屋頂分布式光伏發(fā)電設(shè)計要點

1、屋頂分布式光伏發(fā)電設(shè)計要點 河北能源工程設(shè)計有限公司 HeBei Energy Engineering Design Co., Ltd.分布式光伏應(yīng)用前景河北能工程設(shè)計有限公司分布式光伏應(yīng)用場景技術(shù) 性分 布式河北能工程設(shè)計有限公司政策 性分 布式1屋頂分布式電站勘察要素24屋頂分布式電站選址建議3屋頂分布式電站結(jié)構(gòu)設(shè)計要點屋頂分布式電站設(shè)備選型5屋頂分布式電站案例分析河北能源工程設(shè)計有限公司一、屋頂分布式電站踏勘要素1河北能源工程設(shè)計有限公司屋頂分布式電站踏勘要素一、屋頂分布式電站勘察要素河北能源工程設(shè)計有限公司很多業(yè)主投資屋頂光伏電站時，都會非常關(guān)注屋頂光伏的可行性、裝機容 量、投資收益、

2、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(guān)資料，為后續(xù)設(shè)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(jié) 起來主要包括以下幾個要素：（1）廠房建設(shè)年限；（2）屋面狀況；（3）屋面板類 型；（4）彩鋼板銹蝕情況；（5）電網(wǎng)接入距離；（6）原廠房設(shè)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。一、屋頂分布式電站勘察要素河北能源工程設(shè)計有限公司一、屋頂分布式電站勘察要素光伏電站現(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

3、位一般用于從谷歌地球當中得到實際廠房定位關(guān)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)。河北能源工程設(shè)計有限公司二、屋頂分布式電站選址建議2河北能源工程設(shè)計有限公司屋頂分布式電站選址建議二、屋頂分布式電站選址建議1、首先注意原廠房的設(shè)計使用功能。根據(jù)建筑防火設(shè)計規(guī)范GB50016-2014，生產(chǎn)車間以及存儲倉庫的火 災(zāi)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(zāi)危 險等級較高，因此嚴禁在該類廠房上部建設(shè)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(jié)合生產(chǎn)工藝綜合確定，丁、戊類廠房可以作為電 站的建設(shè)地點。河北能源工程設(shè)計

4、有限公司二、屋頂分布式電站選址建議河北能源工程設(shè)計有限公司二、屋頂分布式電站選址建議河北能源工程設(shè)計有限公司二、屋頂分布式電站選址建議2、臨建廠房禁止建設(shè)光伏電站。根據(jù)規(guī)范要求建筑的設(shè)計使用年限1、臨時性結(jié)構(gòu)5年；2、易于替換結(jié)構(gòu)構(gòu) 件25年；3、普通房屋和構(gòu)筑物50年；4、紀念性和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)100年。光伏電站設(shè)計使用壽命為25年，臨建結(jié)構(gòu)不能滿足電站設(shè)計的使用耐久性 的要求，因此臨建建筑物和構(gòu)筑物不能進行光伏電站的建設(shè)。尤其是廠區(qū)內(nèi)建 設(shè)的一些臨時通道，臨時車棚等建筑。河北能源工程設(shè)計有限公司二、屋頂分布式電站選址建議3、廠房的使用壽命已經(jīng)大于10年，并且屋頂彩鋼板銹蝕嚴重或者防水層

5、破漏 水較為嚴重，對于這樣的廠房要慎重選擇。河北能源工程設(shè)計有限公司二、屋頂分布式電站選址建議河北能源工程設(shè)計有限公司4、選擇廠房的結(jié)構(gòu)承載能力滿足光伏電站建設(shè)承載力要求。根據(jù)光伏電站設(shè)計規(guī)范GB50797-2012的3.0.7的要求，在既有建筑物上面增 設(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)，必須進行建筑物結(jié)構(gòu)和電氣的復(fù)核，并應(yīng)滿足建筑物結(jié)構(gòu)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(shè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的時候，應(yīng)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(shè)防烈度為69度地區(qū)的建筑還應(yīng)該根據(jù)其設(shè)防烈度、抗震設(shè)防

6、類別、 后續(xù)使用年限和結(jié)構(gòu)類型，按照建筑抗震鑒定標準GB50023的規(guī)定進行抗震鑒定。二、屋頂分布式電站選址建議5、適宜建設(shè)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混凝土屋面防水良好。屋面突出物、遮擋物較少河北能源工程設(shè)計有限公司三、屋頂分布式電站結(jié)構(gòu)設(shè)計要點3河北能源工程設(shè)計有限公司屋頂分布式電站結(jié)構(gòu)設(shè)計要點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(jié)構(gòu)形式多為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，排水坡度多為材料找 坡2%；坡屋面的廠房結(jié)構(gòu)形式多為鋼筋混凝土排架結(jié)構(gòu)，常見坡度為10

