分布式屋顶勘探设计河北能源设计院院长董晓青-solarbe文库

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屋顶分布式光伏发电设计要点屋顶分布式光伏发电设计要点屋顶分布式光伏发电设计要点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河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司 HeBei Energy Engineering Design Co., Ltd. HeBei Energy Engineering Design Co., Ltd. HeBei Energy Engineering Design Co., Ltd. HeBei Energy Engineering Design Co., Ltd.分布式光伏应用前景河北能工程设计有限公司河北能工程设计有限公司河北能工程设计有限公司河北能工程设计有限公司分布式光伏应用场景技术技术技术技术性分性分性分性分布式布式布式布式河北能工程设计有限公司河北能工程设计有限公司河北能工程设计有限公司河北能工程设计有限公司政策政策政策政策性分性分性分性分布式布式布式布式主主主主主主主主要要要要要要要要主主主主主主主主要要要要要要要要 1 屋顶分布式电站勘察要素 2 屋顶分布式电站选址建议河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司要要要要要要要要内内内内内内内内容容容容容容容容要要要要要要要要内内内内内内内内容容容容容容容容 4 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 5 屋顶分布式电站案例分析一、屋顶分布式电站踏勘要素河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司 1 屋顶分布式电站踏勘要素一、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行性、装机容量、投资收益、合作模式的等问题，而分布式屋顶光伏勘察属于项目的前期工作，通过实地勘察，搜集屋顶相关资料，为后续设计最优方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行评估的一个重要因素。前期对屋顶电站踏勘总结起来河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司的踏勘记录是对屋面电站进行评估的一个重要因素。前期对屋顶电站踏勘总结起来主要包括以下几个要素（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 ）电网接入距离；（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一个表格，对该屋面进行评价。一、屋顶分布式电站勘察要素光伏电站现场踏勘一般采用 G P S 定位，拍现场照片，测量屋顶突出物的方式取得前期初步成果。 G P S 定位一般用于从谷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河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司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河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司 2 屋顶分布式电站选址建议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二、屋顶分布式电站选址建议河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司险等级较高，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。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。二、屋顶分布式电站选址建议河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司件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。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河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司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在既有建筑物上面增在既有建筑物上面增在既有建筑物上面增设光伏发电系统设光伏发电系统设光伏发电系统设光伏发电系统，，，，必须进行建筑物结构和电气的复核必须进行建筑物结构和电气的复核必须进行建筑物结构和电气的复核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并应满足建筑物结构及电气的并应满足建筑物结构及电气的并应满足建筑物结构及电气的安全要求安全要求安全要求安全要求。