分布式光伏發(fā)電設(shè)計及安裝分析

王超博

（國華巴彥淖爾（烏拉特中旗）風(fēng)電有限公司，內(nèi)蒙古 巴彥淖爾 015000）

引言

在設(shè)計與安裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的過程中，需要對屋頂屋面等基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)進行全面評測，并對測量放線工作的實施質(zhì)量進行客觀評估和統(tǒng)計分析。根據(jù)分布式光伏發(fā)電不同類型組件和支架結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案，對光照時間和強度等各項外部影響因素進行可行性評估和分析，并保障安裝容量和供配電效率在安全以及合理的范圍之內(nèi)。

1 分布式光伏發(fā)電的設(shè)計要點

1.1 組件布局和傾角設(shè)計

在對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)進行整體設(shè)計和局部設(shè)計的過程中，需要對光伏組件的整體布局和傾斜角進行重點設(shè)計，也需要從經(jīng)濟效益、環(huán)保以及安全等不同層面進行需求分析和可行性評估[1]。在綜合考量各類光伏發(fā)電組件的重量和型號等相關(guān)參數(shù)的基礎(chǔ)之上，將屋頂屋面結(jié)構(gòu)以及承載能力進行客觀評估，還需要合理配置對應(yīng)的運行監(jiān)測以及安裝維護措施，并將分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體布局設(shè)計方案進行可視化分析。很多分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中的組件和支架結(jié)構(gòu)都會受到經(jīng)緯度以及光照時間強度等數(shù)據(jù)參數(shù)的影響，因此在進行傾角設(shè)計的過程中，相關(guān)技術(shù)人員需要重點參考和引用本地資源數(shù)據(jù)，并結(jié)合GIS系統(tǒng)中的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，及時制定經(jīng)濟和環(huán)保安全的傾角設(shè)計方案。根據(jù)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)組件裝置以及支架結(jié)構(gòu)的基本排布形式，傾角的合理區(qū)間需要與地面水平方向基本一致，并對發(fā)電量以及系統(tǒng)組裝過程中隱藏的安全和性能問題進行預(yù)先處置。

1.2 支架以及組件方陣間距設(shè)計

在確定分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體布局以及傾斜角之后，還需要根據(jù)實際建設(shè)條件以及地理位置，合理設(shè)計支架以及光伏組件的方陣間距，并保障南北方向和東西方向的間距計算結(jié)果在合理范圍之內(nèi)[2]。在對固定組件方陣進行集中安裝和系統(tǒng)配置操作的過程中，將有效光照時間和傾斜角進行有序確定，并對最小安裝間距數(shù)值進行詳細記錄和統(tǒng)計分析。將太陽方位角、太陽高度角、太陽能電池板最大高度等相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)代入到計算公式之中，并將光伏組件橫向雙排的傾角支架安裝形式進行模擬統(tǒng)計分析。在對支架以及組件方陣間距進行集中設(shè)計和安裝配置工作的過程中，需要對組件之間的間隙進行合理保留，并保障傾斜面的寬度和長度在規(guī)定誤差范圍之內(nèi)。但是在后續(xù)傾斜支架結(jié)構(gòu)以及光伏組件安裝工作過程中，還需要根據(jù)屋頂屋面混凝土鋼筋結(jié)構(gòu)的承載能力，有效排查安全隱患因素和運維管理風(fēng)險問題。

1.3 混凝土屋頂載荷計算

在對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)進行全局設(shè)計和安裝施工作業(yè)的過程中，需要結(jié)合混凝土屋頂?shù)妮d荷計算公式，精準(zhǔn)測算各項光伏組件以及支架結(jié)構(gòu)對屋頂屋面結(jié)構(gòu)的作用力。雖然分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)裝置普遍具有自重較輕以及經(jīng)濟效益突出等顯著優(yōu)勢，但是也需要結(jié)合建筑物屋頂屋面結(jié)構(gòu)的差異性和獨特性，并對水泥基礎(chǔ)固定鋼支架的安裝效果進行水平和垂直計算[3]。在對混凝土屋頂載荷范圍進行詳細測算的過程中，還需要將單塊電池板的面積、傾斜投影面積、單位重量以及承重設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進行嚴(yán)格比對，并保障建筑物屋頂屋面結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，但是也需要額外應(yīng)用低空和高空作業(yè)安全防護措施。

