董晓青 屋顶分布式光伏发电设计要点.pdf

屋 顶 分 布 式 光 伏 发 电 设 计 要 点河北能源工程设 计有限公司HeBei Energy Enginering Design Co., Ltd.董晓青133 3139 3935河 北 能 工 程 设 计 有 限 公 司分 布 式 光 伏 应 用 前 景河 北 能 工 程 设 计 有 限 公 司分 布 式 光 伏 应 用 场 景技 术性 分布 式政 策性 分布 式河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司主要内容1屋顶分布式电站勘察要素24屋顶分布式电站选址建议屋顶分布式电站设备选型3屋顶分布式电站结构设计要点5屋顶分布式电站案例分析河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司一 、 屋 顶 分 布 式 电 站 踏 勘 要 素1屋顶分布式电站踏勘要素河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司一 、 屋 顶 分 布 式 电 站 勘 察 要 素很 多 业 主 投 资 屋 顶 光 伏 电 站 时 ， 都 会 非 常 关 注 屋 顶 光 伏 的 可 性 、 装 机 容 量 、投 资 收 益 、 合 作 模 式 的 等 问 题 ， 分 布 式 屋 顶 光 伏 勘 察 属 于 项 目 的 前 期 作 ， 通 过实 地 勘 察 ， 搜 集 屋 顶 相 关 资 料 ， 为 后 续 设 计 最 优 案 和 投 资 收 益 分 析 做 准 备 。 专 业的 踏 勘 记 录 是 对 屋 面 电 站 进 评 估 的 个 重 要 因 素 。 前 期 对 屋 顶 电 站 踏 勘 总 结 起 来主 要 包 括 以 下 个 要 素 ： （ 1） 厂 房 建 设 年 限 ； （ 2） 屋 面 状 况 ； （ 3） 屋 面 板 类 型 ；（ 4） 彩 钢 板 锈 蚀 情 况 ； （ 5） 电 接 距 离 ； （ 6） 原 厂 房 设 计 资 料 、 用 电 负 荷 等 。并 且 根 据 所 得 到 的 汇 总 信 息 形 成 以 下 个 表 格 ， 对 该 屋 面 进 评 价 。河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司一 、 屋 顶 分 布 式 电 站 勘 察 要 素河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司一 、 屋 顶 分 布 式 电 站 勘 察 要 素光 伏 电 站 现 场 踏 勘 般 采 用 GPS定 位 ， 拍 现 场 照 片 ， 测 量 屋 顶 突 出 物 的 式 取 得 前 期 初 步 成 果 。GPS定 位 般 用 于 从 歌 地 球 当 中 得 到 实 际 厂 房 定 位 关 系 ， 拍 照 片 可 以 真 实 反 映 厂 房 的 现 阶 段 的 状 况 ，测 量 屋 顶 突 出 物 可 以 为 后 续 的 组 件 图 纸 提 供 依 据 。河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司二 、 屋 顶 分 布 式 电 站 选 址 建 议2屋顶分布式电站选址建议河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司1、 首 先 注 意 原 厂 房 的 设 计 使 用 功 能 。根 据 建 筑 防 火 设 计 规 范 GB50016-2014， 生 产 车 间 以 及 存 储 仓 库 的 火灾 危 险 等 级 可 以 分 为 甲 、 乙 、 丙 、 丁 、 戊 类 ， 由 于 甲 、 乙 类 厂 房 及 仓 库 火 灾 危险 等 级 较 高 ， 因 此 严 禁 在 该 类 厂 房 上 部 建 设 光 伏 电 站 ， 丙 类 厂 房 和 仓 库 可 以 根据 下 部 厂 房 的 使 用 功 能 并 且 结 合 生 产 工 艺 综 合 确 定 ， 丁 、 戊 类 厂 房 可 以 作 为 电站 的 建 设 地 点 。