二、屋顶分布式电站选址建议河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司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 ）满足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 ）混凝土屋面防水良好。（ 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河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司（ 4 ）屋面突出物、遮挡物较少三、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河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司 3 屋顶分布式电站结构设计要点1 、、、、钢筋混凝土屋面钢筋混凝土屋面钢筋混凝土屋面钢筋混凝土屋面钢筋混凝土屋面分为上人屋面和不上人屋面，上人屋面多为平屋面，不上人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土框架结构，排水坡度多为材料找坡 2 ；坡屋面的厂房结构形式多为钢筋混凝土排架结构，常见坡度为 1 0 。其中框架结构屋面形式多为框梁或混凝土次梁上铺混凝土板或现浇钢筋混凝土板；排架结构屋面形式多为混凝土屋面梁上三、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河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司框梁或混凝土次梁上铺混凝土板或现浇钢筋混凝土板；排架结构屋面形式多为混凝土屋面梁上铺设预制钢筋混凝土屋面板。上人屋面的屋面活荷载多为 2 . 0 k N / m 2 ，不上人屋面的屋面活荷载多为0 . 5 k N / m 2 。根据屋面防水形式的不同，屋面又分为柔性防水屋面（防水层外露）和刚性防水屋面（防水层在内部，外表面多为4 0 厚细石混凝土）。对不同结构形式的厂房及不同防水形式的屋面，支架设计采用不同的设计方案。对于钢筋混凝土屋面，光伏组件可沿屋面坡度平行铺设，也可设计成一定倾角的方式布置。三、屋顶分布式电站结构设计要点 1 、、、、钢筋混凝土屋面钢筋混凝土屋面钢筋混凝土屋面钢筋混凝土屋面。。。。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。河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司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河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司混凝土配重混凝土配重混凝土配重混凝土配重形式形式形式形式（（（（配重块配重块配重块配重块））））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河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司2 、、、、彩钢板形式屋面彩钢板形式屋面彩钢板形式屋面彩钢板形式屋面。。。。光伏电站同钢筋混凝土屋面结构的连接方式主要有（ 1 ）通过光伏专用夹具连接（ 2 ）通过铆钉固定或者冷焊连接。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河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司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河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司光伏专用夹具连接二光伏专用夹具连接二光伏专用夹具连接二光伏专用夹具连接二（（（（小角度小角度小角度小角度））））四四四四、、、、屋顶分布式电站设备选型河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司 4 屋顶分布式电站设备选型四、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安全性安全性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。可靠性可靠性可靠性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。经济性经济性经济性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。河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司经济性经济性经济性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。灵活性灵活性灵活性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屋顶分布式光伏电站主要电气设备有光伏组件屋顶分布式光伏电站主要电气设备有光伏组件屋顶分布式光伏电站主要电气设备有光伏组件、、、、逆变器逆变器逆变器逆变器、、、、并网柜等设备并网柜等设备并网柜等设备并网柜等设备。