分布式屋顶光伏安装快速施工技术

分布式屋顶光伏安装快速施工技术

徐巍 ,李宵 ,李勇

 中国水利水电第九工程局有限公司                邮编:550000

摘要：绿色清洁能源已成为今后发电行业技术发展的必然趋势，本文旨在对分布式光伏电站的安装快速施工方式进行研究，对目前屋顶光伏建设过程中存在的问题进行分析，针对不同的屋面提出了不同的快速施工方法，加快光伏支架的安装施工速度，利用多项举措推动分布式光伏项目的可持续发展。

关键词：分布式光伏；工程建设；清洁能源；快速施工；安装方案

0引言

随着环境保护政策的推行，清洁能源得到了前所未有的应用。近年来，太阳能因其易得性、普遍性和清洁性，其利用迎来一个光辉时期。光伏发电安全可靠，无噪声，无污染排放，可方便地利用于光伏建筑集成，也得到了前所未有的应用。近年来光伏发电规模飙升，光伏发电规模的飙升背后是对土地需求的不断攀升[1]，分布式光伏发电是光伏发电系统中的一种。运行方式有“自发自用”“自发自用、余电上网”“全额上网”等多种形式，应用场景主要包括党政机关、公共建筑、工商业、农村农户，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施[2]；分布式光伏发电不但解决了往常光伏电站占用耕地的弊端，同时还使闲置的屋面得到了充分利用[3]。特别是光伏发电项目逐步分布式光伏电源相比于传统的电源系统，太阳光辐射的时间跟辐射强度以及客观环境变化等因素会对其造成严重影响，进而使得该能源的输出功率会出现一定的浮动跟变化[4]。

目前，分布式光伏系统结构方案相对固化，传统光伏建设项目施工方法也存在问题，其一般在工程施工过程中，将粗加工原材料，几乎全部为散件，运至现场，在项目地点由设计方施工单位进行现场加工下料并安装，受项目所在地因素制约较多，施工环境差，施工难度大，施工效率低下，成本较高。

1不同类型屋面光伏电站快速施工分析

1.1彩钢板屋面快速安装方案

彩钢板本身具有凸起的棱，彩钢板凸起的棱有效提升彩板纵向的强度，所以利用彩钢板上的棱不但保证了光伏支架的支撑强度。在结合与彩钢板形状片匹配的夹具夹持在彩钢板上可以极大程度的提高施工速度。

施工前先统计彩钢板的类型，根据彩钢板的类型定制夹具；安装时夹具夹持在彩钢板的棱上，轨道安装在夹具上，光伏组件以平铺为主，不考虑最佳倾角，通过螺栓将光伏组件固定于支架上，支架通过氧化处理避免被腐蚀。

图1彩钢板屋面光伏组件安装图

图2夹具结构图

1.2泥瓦屋面快速安装方案

坡屋面建筑采用屋面瓦的居多，瓦屋面在农村房屋上使用广泛。屋面瓦种类很多，主要的分类方法是根据其原料来分类。其中粘土瓦、彩色混凝土瓦、玻璃瓦、玻纤镁质波瓦、玻纤增强水泥波瓦、油毡瓦主要用于民用建筑的坡型屋面。

瓦屋面采用瓦屋面专用支架，在施工时仅需要将对应位置处的瓦片揭开，将支架的下端伸入通过螺栓固定于檀条或横梁后，在将瓦片复原，支架顶部通过螺栓固定在光伏横梁下端。

由于没有使用混凝土，所以不会破坏瓦面的原始结构，也省去了混凝土的凝固时间，极大程度的提高了瓦屋面支架安装速度。

图3

1.3混凝土屋面快速安装方案

混凝土结构屋面在农村是最常见的一种屋面形式，由于混凝土屋面支撑强度大，易调节和安装，所以在混凝土结构屋面上建设光伏系统需根据全年最高发电量来进行电站倾角以及方位角的设计使发电效率相对于瓦屋顶系统以及彩钢瓦系统有较高提升，系统设计更合理。

在安装时使用预制水泥基础，预制水泥基础承载能力强，抗洪抗风效果好，受力可靠，并且不会破坏水泥屋顶，强度好，精度高，且施工简单、方便、不需要大的施工设备；并且由于预制水泥基础和施工过程可以分别独立进行，预制基础的凝固周期不会影响支架的安装，并且基础内埋设的钢板或螺栓可以和支架快速连接，同样提升了混凝土屋面的支架安装速度。