二 、 屋 顶 分 布 式 电 站 选 址 建 议河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司二 、 屋 顶 分 布 式 电 站 选 址 建 议河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司二 、 屋 顶 分 布 式 电 站 选 址 建 议河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司2、 临 建 厂 房 禁 止 建 设 光 伏 电 站 。根 据 规 范 要 求 建 筑 的 设 计 使 用 年 限 1、 临 时 性 结 构 5年 ； 2、 易 于 替 换 结 构 构件 25年 ； 3、 普 通 房 屋 和 构 筑 物 50年 ； 4、 纪 念 性 和 特 别 重 要 的 建 筑 结 构 100年 。光 伏 电 站 设 计 使 用 寿 命 为 25年 ， 临 建 结 构 不 能 满 足 电 站 设 计 的 使 用 耐 久 性的 要 求 ， 因 此 临 建 建 筑 物 和 构 筑 物 不 能 进 行 光 伏 电 站 的 建 设 。 尤 其 是 厂 区 内 建设 的 一 些 临 时 通 道 ， 临 时 车 棚 等 建 筑 。二 、 屋 顶 分 布 式 电 站 选 址 建 议河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司3、 厂 房 的 使 用 寿 命 已 经 大 于 10年 ， 并 且 屋 顶 彩 钢 板 锈 蚀 严 重 或 者 防 水 层 破 漏水 较 为 严 重 ， 对 于 这 样 的 厂 房 要 慎 重 选 择 。二 、 屋 顶 分 布 式 电 站 选 址 建 议河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司4、 选 择 厂 房 的 结 构 承 载 能 力 满 足 光 伏 电 站 建 设 承 载 力 要 求 。根 据 光 伏 电 站 设 计 规 范 GB50797-2012的 3.0.7的 要 求 ， 在 既 有 建 筑 物 上 面 增设 光 伏 发 电 系 统 ， 必 须 进 行 建 筑 物 结 构 和 电 气 的 复 核 ， 并 应 满 足 建 筑 物 结 构 及 电 气 的安 全 要 求 。根 据 该 规 范 10.1.4要 求 ， 在 既 有 建 筑 物 上 面 增 设 光 伏 发 电 系 统 的 时 候 ， 应 根 据 建筑 物 的 种 类 分 别 按 照 工 业 建 筑 可 靠 性 鉴 定 标 准 GB5014和 民 用 建 筑 可 靠 性 鉴 定标 准 GB50292的 规 定 进 行 可 靠 性 鉴 定 。位 于 抗 震 设 防 烈 度 为 69度 地 区 的 建 筑 还 应 该 根 据 其 设 防 烈 度 、 抗 震 设 防 类 别 、后 续 使 用 年 限 和 结 构 类 型 ， 按 照 建 筑 抗 震 鉴 定 标 准 GB5023的 规 定 进 行 抗 震 鉴 定 。二 、 屋 顶 分 布 式 电 站 选 址 建 议河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司5、 适 宜 建 设 电 站 的 屋 面 形 式 。（ 1） 满 前 面 四 条 所 提 出 的 要 求 。（ 2） 屋 面 彩 钢 板 形 式 为 角 驰 型 或 者 直 立 锁 边 型 彩 钢 板（ 3） 混 凝 屋 面 防 良 好 。（ 4） 屋 面 突 出 物 、 遮 挡 物 较 少二 、 屋 顶 分 布 式 电 站 选 址 建 议河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司三 、 屋 顶 分 布 式 电 站 结 构 设 计 要 点3屋顶分布式电站结构设计要点河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司1、 钢 筋 混 凝 土 屋 面钢 筋 混 凝 屋 面 分 为 上 屋 面 和 不 上 屋 面 ， 上 屋 面 多 为 平 屋 面 ， 不 上 屋 面 中 平 屋 面与 坡 屋 面 均 常 见 。 