四、屋顶分布式电站设备选型我公司我公司我公司我公司2011 年开始进行屋顶分布式光伏电站研发和设年开始进行屋顶分布式光伏电站研发和设年开始进行屋顶分布式光伏电站研发和设年开始进行屋顶分布式光伏电站研发和设计计计计，，，，设计了国内单体容量最大的屋顶分布式电站设计了国内单体容量最大的屋顶分布式电站设计了国内单体容量最大的屋顶分布式电站设计了国内单体容量最大的屋顶分布式电站- 河南郑河南郑河南郑河南郑州万邦国际物流园州万邦国际物流园州万邦国际物流园州万邦国际物流园60MW 分布式光伏电站项目我公司在分分布式光伏电站项目我公司在分分布式光伏电站项目我公司在分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布式领域拥有多项专利技术布式领域拥有多项专利技术布式领域拥有多项专利技术。。。。分布式电站分布式电站分布式电站分布式电站2017 年迎来爆发式增长年迎来爆发式增长年迎来爆发式增长年迎来爆发式增长公司今年公司今年公司今年公司今年630 抢装并网项目达抢装并网项目达抢装并网项目达抢装并网项目达48 个个个个，，，，其中屋顶分布式其中屋顶分布式其中屋顶分布式其中屋顶分布式项目项目项目项目17 项项项项，，，，设计容量达到设计容量达到设计容量达到设计容量达到270MW 。。。。一、光伏组件 1 、、、、一般屋顶分布式电站屋顶面积有限一般屋顶分布式电站屋顶面积有限一般屋顶分布式电站屋顶面积有限一般屋顶分布式电站屋顶面积有限，，，，装机容量小装机容量小装机容量小装机容量小，，，，选择高效可靠的光伏组件可以有效提选择高效可靠的光伏组件可以有效提选择高效可靠的光伏组件可以有效提选择高效可靠的光伏组件可以有效提高单位面积发电量高单位面积发电量高单位面积发电量高单位面积发电量，，，，提升收益率提升收益率提升收益率提升收益率。。。。 2 、、、、彩钢瓦屋顶白天受到太阳光照射后彩钢瓦屋顶白天受到太阳光照射后彩钢瓦屋顶白天受到太阳光照射后彩钢瓦屋顶白天受到太阳光照射后，，，，升温快升温快升温快升温快，，，，温度高温度高温度高温度高，，，，组件平铺布置不利于散热组件平铺布置不利于散热组件平铺布置不利于散热组件平铺布置不利于散热，，，，影响影响影响影响组件发电效率组件发电效率组件发电效率组件发电效率，，，，对组件的背板散热效果以及功率温差系数提出更高要求对组件的背板散热效果以及功率温差系数提出更高要求对组件的背板散热效果以及功率温差系数提出更高要求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 、、、、对于药厂对于药厂对于药厂对于药厂、、、、服装厂服装厂服装厂服装厂、、、、粮库等特殊厂区粮库等特殊厂区粮库等特殊厂区粮库等特殊厂区，，，，要特别注意施工组织和消防等问题要特别注意施工组织和消防等问题要特别注意施工组织和消防等问题要特别注意施工组织和消防等问题，，，，同时要同时要同时要同时要四、屋顶分布式电站设备选型 3 、、、、对于药厂对于药厂对于药厂对于药厂、、、、服装厂服装厂服装厂服装厂、、、、粮库等特殊厂区粮库等特殊厂区粮库等特殊厂区粮库等特殊厂区，，，，要特别注意施工组织和消防等问题要特别注意施工组织和消防等问题要特别注意施工组织和消防等问题要特别注意施工组织和消防等问题，，，，同时要同时要同时要同时要求组件的电气可靠性求组件的电气可靠性求组件的电气可靠性求组件的电气可靠性。。。。高效组件高效组件高效组件高效组件有效降低分布式光伏电站有效降低分布式光伏电站有效降低分布式光伏电站有效降低分布式光伏电站 B O S B O S B O S B O S 成本成本成本成本组件功率W 270 275 280 285 290 295 300 334.5 安装容量KW 972 990 1008 1026 1044 1062 1080 1204.2 逆变器、变压器等电气设备万元 68 68 68 68 68 68 68 68 支撑结构、施工及其他物料万元 218 218 218 218 218 218 218 218 BOS 成本元/W 2.94 2.89 2.84 2.79 2.74 2.69 2.64 2.37 年均收入万元 142 144 147 149 152 155 158 176 四、屋顶分布式电站设备选型假定 1 、屋顶面积固定为1.5 万平方米，可安装60 型组件数量3600 块；使用 1MW 集中式逆变器 2 、每瓦平均年发电量1.3 度； 3 、度电年收益1.12 元（计算逻辑自发自用、余电上网，自用比例80 。发电补贴0.42 元，余电上网0.3 元，购电价格0.8 元，度电收益 0.420.3*200.8*801.12 元）对于屋顶分布式电站，B O S 总成本相对常规地面电站更高且受安装容量影响很小，通过使用高效组件提高安装容量可以摊薄每瓦的B O S 成本，带来更高的发电收入。3 0 0 W 、3 3 4 . 5 W 分别比 2 7 0 W ， 1 M W 装机容量B O S 成本分别下降约 1 0 和1 9 ，售电收入分别增加约 1 6 万元和 3 4 万元。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分布式光伏电站主要电气设备选型分布式光伏电站主要电气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。