2 分布式光伏發(fā)電的安裝要點

2.1 放線以及驗線

由于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計與安裝工作流程相對固定，因此更需要精準(zhǔn)管控各項工作指標(biāo)，并保障放線以及驗線工作質(zhì)量的穩(wěn)定性。部分民用以及商用建筑物的屋面屋頂結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，分布式光伏發(fā)電組件以及支架結(jié)構(gòu)的安裝作業(yè)質(zhì)量并不穩(wěn)定，因此在施工準(zhǔn)備階段以及放線驗線階段，施工作業(yè)現(xiàn)場的相關(guān)技術(shù)人員和管理人員也需要嚴(yán)格審核相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)和量化指標(biāo)是否符合預(yù)期設(shè)計需求。在進行放線測量以及驗線等工作的過程中，需要結(jié)合全站儀等高精密度的測量測繪儀器設(shè)備，充分運用GPS系統(tǒng)以及GIS系統(tǒng)提升數(shù)據(jù)信息的精確度和可靠度。通過多次放線以及驗線工作，相關(guān)施工技術(shù)人員以及管理人員能夠在施工現(xiàn)場采集到更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息，但是需要對后續(xù)組件安裝以及混凝土制備工序的實施效果進行全面模擬和可視化分析。

2.2 混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)制作以及太陽電池支架安裝

在對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)進行詳細設(shè)計和制作的過程中，也需要對后續(xù)安裝工序進行質(zhì)量檢驗和目標(biāo)管理。因此，在施工作業(yè)現(xiàn)場集中制作混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的過程中，需要按照安全以及節(jié)能環(huán)保等基本施工作業(yè)原則進行有序?qū)嵤⒈Ｕ虾罄m(xù)太陽電池支架安裝工序的穩(wěn)步進行。根據(jù)分布式光伏電站中組件安裝順序，在制作混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的過程中，還需要結(jié)合安全性能指標(biāo)以及抗震加固性能指標(biāo)的測算結(jié)果，并保障鋼筋混凝土基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和可靠性在預(yù)定范圍之內(nèi)。在集中安裝太陽電池支架結(jié)構(gòu)的過程中，還需要結(jié)合設(shè)計方案和施工圖紙中的相關(guān)數(shù)據(jù)參數(shù)，對太陽電池的支架傾斜角進行多次測量和復(fù)驗，并保障平面和垂直立面結(jié)構(gòu)之間的銜接固定效果符合預(yù)期施工需求?；炷粱A(chǔ)結(jié)構(gòu)制作以及太陽電池支架安裝工序，需要在安全節(jié)能環(huán)保的施工場地進行。

2.3 光伏發(fā)電組件安裝和線纜連接

根據(jù)分布式光伏發(fā)電項目的設(shè)計方案和施工圖紙，需要嚴(yán)格檢驗光伏發(fā)電組件的安裝質(zhì)量以及線纜連接質(zhì)量。為全面貫徹落實節(jié)能環(huán)保的施工作業(yè)理念，并需要對太陽能電池以及組件安裝間距進行詳細設(shè)計，并保障光伏發(fā)電組件的安裝和線纜連接質(zhì)量在合理范圍之內(nèi)。在對支架以及組件方陣間距進行集中設(shè)計和安裝配置工作的過程中，需要對組件之間的間隙進行合理保留，并保障傾斜面的寬度和長度在規(guī)定誤差范圍之內(nèi)。因此，在集中開展光伏發(fā)電組件安裝以及線纜連接工序的過程中，施工作業(yè)現(xiàn)場的技術(shù)人員和管理人員還需要嚴(yán)格檢驗發(fā)電組件的型號和數(shù)量是否匹配施工技術(shù)方案中的具體要求。尤其在帶電作業(yè)過程中，需要將光伏發(fā)電組件的已安裝數(shù)量和未安裝數(shù)量進行嚴(yán)格監(jiān)測，并保障組件和線纜之間的通電測試結(jié)果是正常的。

2.4 配電設(shè)備安裝和線纜連接

配電設(shè)備的安裝以及線纜連接方式，與分布式光伏發(fā)電組件的安裝以及系統(tǒng)調(diào)試工序密不可分，因此需要在安全的環(huán)境下完成上述工序。在集中安裝和配置配電設(shè)備和輔助固定措施的過程中，需要對建筑物室內(nèi)和室外光伏發(fā)電系統(tǒng)裝置的具體配置參數(shù)進行嚴(yán)格核對和統(tǒng)計分析，并對配電設(shè)備的試運行狀態(tài)進行重點監(jiān)測和分析。在對配電設(shè)備和控制儀器進行集中安裝操作的過程中，需要重點檢驗供配電線路的完整性和安全性，并需要對分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)裝置的整體運行能力以及發(fā)電效率進行重點監(jiān)測。

3 結(jié)語

在建筑上安裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，設(shè)計及安裝過程中要特別注重結(jié)構(gòu)安全、施工安全，并通過專門設(shè)計，實現(xiàn)光伏系統(tǒng)與建筑的良好結(jié)合，通過優(yōu)化分布式光伏電源布局，合理設(shè)計系統(tǒng)容量，可減少配電網(wǎng)的功率輸送。設(shè)計過程中要充分考慮組件背板溫度升高將減少發(fā)電量。