平 屋 面 的 厂 房 结 构 形 式 多 为 钢 筋 混 凝 框 架 结 构 ， 排 坡 度 多 为 材 料 找 坡 2%；坡 屋 面 的 厂 房 结 构 形 式 多 为 钢 筋 混 凝 排 架 结 构 ， 常 见 坡 度 为 10%。 其 中 框 架 结 构 屋 面 形 式 多 为框 梁 或 混 凝 次 梁 上 铺 混 凝 板 或 现 浇 钢 筋 混 凝 板 ； 排 架 结 构 屋 面 形 式 多 为 混 凝 屋 面 梁 上铺 设 预 制 钢 筋 混 凝 屋 面 板 。 上 屋 面 的 屋 面 活 荷 载 多 为 2.0kN/m2， 不 上 屋 面 的 屋 面 活 荷 载多 为 0.5kN/m2。 根 据 屋 面 防 形 式 的 不 同 ， 屋 面 又 分 为 柔 性 防 屋 面 （ 防 层 外 露 ） 和 刚 性 防 屋 面 （ 防 层 在 内 部 ， 外 表 面 多 为 40厚 细 混 凝 ） 。 对 不 同 结 构 形 式 的 厂 房 及 不 同 防 形 式的 屋 面 ， 支 架 设 计 采 用 不 同 的 设 计 案 。 对 于 钢 筋 混 凝 屋 面 ， 光 伏 组 件 可 沿 屋 面 坡 度 平 铺设 ， 也 可 设 计 成 定 倾 角 的 式 布 置 。三 、 屋 顶 分 布 式 电 站 结 构 设 计 要 点河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司三 、 屋 顶 分 布 式 电 站 结 构 设 计 要 点1、 钢 筋 混 凝 土 屋 面 。光 伏 电 站 同 钢 筋 混 凝 土 屋 面 结 构 的 连 接 方 式 主 要 有 （ 1） 混 凝 土 配 重 、 （ 2） 植 筋 连 接 、（ 3） 结 构 胶 连 接 。混 凝 土 配 重 形 式 一（ 配 重 模 块 ）河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司三 、 屋 顶 分 布 式 电 站 结 构 设 计 要 点混 凝 土 配 重 形 式 二（ 配 重 块 ）河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司钢 筋 混 凝 土 屋 面 植 筋 连 接三 、 屋 顶 分 布 式 电 站 结 构 设 计 要 点河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司结 构 胶 连 接三 、 屋 顶 分 布 式 电 站 结 构 设 计 要 点河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司2、 彩 钢 板 形 式 屋 面 。光 伏 电 站 同 钢 筋 混 凝 屋 面 结 构 的 连 接 式 主 要 有 （ 1） 通 过 光 伏 专 用 夹 具 连 接 （ 2） 通 过 铆钉 固 定 或 者 冷 焊 连 接 。 彩 钢 板 屋 面 般 原 厂 房 设 计 恒 荷 载 多 为 0.3KN/ ， 屋 顶 光 伏 电 站 满 布 荷载 为 0.15KN/ 。三 、 屋 顶 分 布 式 电 站 结 构 设 计 要 点河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司光 伏 专 用 夹 具 连 接 二（ 小 角 度 ）三 、 屋 顶 分 布 式 电 站 结 构 设 计 要 点河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司三 、 屋 顶 分 布 式 电 站 结 构 设 计 要 点河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司三 、 屋 顶 分 布 式 电 站 结 构 设 计 要 点污 处 理 厂 等 跨 度 ， 空 间 的 场 地 ， 适 宜 采 用 鱼 腹 式 钢 索 柔 性 支 架 技 术 。