中国能源建设集团广东火电工程有限公司
摘要:屋顶建筑建设分布式光伏电站充分利用太阳能发电,发挥光能源的作用,应对能源紧缺问题,在当前被广泛应用。在屋顶分布光伏电站施工中,强化施工控制要点,利用有效的措施保证施工质量,发挥新能源的优势,保证施工效果。本文对概述了屋顶分布式光伏电站的特点及施工流程,探讨施工控制措施,以供参考。
关键词:屋顶分布式光伏点站;施工要点;控制
引言
近年来随着经济的发展,能源问题是当前人们需要解决的新问题,绿色能源成为当前发展的热门话题。太阳能资源丰富,作为一种可再生的清洁能源,若能够充分利用太阳能,将有效的解决当前日益严峻的能源问题。光伏发电作为我国政府大力扶持的项目,主要在房顶建设。随着分布式光伏发电的技术和政策的发展,利用光伏发电构建新型发电网络,以此充分发挥太阳能的作用。在房顶分布式光伏电站建设过程中,要强化施工控制,保证施工效果,建设能隔热降、又美观试用的光伏发电设施,同时创造绿色收益,践行能源可持续发展战略。
屋顶分布式光伏电站沿着屋顶进行平铺设计,和屋面形成一定的斜角,以保证光能覆盖面,光伏组件一般由导轨、压块以及配套紧固件构成,和屋顶形成良好的连接,同时布置逆变器、汇流箱等,构建屋顶分布式光伏电站[1]。屋顶分布式光伏电站具有一定的重量,需要保证屋顶的承受力,尤其是一些工业房屋顶面,一般采用的是彩钢结构,承受力有限,要预先进行处理,并规划施工方案,做好屋面和各组件之间的连接。
2.屋顶分布式光伏电站施工要点及控制措施
2.1施工流程
屋顶分布式光伏电站施工中需要遵循以下流程:
图一 屋顶分布式光伏电站施工流程
2.2屋顶处理
屋面处理主要分为屋顶加固和屋面处理两部分。由于光伏电站具有一定的重量,因此要保证屋顶的承载能力,一般混凝土屋面具有较大承载能力,不用另做加固处理,但是在工业房屋、农村砖瓦结构房屋安装中,由于其承载成立有限,需要进行加固处理。面法和增加支点加固法是常用的加固方法,增加屋顶的承力点,强化结构的稳定性,以保证良好的加固效果。屋面处理首先要保证屋面的防渗透效果,一旦完成光伏电站施工,将给屋顶的防渗漏检修造成不便,因此需要对屋顶的防渗漏效果进行检修,重新做好防水处理[2]。同时,对于金属结构的屋顶,需要做好防辐射、防锈处理,尤其是已经出现锈迹的地方,是屋面处理的重点。做好防腐蚀、防锈处理或,再进行防水处理,保证屋面符合施工要求。
2.3支架施工
在安装中,首先要做好定位放线,根据施工设计方案的要求,对施工现场的进行测量,看是否和施工要求一致。然后对屋顶布置的其他设施进行勘察,避免因光伏电站施工影响其他设施的使用。
其次,要做好基础处理,屋顶光伏组件的支架形式有地基础、条形基础、锚杆混泥土支墩等基础形式。若是屋顶结果为彩钢结构,安装夹具安装即可,无需考量土建基础。在这一过程中,对于水泥屋顶,需要避免屋面不平整造成的基础垂直度偏差、模具安装不牢固、偏模等问题,同时要保证混凝土振捣牢实度,避免出现空鼓、露筋、蜂窝等问题。在彩钢屋顶面进行夹具安装,需要根据彩钢屋面的宽度和波峰距离规划好夹具的数量、位置,并保证其均匀分布,避免采光薄弱面。安装夹具时,要注意粘接方式,处理接触面的灰尘、水珠等,保证粘接效果。
基础工作完成后,即可进行支架安装。对于水泥屋顶,光伏组件的支撑固定形式主要为水泥屋面钢支架,每组都必须要有横梁、前后立柱,以保证钢支架的承载能力,在施工中要避免出现紧固件平垫、弹垫缺失等情况,同时保证紧固螺栓,保证稳固程度[3]。对于彩钢屋面,一般采用铝合金导轨支架,夹具和导轨之间采用T型螺栓固定。在拼接时必须要采用和导轨配套的连接件,单根导轨拼接数量不超过三根,以保证安装效果。
2.4组件安装
