屋面太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安裝施工技術(shù)應(yīng)用

陳旭炯 （安徽省第一建筑工程公司，安徽 合肥 230031）

0 前 言

能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，潛力無(wú)限的太陽(yáng)能是一種清潔、高效且可持續(xù)的再生能源，具有巨大的開發(fā)利用潛力。屋面太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)安裝施工技術(shù)的應(yīng)用，將會(huì)極大推動(dòng)屋頂電站的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與電能的轉(zhuǎn)換，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效果，應(yīng)用前景廣闊。

1 特 點(diǎn)

①可以有效利用建筑物屋頂，無(wú)需占用土地資源。

②可原地發(fā)電、原地用電，節(jié)省電站送電網(wǎng)的投資，也可送入電網(wǎng)。

③并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)沒(méi)有噪音、沒(méi)有污染物排放、不消耗任何燃料，綠色環(huán)保。

2 工藝原理

建筑與光伏系統(tǒng)相結(jié)合，把封裝好的光伏組件安裝在建筑物的屋頂上，組成光伏發(fā)電系統(tǒng)，利用光伏陣列將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成直流電能，通過(guò)匯流箱輸送至直流柜，由逆變器將直流電逆變成交流電，再通過(guò)變壓器變壓并入電網(wǎng)使用。

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→支架基礎(chǔ)構(gòu)件安裝→電池板支架安裝→光伏組件安裝→電氣工程安裝（匯流箱安裝→橋架安裝→線纜安裝→直流柜安裝→逆變器安裝→變壓器、光伏并網(wǎng)柜安裝）→調(diào)試并網(wǎng)。

3.2 操作要點(diǎn)

3.2.1 施工準(zhǔn)備

做好光伏屋面的清理工作，上下屋面的梯子安裝工作，施工用電引至現(xiàn)場(chǎng)，認(rèn)真學(xué)習(xí)圖紙，做好安全技術(shù)交底工作。

3.2.2 定位放線

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)太陽(yáng)能電站方位，將指南針?biāo)椒胖迷诘孛妫页稣戏降钠叫芯€。依據(jù)基礎(chǔ)控制軸線，確定立柱的中心位置，彈出基礎(chǔ)縱橫向型鋼軸線，誤差≤±20mm。

3.2.3 支架基礎(chǔ)構(gòu)件的焊接

基礎(chǔ)縱橫型鋼構(gòu)件采用焊接的方式，滿焊，端部與女兒墻等建筑構(gòu)件固定牢固，支架鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行防腐除銹處理，采用紅丹防銹漆打底，銀灰色面漆二度。

3.2.4 電池板支架安裝

L100×40×5連接塊與地墩預(yù)埋件焊接，80×40×3方鋼與扣件連接，電池板組件背板與扣件連接，見圖1。

3.2.5 太陽(yáng)能電池板的安裝

3.2.5.1 電池板的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)

太陽(yáng)能電池板應(yīng)無(wú)變形、損壞、劃傷及裂紋等，測(cè)量太陽(yáng)能電池板在陽(yáng)光下的開路電壓，電池板輸出端與標(biāo)識(shí)正負(fù)應(yīng)吻合。

3.2.5.2 電池板安裝

電池板在運(yùn)輸和保管過(guò)程中，應(yīng)輕搬輕放，組件在搬運(yùn)、固定過(guò)程中，確保組件安全。組件放在支架上后，一人扶住以防滑落，另一人則由上往下用螺母把組件固定在支架上，在沒(méi)有對(duì)支架上的螺絲擰緊前，要對(duì)方陣外觀進(jìn)行調(diào)整，使各個(gè)組件之間的間距基本一致，使各行各列之間橫平豎直。

電池板的安裝應(yīng)自下而上逐塊安裝，并緊固電池板螺栓；電池板的聯(lián)接螺栓應(yīng)有彈簧墊圈和平墊圈，緊固后應(yīng)將螺栓露出部分及螺母涂刷油漆，做防松動(dòng)處理。

3.2.5.3 電池板安裝面的粗調(diào)

調(diào)整首末2根電池板固定桿的位置，將其緊固，將放線繩系于首末2根電池板固定桿的上下兩端，將其繃緊作為基準(zhǔn)，調(diào)整其余電池板固定桿，使其在一個(gè)平面內(nèi)并預(yù)緊固所有螺栓。