屋 顶 电 站 中 ， 当 屋 顶 承 载 较 差 或 对 布 置 容 量 有 较 要 求 的 场 地 ， 可 采 用 能够 实 现 跨 度 ， 空 间 的 鱼 腹 式 钢 索 柔 性 支 架 从 屋 顶 上 部 跨 越 。河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司四 、 屋 顶 分 布 式 电 站 设 备 选 型4屋 顶 分 布 式 电 站 设 备 选 型河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司四 、 屋 顶 分 布 式 电 站 设 备 选 型屋 顶 分 布 式 光 伏 电 站 设 备 按 照 安 全 、 可 靠 、 经 济 、 灵 活 的 原 则 选 型安 全 性 ： 设 备 需 满 足 相 关 设 计 规 范 ， 保 证 操 作 、 运 行 的 安 全 可 靠 ， 对 可 能 出 现 的 误 操 作 具 备安 全 保 护 功 能 。可 靠 性 ： 设 备 需 具 备 可 靠 连 续 运 行 能 力 和 故 障 时 可 靠 断 开 故 障 的 能 力 。经 济 性 ： 设 备 选 择 需 考 虑 经 济 指 标 （ 包 括 降 低 损 耗 、 减 少 投 资 等 ） ， 保 证 项 目 的 盈 利 能 力 。灵 活 性 ： 设 备 选 择 需 考 虑 运 行 维 护 方 便 灵 活 ， 减 少 维 护 成 本 和 时 间 ， 方 便 后 期 扩 建 。屋 顶 分 布 式 光 伏 电 站 主 要 电 气 设 备 有 光 伏 组 件 、 逆 变 器 、 并 网 柜 等 设 备 。四 、 屋 顶 分 布 式 电 站 设 备 选 型我 公 司 2011年 开 始 进 行 屋 顶 分 布 式 光 伏 电 站 研 发 和 设计 ， 设 计 了 国 内 单 体 容 量 最 大 的 屋 顶 分 布 式 电 站 -河 南 郑州 万 邦 国 际 物 流 园 60MW分 布 式 光 伏 电 站 项 目 我 公 司 在 分布 式 领 域 拥 有 多 项 专 利 技 术 。分 布 式 电 站 2017年 迎 来 爆 发 式 增 长公 司 今 年 630抢 装 并 网 项 目 达 48个 ， 其 中 屋 顶 分 布 式项 目 17项 ， 设 计 容 量 达 到 270MW。序号项目名称建设 规模类型1山东肥城扶贫 项目12全额上网2冀中xx物流园项目5.3全额上网3河北xx汽车分布式发 电 项目10全额上网4 张家口XXX5MW分布式光伏发 电 项目5全额上网5山东 XX淄博项目6.2全额上网6大同陕汽屋顶 项目8全额上网7中船重工11全额上网8山东威海10MW项目10全额上网9山东聊城4.6MW分布式项目4.6全额上网10河南XXX分布式光伏发 电 项目60全额上网11Xxx集团分布式光伏发 电 项目（共计 26个项目）46.25自发自用12山东 XX现代物流产 业园项目5.226全额上网13山东 兖州XXX9.5MW分布式项目9.5全额上网14江苏 XXX20MW分布式光伏发 电 项目20全额上网15 xx药 业 项目5全额上网16迅力汽车 4.14MW分布式项目4.14全额上网17山东 费 县水厂项目1自发自用四 、 屋 顶 分 布 式 电 站 设 备 选 型一 、 光 伏 组 件1、 一 般 屋 顶 分 布 式 电 站 屋 顶 面 积 有 限 ， 装 机 容 量 小 ， 选 择 高 效 可 靠 的 光 伏 组 件 可 以 有 效 提高 单 位 面 积 发 电 量 ， 提 升 收 益 率 。2、 彩 钢 瓦 屋 顶 白 天 受 到 太 阳 光 照 射 后 ， 升 温 快 ， 温 度 高 ， 组 件 平 铺 布 置 不 利 于 散 热 ， 影 响组 件 发 电 效 率 ， 对 组 件 的 背 板 散 热 效 果 以 及 功 率 温 差 系 数 提 出 更 高 要 求 。