光伏发电组件是太阳能光伏发电系统的核心部件,组件有电池片、背板、EVA、玻璃、边框等组成。其中发电池组作为易碎材料,需要做好保护设施,无论是前期的运输保存、现场的施工 以及后续维护环节中,都需要保证其安全性,做到轻拿轻放、严谨踩踏。在进行组件安装施工时,要注意组件的装卸,尤其是人工搬运过程中,要做好防护措施,避免出现人为损坏;对于施工现场的各个工具要做好保管,不可随意丢弃。对于电路元件安装,是组件安装的重点,尤其是不同电流档位的组装、混装,要严格遵从施工方案,避免出现装错等位。在安装中,要使用专用子母插头,需要重点监控,1*4的电缆端头录去绝缘长度需要大于1cm,子母插头处用专用压接钳压牢,并做好防水处理,以免出现子母插头压接不实等问题、串线短路等问题。组件接地需要将金属部件和防雷装置进行点位连接,并接入地下。在连接时使用4-6m2的铜线,并保证接地应牢固可靠,导通良好。
2.5电缆桥架及保护管安装
电缆桥架安装工,要根据屋面的强度合理的选择桥架材质。对于水泥屋顶,选择时需要保证其防腐蚀性能以及结实度,限制条件不多。而对于彩钢屋面,由于承载能力有限,最好选择较轻的铝合金材质。桥架之间通过横担连接,横担的距离要进行控制,一般在1.2-1.8m左右。桥架根据屋面的走向安装,要考量到屋顶其他建筑设施的影响。为了保证安全性,所有外漏的电缆要进行处理,尤其是彩钢屋面,由于其具有较大的导电性,电缆都需要穿管防护;由于屋面的承载能力有限,建议选择PVC、PE等非金属耐腐蚀轻质管材。
2.6电缆施工
电缆敷设工程包括配电室、光伏厂区电缆敷设。该施工的难点是屋面电缆至变压器或者配电房的垂直下降部分,要保证电缆敷设的牢固度,做好安全处理,加强电缆敷设的效果[4]。在电缆安装前,需要做好勘测工作,规划电缆路线,避免通过通风口、空调外机等热力管道设备;在垂直段,一般选择梯式桥架,当有需要进行垂直转弯时,转弯的半径需要在电缆直径的20倍以上。同时在规划敷设路径时,需要避免有强腐蚀或者电流电化学腐蚀严重的地段,以保障电缆的安全性。
3.屋顶分布式光伏电站建设案例
光伏发电一般应用于日照比较充足的地区,例如在广东省,年总太阳辐射量比较充足,十分适合利用太阳能资源。同时广东生比较注重太阳能的利用,通过推动广东省工商业屋顶分布式光伏电站建设,助力实现“双碳”目标,大力推进分布式光伏发展,制定了多项相关政策,持续推动屋顶分布式光伏电站广电站建设。截止2022年5月,广东省全省工32个十点规划装机容量约808万千瓦,大力提升并网效率,累计(含存量项目)备案容量261万千瓦,并网容量103.9万千瓦。
尤其是广东生商业企业众多,众多工厂屋顶面积大、用电需求量,这为屋顶分布式光伏电站建设体用基础(如图一所示)。在国家相关政策的支持下,广东省分布式光伏快速发展,从2019年底的308万千瓦增长到2021年底的514万千瓦,年均增长速度约30%;2021年全省分布式光伏发电量约50亿千瓦时,折合减少替代电煤碳排放392.35万吨,其中自发自用部分约29亿千瓦时,约占分布式光伏发电电量的58.3%。
结束语
屋顶分布式光伏电站可以充分利用太阳能资源,具有较大运用前景。在屋顶分布式光伏发电施工中,要根据施工流程,控制好屋顶处理、支架施工、组件安装、电缆桥架及保护管安装、电缆施工等环节,严格遵循施工方案,控制好施工质量,保证施工效果。从而实现绿色能源的良好应用,推动我国新能源事业的发展,践行可持续发展国策。
参考文献
[1]肖仁周.分布式光伏电站建设成本及收益分析[J].科技创新与应用,2020(30):64-65.
[2]熊建英,陈潜,陈超. 工业建筑屋顶分布式光伏电站施工技术[C]//.2018年江西省电机工程学会年会论文集.,2019:307-309.
[3]李萌.分布式光伏电站施工管理探讨与思考[J].居舍,2021(25):106.
[4]朱建群,吴泽华,李阳春,周国良.屋顶分布式光伏电站项目的风险控制[J].太阳能,2019(02):29-32.