7、%。其中框架結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)屋面形式多為混凝土屋 面梁上鋪設(shè)預(yù)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(nèi)部，外表面多為40厚細石混凝土）。對不同結(jié)構(gòu)形式的廠房及不同防水 形式的屋面，支架設(shè)計采用不同的設(shè)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(shè)，也可設(shè)計成一定傾角的方式布置。河北能源工程設(shè)計有限公司三、屋頂分布式電站結(jié)構(gòu)設(shè)計要點三、屋頂分布式電站結(jié)構(gòu)設(shè)計要點1、鋼筋混凝土

8、屋面。光伏電站同鋼筋混凝土屋面結(jié)構(gòu)的連接方式主要有（1）混凝土配重、（2）植筋連接、（3）結(jié)構(gòu)膠連接?；炷僚渲匦问揭唬ㄅ渲啬K）河北能源工程設(shè)計有限公司三、屋頂分布式電站結(jié)構(gòu)設(shè)計要點混凝土配重形式二（配重塊）河北能源工程設(shè)計有限公司三、屋頂分布式電站結(jié)構(gòu)設(shè)計要點鋼筋混凝土屋面植筋連接河北能源工程設(shè)計有限公司三、屋頂分布式電站結(jié)構(gòu)設(shè)計要點結(jié)構(gòu)膠連接河北能源工程設(shè)計有限公司2、彩鋼板形式屋面。光伏電站同鋼筋混凝土屋面結(jié)構(gòu)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(shè)計恒荷載多為0.3KN/，屋頂光伏電站滿 布荷載為0.15KN/。三、屋頂分布式

9、電站結(jié)構(gòu)設(shè)計要點河北能源工程設(shè)計有限公司光伏專用夾具連接二（小角度）三、屋頂分布式電站結(jié)構(gòu)設(shè)計要點河北能源工程設(shè)計有限公司四、屋頂分布式電站設(shè)備選型4河北能源工程設(shè)計有限公司屋頂分布式電站設(shè)備選型四、屋頂分布式電站設(shè)備選型河北能源工程設(shè)計有限公司屋頂分布式光伏電站設(shè)備按照安全、可靠、經(jīng)濟、靈活的原則選型安全性：設(shè)備需滿足相關(guān)設(shè)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?？煽啃裕涸O(shè)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(jīng)濟性：設(shè)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(shè)備選擇需考慮運行維護方便靈活，減少維護成本和時

10、間，方便后期擴建。屋頂分布式光伏電站主要電氣設(shè)備有光伏組件、逆變器、并網(wǎng)柜等設(shè)備。四、屋頂分布式電站設(shè)備選型我公司2011年開始進行屋頂分布式光伏電站研發(fā)和設(shè) 計，設(shè)計了國內(nèi)單體容量最大的屋頂分布式電站-河南鄭 州萬邦國際物流園60MW分布式光伏電站項目我公司在分 布式領(lǐng)域擁有多項專利技術(shù)。分布式電站2017年迎來爆發(fā)式增長公司今年630搶裝并網(wǎng)項目達48個，其中屋頂分布式 項目17項，設(shè)計容量達到270MW。序號項目名稱建設(shè)規(guī)模類型1山東肥城扶貧項目12全額上網(wǎng)2冀中xx物流園項目5.3全額上網(wǎng)3河北xx汽車分布式發(fā)電項目10全額上網(wǎng)4張家口XXX5MW分布式光伏發(fā)電項目5全額上網(wǎng)5山東XX

11、淄博項目6.2全額上網(wǎng)6大同陜汽屋頂項目8全額上網(wǎng)7中船重工11全額上網(wǎng)8山東威海10MW項目10全額上網(wǎng)9山東聊城4.6MW分布式項目4.6全額上網(wǎng)10河南XXX分布式光伏發(fā)電項目60全額上網(wǎng)11Xxx集團分布式光伏發(fā)電項目（共計26個項目）46.25自發(fā)自用12山東XX現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)園項目5.226全額上網(wǎng)13山東兗州XXX9.5MW分布式項目9.5全額上網(wǎng)14江蘇XXX20MW分布式光伏發(fā)電項目20全額上網(wǎng)15xx藥業(yè)項目5全額上網(wǎng)16迅力汽車4.14MW分布式項目4.14全額上網(wǎng)17山東費縣水廠項目1自發(fā)自用四、屋頂分布式電站設(shè)備選型一、光伏組件1、一般屋頂分布式電站屋頂面積有限，裝機容