3、 对 于 药 厂 、 服 装 厂 、 粮 库 等 特 殊 厂 区 ， 要 特 别 注 意 施 工 组 织 和 消 防 等 问 题 ， 同 时 要求 组 件 的 电 气 可 靠 性 。四 、 屋 顶 分 布 式 电 站 设 备 选 型实 际 案 例 屋 顶 分 布 式 电 站 项 目通 过 比 较 看 出 ， 在 相 同 屋 顶 面 积 情 况 下 ， 选 用295Wp组 件 较 280Wp组 件 年 均 发 电 量 可 提 升 约 5.4%,而 单位 造 价 成 本 降 低 约 0.1元 /Wp， 内 部 收 益 提 升 约 1%。四 、 屋 顶 分 布 式 电 站 设 备 选 型序 号 项 目 单 位 280Wp光 伏 组 件 295Wp光 伏 组 件一 项 目 概 况1 厂 房 屋 顶 形 式 彩 钢 瓦 彩 钢 瓦（ 东 西 坡 6%） （ 东 西 坡 6%）2 屋 顶 面 积 69000 690003 组 件 布 置 方 式 沿 屋 面 平 铺 沿 屋 面 平 铺4 可 安 装 容 量 MW 4.42 4.665 年 均 发 电 量 万 kWh 468.52493.96二 投 资 概 算1 单 晶 硅 组 件 万 元 1326 1421三 单 位 造 价 元 /W 6.26 6.16 四项 目 资 本 金 财 务 内 部 收 益率% 12.7 13.6河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司四 、 屋 顶 分 布 式 电 站 设 备 选 型分 布 式 光 伏 电 站 主 要 电 气 设 备 选 型二 、 逆 变 器逆 变 器 主 要 有 组 串 式 逆 变 器 和 集 中 式 逆 变 器1） 组 串 式 逆 变 器 具 有 单 机 功 率 小 ， 应 用 灵 活 ， 多 路 MPPT， 有 效 改 善 失 配 ， 减 少 发 电 量 损失 等 优 点 ， 但 是 单 位 容 量 价 格 较 高 。 适 合 分 散 布 置 ， 倾 角 变 化 较 多 的 光 伏 电 站 。SG50KTL组 串 式 逆 变 器河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司四 、 屋 顶 分 布 式 电 站 设 备 选 型2） 集 中 式 逆 变 器 具 有 方 便 后 期 维 护 检 修 ， 单 位 容 量 价 格 较 低 的 优 点 ， 但 MPPT路 数 较 少 。适 用 于 集 中 布 置 倾 角 一 致 的 光 伏 阵 列 。SG1250-MV型 集 中 式 逆 变 器三 、 升 压 变光 伏 电 站 升 压 变 布 置 于 阵 列 区 ， 多 采 用 箱 式 变 电 站 。 目 前 箱 式 变 电 站 使 用 较 多 的 是 欧 变（ 干 变 ） 。河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司四 、 屋 顶 分 布 式 电 站 设 备 选 型四 、 开 关 柜 （ 并 网 柜 ） ：开 关 柜 根 据 并 网 电 压 不 同 分 为 低 压 柜 和 高 压 柜 。 并 网 开 关 柜 选 择 应 满 足 并 网 要 求 、 运 行 可 靠 、操 作 方 便 。低 压 开 关 柜 高 压 开 关 柜河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司五 、 屋 顶 分 布 式 电 站 案 例 分 析l某 汽 车 制 造 厂 10MW屋 顶 分 布 式 光 伏 项 目项 目 概 况本 工 程 利 用 两 个 厂 区 内 9座 厂 房 和 光 伏 车 棚 进 行 组 件 排 布 ， 总 装 机 容 量 10.79568MW， 每 个 厂区 的 光 伏 电 站 配 套 建 设 一 座 10kV开 关 站 ， 通 过 1回 10kV线 路 接 入 110kV洺 水 站 10kV 段 母 线 。