3.2.5.4 電池板調(diào)平

將2根放線繩分別系于電池板方陣的上下兩端，將其繃緊作為基準(zhǔn)，分別調(diào)整其余電池板，使其在一個(gè)平面內(nèi)并緊固所有螺栓。

3.2.5.5 電池板接線

根據(jù)圖紙確定電池板的接線方式，保證接線正負(fù)極正確。

3.2.6 電氣工程安裝

3.2.6.1 匯流箱安裝

①箱體在搬運(yùn)過(guò)程中，防止傾倒和劇烈震動(dòng)，確保設(shè)備完好無(wú)損，做好開箱檢查記錄。

②匯流箱安裝應(yīng)牢固，確保與電纜安裝之間的安全距離；連接角鋼與匯流箱的螺栓需要加橡膠軟墊，確保匯流箱內(nèi)的防水，見圖2。

3.2.6.2 橋架安裝

①檢查橋架是否符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)無(wú)明顯變形。

②橋架采用螺栓連接，鋸口采用手鋸。螺栓應(yīng)緊固，螺母應(yīng)位于托架的外側(cè)。支架應(yīng)與托架的橫撐平行。

③在電纜入盤口處，用電纜托盤或角鐵與托架相連，便于電纜進(jìn)盤時(shí)的排列，保留300mm以上的寬度通道。

④電纜橋架組裝時(shí)的水平度、垂直度誤差應(yīng)符合規(guī)范要求，電纜托架施工完畢后，每段橋架均應(yīng)有兩點(diǎn)及以上與屋內(nèi)接地干線相連。

3.2.6.3 電線、電纜敷設(shè)

①指揮人員組織作業(yè)人員進(jìn)行技術(shù)、質(zhì)量和安全交底，配齊所需工器具及材料。

②電線、電纜進(jìn)場(chǎng)后，必須進(jìn)行檢查驗(yàn)收合格。

③敷設(shè)時(shí)采用人力牽引，電線、電纜要排列整齊，不得有交叉，拐彎處以最大截面允許彎曲半徑為準(zhǔn)，不同等級(jí)電壓的電纜應(yīng)分層敷設(shè)，高壓電纜在上層。電纜彎曲兩端均用電纜卡固定。敷設(shè)分以下幾個(gè)部分：

a.光伏組件的線纜連接：使用4mm2的導(dǎo)線，光伏組件有2根電纜引出，必須確認(rèn)接線正負(fù)極性，將線纜引到匯流箱內(nèi)。

b.匯流箱到逆變器接線：匯流箱內(nèi)并聯(lián)接線，并把組件串的編號(hào)標(biāo)記在電纜上，按標(biāo)記和圖紙進(jìn)行接線。

c.逆變器到變壓器、高壓并網(wǎng)柜布線：根據(jù)設(shè)計(jì)要求，將逆變器的輸出電纜連接到并網(wǎng)配電柜，做好相應(yīng)的標(biāo)記。

④電纜防火封堵應(yīng)在機(jī)組整套試運(yùn)前進(jìn)行，封堵重點(diǎn)在盤柜進(jìn)線孔處、橋架出口處、分支處、保護(hù)管管口處；橋架按設(shè)計(jì)要求分段封堵，封堵完畢蓋上橋架蓋板。

3.2.6.4 配電房室內(nèi)盤、柜安裝

①基礎(chǔ)型鋼制作安裝：根據(jù)配電盤的尺寸及鋼材規(guī)格大小而定，制作時(shí)先將型鋼矯平矯直，再按圖紙要求加工好基礎(chǔ)型鋼，并進(jìn)行除銹防腐；安裝時(shí)，應(yīng)用水準(zhǔn)儀、水平尺找正、找平；型鋼埋設(shè)及接地線焊接好后，外露部分應(yīng)做好防腐處理。

②直流柜安裝：

a.搬運(yùn)過(guò)程中確保設(shè)備完好無(wú)損,按規(guī)定進(jìn)行開箱檢查，開箱記錄應(yīng)簽字確認(rèn)；

b.按順序?qū)⒐穹旁诨A(chǔ)型鋼上，確保盤柜支架牢固，柜體的垂直及水平誤差應(yīng)符合規(guī)范要求；

c.盤柜的接地應(yīng)牢固良好，每臺(tái)盤柜宜單獨(dú)與基礎(chǔ)型鋼做接地連接。

③逆變器安裝：

a.搬運(yùn)過(guò)程中確保設(shè)備完好無(wú)損,按規(guī)定進(jìn)行開箱檢查，開箱記錄應(yīng)簽字確認(rèn)；

b.保持逆變器周圍空氣流通順暢，前方應(yīng)留有足夠空隙，易于觀察數(shù)據(jù)及維修；

c.直流輸入引線應(yīng)連接到端子排上相應(yīng)的端子上，注意確保接線正確、安全、牢固；

d.確保輸入輸出開關(guān)都處于斷開狀態(tài),接地線連接應(yīng)緊密、牢固、油漆完好，防腐處理應(yīng)均勻，無(wú)遺漏。

④變壓器安裝、高壓10kV光伏并網(wǎng)柜安裝：

a.變壓器到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)進(jìn)行器身檢查，合格后檢查人員簽字確認(rèn)，根據(jù)柜底固定螺孔尺寸，在基礎(chǔ)型鋼上用手電鉆孔，采用螺栓連接，安裝位置正確，附件齊全，母線連接應(yīng)緊密牢固，防腐處理應(yīng)均勻，無(wú)遺漏，變壓器及柜體外殼應(yīng)可靠接地；

b.變壓器安裝完畢，帶額定負(fù)荷并連續(xù)運(yùn)行24h后，無(wú)異常情況時(shí)辦理交驗(yàn)手續(xù)后方才具備通電條件；

c.并網(wǎng)柜安裝完畢后應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)和調(diào)整，然后進(jìn)行模擬試驗(yàn)，做好送電前的準(zhǔn)備工作。