12、量小，選擇高效可靠的光伏組件可以有效提 高單位面積發(fā)電量，提升收益率。2、彩鋼瓦屋頂白天受到太陽光照射后，升溫快，溫度高，組件平鋪布置不利于散熱，影響 組件發(fā)電效率，對組件的背板散熱效果以及功率溫差系數(shù)提出更高要求。3 、對于藥廠、服裝廠、糧庫等特殊廠區(qū)，要特別注意施工組織和消防等問題，同時要 求組件的電氣可靠性。四、屋頂分布式電站設(shè)備選型高效組件有效降低分布式光伏電站BOS成本假定：1、屋頂面積固定為1.5萬平方米，可安裝60型組件數(shù)量3600塊；使用1MW集中式逆變器2、每瓦平均年發(fā)電量1.3度；3、度電年收益1.12元（計算邏輯：自發(fā)自用、余電上網(wǎng)，自用比例80%。 發(fā)電補貼0.42元，

13、余電上網(wǎng)0.3元，購電價格0.8元，度電收益=0.42+0.3*20%+0.8*80%=1.12元）組件功率(W)270275280285290295300334.5安裝容量(KW)972990100810261044106210801204.2逆變器、變壓器等電氣設(shè)備(萬元)6868686868686868支撐結(jié)構(gòu)、施工及其他物料(萬元)218218218218218218218218BOS成本(元/W)2.942.892.842.792.742.692.642.37年均收入(萬元)142144147149152155158176對于屋頂分布式電站，BOS總成本相對常規(guī)地面電站 更高且受安裝

14、容量影響很小，通過使用高效組件提高 安裝容量可以攤薄每瓦的BOS成本，帶來更高的發(fā)電 收入。300W、334.5W分別比270W， 1MW裝機容 量BOS成本分別下降約10%和19%，售電收入分別增 加約16萬元和34萬元。四、屋頂分布式電站設(shè)備選型實際案例滄州金彭車業(yè)屋頂分布式電站項目通過比較看出，在相同屋頂面積情況下，選用295Wp組件較280Wp組件年均發(fā)電量可提升約5.4%,而單 位造價成本降低約0.1元/Wp，內(nèi)部收益提升約1%。四、屋頂分布式電站設(shè)備選型序號項目單位280Wp光伏組件295Wp光伏組件一項目概況1廠房屋頂形式彩鋼瓦彩鋼瓦（東西坡6%）（東西坡6%）2屋頂面積6900

15、0690003組件布置方式沿屋面平鋪沿屋面平鋪4可安裝容量MW4.424.665年均發(fā)電量萬kWh468.52493.96二投資概算1單晶硅組件萬元132614212逆變器、變壓器等電 氣設(shè)備萬元3093093支撐結(jié)構(gòu)、施工及其 他物料萬元9289284其他費用萬元205213三單位造價元/W6.266.16四項目資本金財務(wù)內(nèi)部收益 率%12.713.6四、屋頂分布式電站設(shè)備選型分布式光伏電站主要電氣設(shè)備選型二、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(yīng)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

16、多的光伏電站。SG50KTL組串式逆變器河北能源工程設(shè)計有限公司四、屋頂分布式電站設(shè)備選型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。SG1250-MV型集中式逆變器三、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是歐變（干變）。河北能源工程設(shè)計有限公司四、屋頂分布式電站設(shè)備選型四、開關(guān)柜（并網(wǎng)柜）：開關(guān)柜根據(jù)并網(wǎng)電壓不同分為低壓柜和高壓柜。并網(wǎng)開關(guān)柜選擇應(yīng)滿足并網(wǎng)要求、運行可靠、 操作方便。低壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜河北能源工程設(shè)計有限公司五、屋頂分布式電站案例分析河北省邢臺市威縣某汽車制造廠

17、10MW屋頂分布式光伏項目項目概況本工程利用兩個廠區(qū)內(nèi)9座廠房和光伏車棚進行組件排布，總裝機容量10.79568MW，每個廠 區(qū)的光伏電站配套建設(shè)一座10kV開關(guān)站，通過1回10kV線路接入110kV洺水站10kV 段母線。河北能源工程設(shè)計有限公司五、屋頂分布式電站案例分析河北省邢臺市威縣某汽車制造廠10MW屋頂分布式光伏項目項目概況1、該項目采用的是“全額上網(wǎng)”的并網(wǎng)模式。2、所有的屋面均為彩鋼板屋面 ，地面建設(shè)一部分汽車停車棚及電動汽車充電樁。3、輕鋼屋面的光伏電站尤其要注重原建筑物的結(jié)構(gòu)安全性。河北能源工程設(shè)計有限公司五、屋頂分布式電站案例分析河北省石家莊市某藥業(yè)集團1.5MW屋頂分布式光伏項目項目概況1、項目采用5478塊280Wp單晶硅光伏組，建設(shè)規(guī)模 為1.53384MW。項目位于某藥業(yè)公司院內(nèi)的公用工程 樓、針劑車間、制劑一車間、提取二車間、國際制藥 二車間、飲品車間共計6個混凝土框架結(jié)構(gòu)屋面上。2、項目利用的廠房均為鋼筋混凝土框