河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司五 、 屋 顶 分 布 式 电 站 案 例 分 析l某 汽 车 制 造 厂 10MW屋 顶 分 布 式 光 伏 项 目项 目 概 况1、 该 项 目 采 用 的 是 “ 全 额 上 网 ” 的 并 网 模 式 。2、 所 有 的 屋 面 均 为 彩 钢 板 屋 面 ， 地 面 建 设 一 部 分 汽 车 停 车 棚 及 电 动 汽 车 充 电 桩 。3、 轻 钢 屋 面 的 光 伏 电 站 尤 其 要 注 重 原 建 筑 物 的 结 构 安 全 性 。河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司五 、 屋 顶 分 布 式 电 站 案 例 分 析l某 药 业 集 团 1.5MW屋 顶 分 布 式 光 伏 项 目项 目 概 况1、 项 目 采 用 5478块 280Wp单 晶 硅 光 伏 组 ， 建 设 规 模为 1.53384MW。 项 目 位 于 某 药 业 公 司 院 内 的 公 用 工 程楼 、 针 剂 车 间 、 制 剂 一 车 间 、 提 取 二 车 间 、 国 际 制 药二 车 间 、 饮 品 车 间 共 计 6个 混 凝 土 框 架 结 构 屋 面 上 。2、 项 目 利 用 的 厂 房 均 为 钢 筋 混 凝 土 框 架 结 构 ， 卷 材 防水 屋 面 。 采 用 20 倾 角 进 行 安 装 光 伏 组 件 。3、 本 项 目 为 380V低 压 并 网 ， 就 地 消 纳 ， 消 纳 模 式 为“ 自 发 自 用 ， 余 电 上 网 ” 模 式 。河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司五 、 屋 顶 分 布 式 电 站 案 例 分 析l某 药 业 集 团 1.5MW屋 顶 分 布 式 光 伏 项 目项 目 特 殊 性 及 该 类 项 目 需 要 注 意 的 问 题1、 设 计 前 期 应 进 行 结 构 和 电 气 安 全 复 核 ， 并 评 估 厂 区的 电 力 消 纳 情 况 ， 确 定 合 适 的 并 网 方 式 。2、 原 屋 面 为 卷 材 防 水 屋 面 ， 应 设 置 防 水 加 强 措 施 并 规划 施 工 方 案 。3、 施 工 时 严 禁 出 现 屋 面 堆 载 的 情 况 。4、 对 于 药 厂 、 粮 库 等 特 殊 厂 区 ， 要 特 别 注 意 施 工 组织 和 消 防 等 问 题 。河 北 能 源 工 程 设 计 有 限 公 司五 、 屋 顶 分 布 式 电 站 案 例 分 析l某 污 水 处 理 厂 分 布 式 光 伏 项 目鱼 腹 式 钢 索 柔 性 光 伏 支 架 具 有 以 下 特 点 ：1、 国 内 首 创 “ 鱼 腹 式 钢 索 柔 性 光 伏 支 架 ”解 决 方 案 ， 完 美 解 决 了 污 水 处 理 厂 大 跨 度空 间 上 部 建 设 光 伏 电 站 的 难 题 。 “2、 采 用 “ 鱼 腹 式 钢 索 柔 性 光 伏 支 架 ” 专利 技 术 +减 震 节 点 设 计 ， 减 小 悬 索 的 挠 度 ，解 决 了 光 伏 组 件 隐 裂 的 难 题 。3、 不 锈 钢 螺 栓 +加 厚 热 浸 锌 +余 量 设 计 法 ，解 决 水 厂 污 水 处 理 池 上 空 支 架 易 腐 蚀 难 题 ；4、 本 BAPV建 筑 中 ， 光 伏 电 站 建 设 在 污 水处 理 池 上 方 ， 不 占 用 额 外 土 地 ， 不 影 响 污水 处 理 厂 的 正 常 运 营 。鱼 腹 式 钢 索 安 装 光 伏 组 件 安 装鱼 腹 式 悬 索 支 架 安 装 完 成 （ 常 规 边 框 组 件 ） 鱼 腹 式 悬 索 支 架 安 装 完 成 （ 双 玻 组 件 ）谢 谢 大 家董晓青133 3139 3935