河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司失等优点，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。 S G 5 0 K T L 组串式逆变器四、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。河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司 S G 1 2 5 0 - M V 型集中式逆变器四、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。河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司低压开关柜高压开关柜五、屋顶分布式电站案例分析屋顶分布式电站案例分析屋顶分布式电站案例分析屋顶分布式电站案例分析河北省某河北省某河北省某河北省某汽车制造厂汽车制造厂汽车制造厂汽车制造厂10MW 屋顶分布式光伏项目屋顶分布式光伏项目屋顶分布式光伏项目屋顶分布式光伏项目项目概况项目概况项目概况项目概况本工程利用两个厂区内本工程利用两个厂区内本工程利用两个厂区内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座厂房和光伏车棚进行组件排布座厂房和光伏车棚进行组件排布座厂房和光伏车棚进行组件排布，，，，总装机容量总装机容量总装机容量总装机容量10.79568MW ，，，，每个厂每个厂每个厂每个厂区的光伏电站配套建设一座区的光伏电站配套建设一座区的光伏电站配套建设一座区的光伏电站配套建设一座10kV 开关站开关站开关站开关站，，，，通过通过通过通过1 回回回回10kV 线路接入线路接入线路接入线路接入110kV 洺水站洺水站洺水站洺水站10kV Ⅰ Ⅰ Ⅰ Ⅰ 段母线段母线段母线段母线。。。。河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司 1 、、、、该项目采用的是该项目采用的是该项目采用的是该项目采用的是 “ “ “ “ 全额上网全额上网全额上网全额上网 ” ” ” ” 的并网模式的并网模式的并网模式的并网模式。。。。 2 、、、、所有的屋面均为彩钢板屋面所有的屋面均为彩钢板屋面所有的屋面均为彩钢板屋面所有的屋面均为彩钢板屋面，，，，地面建设一部地面建设一部地面建设一部地面建设一部分汽车停车棚及电动汽车充电桩分汽车停车棚及电动汽车充电桩分汽车停车棚及电动汽车充电桩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轻钢屋面的光伏电站尤其要注重原建筑物的轻钢屋面的光伏电站尤其要注重原建筑物的轻钢屋面的光伏电站尤其要注重原建筑物的结构安全性结构安全性结构安全性结构安全性。。。。五、屋顶分布式电站案例分析屋顶分布式电站案例分析屋顶分布式电站案例分析屋顶分布式电站案例分析河北省某药业集团屋顶河北省某药业集团屋顶河北省某药业集团屋顶河北省某药业集团屋顶分布式光伏项目分布式光伏项目分布式光伏项目分布式光伏项目 1 、、、、项目采用项目采用项目采用项目采用5478 块块块块280Wp 单晶硅光伏组单晶硅光伏组单晶硅光伏组单晶硅光伏组，，，，建设规模建设规模建设规模建设规模为为为为1.53384MW 。。。。项目位于某药业公司院内的公用工程项目位于某药业公司院内的公用工程项目位于某药业公司院内的公用工程项目位于某药业公司院内的公用工程楼楼楼楼、、、、针剂车间针剂车间针剂车间针剂车间、、、、共计共计共计共计6 个混凝土框架结构屋面上个混凝土框架结构屋面上个混凝土框架结构屋面上个混凝土框架结构屋面上。。。。河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司河北能源工程设计有限公司 2 、、、、本项目为本项目为本项目为本项目为380V 低压并网低压并网低压并网低压并网，，，，就地消纳就地消纳就地消纳就地消纳，，，，消纳模式为消纳模式为消纳模式为消纳模式为 “ “ “ “ 自发自用自发自用自发自用自发自用，，，，余电上网余电上网余电上网余电上网 ” ” ” ” 模式模式模式模式。。。。 3 、、、、设计前期应进行结构和电气安全复核设计前期应进行结构和电气安全复核设计前期应进行结构和电气安全复核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并评估厂区的电力消纳情况并评估厂区的电力消纳情况并评估厂区的电力消纳情况，，，，确定合适的并网方式确定合适的并网方式确定合适的并网方式确定合适的并网方式。。。。 4 、、、、原屋面为卷材防水屋面原屋面为卷材防水屋面原屋面为卷材防水屋面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应设置防水加强措施并规划施工方案应设置防水加强措施并规划施工方案应设置防水加强措施并规划施工方案。。。。 5 、、、、施工时严禁出现屋面堆载的情况施工时严禁出现屋面堆载的情况施工时严禁出现屋面堆载的情况施工时严禁出现屋面堆载的情况。。。。 6 、、、、对于药厂对于药厂对于药厂对于药厂、、、、粮库等特殊厂区粮库等特殊厂区粮库等特殊厂区粮库等特殊厂区，，，，要特别注意施工组织和消防等问题要特别注意施工组织和消防等问题要特别注意施工组织和消防等问题要特别注意施工组织和消防等问题。。。。谢谢大家谢谢大家谢谢大家谢谢大家谢谢大家谢谢大家谢谢大家谢谢大家