预制混凝土基础大小为0.3m×0.3m×0.3m的水泥镦，基础预埋钢板或螺栓，支架通过螺栓或焊接固定在基础上，光伏组件通过螺栓或者铝合金压块固定于支架上。

图4

2支架排布方式

支架各部安装必须要保证垂直度及水平度，各部连接螺栓紧固度及方向应符合设计图纸、规范及厂家提供的安装指导书等要求，确保安装可靠与美观。

在正南北向大面积规则坡面屋顶或斜面彩钢屋顶光伏板安装施工，应注意屋面的坡度与组件阵列最佳安装倾角相匹配以及前后矩阵距离，避免前光伏板阴影遮挡，确保接受辐射量最大化。

3组件安装及串接工艺

光伏组件安装与串接工艺与普通光伏发电项目相同，严格按照有关标准及厂家提供的作业指导书进行施工。受上层气流扰动影响，易发生组件压块松动，造成组件掉落。光伏项目组件安装过程中特别要注意光伏组件安装的牢固度，还可建议组件、支架生产厂家增加压块安装孔，提高牢固度和安装速度。组件接串接线满足容量要求、接头干净无异物、接头插接牢固无虚接现象，连接线在线槽内敷设平整并安装线槽盖。线缆穿孔处除用防火泥封堵外，还增加防火隔板，涂刷防火涂料。

4电气设备安装工艺

布线排管时首先注意安全性问题，能走暗线时尽显走暗线，不走明线，同时注意管子的美观性;在安装逆变器时，确保输入输出开关都处于断开状态。绝对禁止直流输入与逆变器输出端相连，禁止输出电路短路或接地;直流输入与逆变器之间的连线应尽可能地短;进行连接过程应选择不同颜色线缆以作区别。正极红色，负极蓝色接线端子时，务必牢固，禁止松动。

逆变器安装应放于高处、周围空气流通顺畅、远离生活的地方。安装之前，做好准备工作，检查产品配件是否齐全、安装环境是否符合要求，安装前的布局是否得当。在安装时，两人配合，务必安装牢固，严禁有松动、左右摇摆等问题。安装好以后务必进行检查，检查内容包括光伏阵列的检查、交流侧接线检查、直流线侧接线检查以及整个逆变器的固定检查。配电箱应安装于大于或者等于1.3m之上的墙壁上，安装时注意用电安全。如果线缆需穿墙穿管，必须用防水、防火材料加以封闭确保其安全。

5应用情况

贵州铜仁市松桃县整县作为屋顶分布式光伏开发试点项目及龙源新能源有限公司海勃湾区整区屋顶分布式光伏项目，松桃光伏项目规划装机直流侧装机容量60MWp，拟采用国产540Wp双面双玻单晶硅太阳电池组件；乌海光伏项目建筑屋顶可开发量共计约108.1MWp，拟采用国产550Wp单面单玻单晶硅太阳电池组件。建于党政机关建筑物、学校、医院、村委会等公共建筑物、工商业厂房及农村居民房屋顶，选择以砌体结构、平屋顶房屋及彩钢瓦屋面作为重点开发区域。根据年平均发电量计算，每年可节约1.6万吨标准煤，每年减排二氧化碳约5.02万吨，每年减排二氧化硫约1509吨。本项目的建设将有力地推动贵州省及内蒙古自治区光伏发电事业的发展，为铜仁地区及乌海海勃湾地区规模化发展太阳能发电项目提供更好的工程经验和试验平台，利用本文的快速施工技术缩短了6个月的工期。

6结论

分布式屋顶光伏发电是土地资源日益紧张的情况下，清洁能源发展的必然趋势，本文针对分布式屋顶的多样性提出多种光伏电站的快速安装施工方案，考虑了屋顶的承载能力，通过对不同屋面支架的优化设计，提供了安全可靠、工艺简单的快速光伏支架安装形式，使分布式屋顶光伏施工过程中的成套设备安装加固模式选择更具合理性、经济性、创新性；确保工程施工的高效、稳定进行，解决了用地的合理性、经济性、创新性。确保工程发电施工的高效性、稳定性及资源合理性；掌握了光伏组件安装的先进性、安全性、高效性施工技术。

7参考文献

[1]韩琪,王朝,张晓琪.屋面光伏项目特点与工程建设的探讨[J].华电技术,2018,40(03):70-73+76+80.

[2]田野.浅析宁夏地区屋面分布式光伏工程建设管理[J].农电管理,2022(12):54-55.

[3]任建龙,姜欣蔚,胡靖宇.不同类型农村屋面结构的分布式光伏电站建设方法分析[J].绿色科技,2019(04):131-132+134.DOI:10.16663/j.cnki.lskj.2019.04.048.

[4]肖伟超. 农村分布式光伏发电系统优化设计[D].南昌大学,2018.