3.2.6.5 接地裝置安裝

①為保證人身安全，所有電氣設(shè)備外殼都應(yīng)接至專設(shè)的接地干線。

②太陽(yáng)能方陣接地：每隔10m～15m，用黃綠線和支架相連接，每排方陣的邊緣采用25×3鍍鋅扁鐵，用焊接的方式與支架連接。焊接應(yīng)牢固，位置正確，接地扁鐵多點(diǎn)匯總后連接到建筑物原有的防雷接地網(wǎng)上。

③接地防腐處理應(yīng)均勻、無(wú)遺漏，接地電阻必須符合規(guī)范規(guī)定，做好測(cè)試記錄。

3.2.7 調(diào)試并網(wǎng)

3.2.7.1 調(diào)試準(zhǔn)備

①編制調(diào)試方案，按方案?jìng)浜脙x表、工具及調(diào)試記錄表格。

②熟悉系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料，計(jì)算狀態(tài)參數(shù)，掌握光伏組件、逆變器、光伏發(fā)電系統(tǒng)工作原理。

③調(diào)試前，對(duì)逆變器、配電柜、配電箱試運(yùn)行，設(shè)備完好符合設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行調(diào)試工作。

④檢查光伏接線、逆變器、配電柜接線、組件連接、保護(hù)裝置、電氣設(shè)備接線等是否正確。

3.2.7.2 系統(tǒng)性能的檢測(cè)與調(diào)整啟動(dòng)系統(tǒng)設(shè)備，觀察逆變器、配電柜是否正常工作。檢查監(jiān)控軟件是否正常顯示光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量、電壓、頻率等系統(tǒng)參數(shù)。

3.2.7.3 調(diào)試運(yùn)行驗(yàn)收合格，并入電網(wǎng)。

4 質(zhì)量控制及保證措施

4.1 施工質(zhì)量控制

①太陽(yáng)能電池板支架基座應(yīng)穩(wěn)固，與屋面連接可靠。

②配電盤、柜、屏、箱安裝垂直度、平整度等應(yīng)符合規(guī)范要求。

③橋架及其支架和引入或引出的電纜導(dǎo)管必須接地（PE）或接零（PEN）可靠。

④電纜敷設(shè)嚴(yán)禁存在絞擰、鎧裝壓扁、護(hù)層斷裂和表面嚴(yán)重劃傷等缺陷。電纜的首端、末端和分支處應(yīng)設(shè)標(biāo)志牌。

4.2 質(zhì)量保證措施

①建立健全項(xiàng)目組織機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)對(duì)施工人員技術(shù)交底，增強(qiáng)工人的質(zhì)量意識(shí)，嚴(yán)格按工序施工程序及質(zhì)量要求進(jìn)行施工。

②進(jìn)場(chǎng)的材料必須有材質(zhì)證明、出廠合格證和檢驗(yàn)報(bào)告。

③質(zhì)檢人員必須嚴(yán)格控制施工中的質(zhì)量，在施工過(guò)程中嚴(yán)格把關(guān)，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題及時(shí)整改。

5 安全環(huán)保措施

①進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)人員要進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)安全教育，提高安全意識(shí)，正確佩戴勞保防護(hù)用品。

②組件在運(yùn)輸及安裝過(guò)程中，選擇合理的吊點(diǎn)及工具，保證設(shè)備安全。

③用火現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)注意周圍環(huán)境，遠(yuǎn)離易燃物，并配齊必要的滅火器材。

④安裝中要注意方陣的正負(fù)極兩輸出端，不能短路，否則可能造成人身事故或引起火災(zāi)。

⑤維持施工現(xiàn)場(chǎng)的衛(wèi)生，及時(shí)清理和打掃現(xiàn)場(chǎng)廢料；對(duì)設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)查、清掃和維護(hù)保養(yǎng)。

6 結(jié)束語(yǔ)

太陽(yáng)能光伏建筑一體化發(fā)電技術(shù)屬建設(shè)部10項(xiàng)新技術(shù)，筆者公司在“合肥金太陽(yáng)示范工程”項(xiàng)目合肥三十八所機(jī)載中心綜合樓等多個(gè)工程建設(shè)中，在建筑物屋頂安裝太陽(yáng)能電池板光伏發(fā)電系統(tǒng)，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效果，它是一種清潔、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的新型能源，應(yīng)用前景極其廣闊。

[1] GB50205-2001，鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001.

[2] GB50303-2011，建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2011.

[3] GB/T 19964-2012，光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2013.