàn)階段的狀況，測量屋頂突出物可以為后續(xù)的組件圖紙?zhí)峁┮罁?jù)。今年，我院新引進了無人機航拍屋頂，能夠清晰、快速的對屋頂進行分析。

　　

　　四、屋頂分布式電站選址建議

　　

　　1、首先注意原廠房的設計使用功能。

　　

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

　　

　　2、臨建廠房禁止建設光伏電站。

　　

　　根據(jù)規(guī)范要求建筑的設計使用年限1、臨時性結構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行光伏電站的建設。尤其是廠區(qū)內建設的一些臨時通道，臨時車棚等建筑。

　　

　　3、廠房的使用壽命已經大于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，對于這樣的廠房要慎重選擇。
 

　　
 

　　4、選擇廠房的結構承載能力滿足光伏電站建設承載力要求。根據(jù)《光伏電站設計規(guī)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(tǒng)，必須進行建筑物結構和電氣的復核，并應滿足建筑物結構及電氣的安全要求。

　　

　　根據(jù)該規(guī)范10.1.4要求，在既有建筑物上面增設光伏發(fā)電系統(tǒng)的時候，應根據(jù)建筑物的種類分別按照《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(guī)定進行可靠性鑒定。

　　

　　位于抗震設防烈度為6~9度地區(qū)的建筑還應該根據(jù)其設防烈度、抗震設防類別、后續(xù)使用年限和結構類型，按照《建筑抗震鑒定標準》GB50023的規(guī)定進行抗震鑒定。

　　

　　5、適宜建設電站的屋面形式。

　　

　?。?）滿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

　　

　　（3）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。平屋面的廠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%；坡屋面的廠房結構形式多為鋼筋混凝土排架結構，常見坡度為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(xiàn)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(jù)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）通過光伏專用夾具連接（2）通過鉚釘固定或者冷焊連接。彩鋼板屋面一般原廠房設計恒荷載多為0.3KN/㎡，屋頂光伏電站滿布荷載為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、經濟、靈活的原則選型。

　　

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

　　

　　可靠性：設備需具備可靠連續(xù)運行能力和故障時可靠斷開故障的能力。

　　

　　經濟性：設備選擇需考慮經濟指標（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、開關柜等。

　　

　　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，但是單位容量價格較高。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，單位容量價格較低的優(yōu)點，但MPPT路數(shù)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(qū)，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。

　　

　　開關柜（并網柜）

　　

　　開關柜根據(jù)并網電壓不同分為低壓柜和高壓柜。并網開關柜選擇應滿足并網要求、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(guī)劃設計，設計檢修步道。

　　

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

　　

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

　　

　　5、對于藥廠、糧庫等特殊廠區(qū)，要特別注意施工組織和消防等問題。