“设计的浪费是最大的浪费”，从设计、建设看如何规避分布式光伏质量盲区？

电力18讯：

 分布式光伏由于容量较小，很多企业在建设时一味追求“短平快”，不做设计或者简单画一个草图就开始施工。但是却忽略了一点，分布式光伏与地面电站一样，发电量才是收益率的最终保障，在建设阶段省掉的设计费用、施工费用等最终都会体现在后期惨不忍睹的发电量上，同时由于分布式光伏多建设于人员、企业密集地区，不合理的施工建设还容易造成安全隐患。

 

在第二届分布式光伏嘉年华会议上，中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司建筑院电气室副主任陈家国分享了他们在分布式光伏建设上的若干经验，从设计到施工建设，涉及若干要点，旨在通过精准的设计、高效的施工来保障分布式光伏电站的质量与收益。

 

从踏勘到设计——容易忽略的细节

 

在从踏勘到设计的前期阶段，陈家国主要介绍了四大要点：

 

1、前期踏勘，资料收集

 

• 原建筑物图纸资料    

•  建筑物屋面现状

• 周边建筑分布情况    

• 环境污染源调查

• 并网接入条件          

• 企业用电负荷曲线

• 企业用电电价    

 

在上述要点事项中，陈家国着重强调了以下问题：

 

第一，因为光伏的载体是建筑物，所以设计阶段需要将原来建筑物的资料尽可能地收集齐，很多老厂房的图纸找不到或没有电子版的图纸，这对于前期的资料收集工作是有一定难度的。分布式光伏大都采用自发自用、余电上网，需要在原厂房变配电房高压侧或低压侧并网，除收集原设计图纸外，踏勘时需复核变配电所设备布置，变压器容量大小，落实并网柜位置。

 

第二，对建筑物的维护情况以及周边建筑分布情况的调查主要是出于遮挡的考虑，除了项目建设中的建筑物相互遮挡情况，周边建筑物对项目的影响也要进行调查。

 

第三，环境污染源的调查，因为一些企业的排放物对光伏板会产生一定的污染，造成发电量的损失；大多数大容量的分布式光伏均在厂房屋面建设，项目所在厂区及周边厂区企业的生产工艺调查，是否产生粉尘或腐蚀性气体，对电站发电效率或设备寿命产生不利影响。

 

第四，企业的用电电价对于项目投资收益而言是非常重要的影响因素。我们往往只能收集到企业前面一两年每个月的电费情况，用电负荷曲线是需要其生产工艺进行分析的。通过收集企业过去一年或数年的各月用电量，绘制企业月用电负荷曲线，走访企业相关人员，了解日用电负荷变化情况，绘制日用电负荷曲线，结合光伏发电特效，综合分析消纳比例。

 

2、载荷校验

    

依据规范：《光伏电站设计规范》GB50797-2012

 

3.0.7条文:  在既有建筑物上面增设光伏发电系统，必须进行建筑物结构和电气的复核，并应满足建筑物结构及电气的安全要求。

 

10.1.4条文:  在既有建筑物上面增设光伏发电系统的时候，应根据建筑物的种类分别按照《工业建筑可靠性鉴定标准》GB50144和《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292的规定进行可靠性鉴定。

 

位于抗震设防烈度为6~9度地区的建筑还应该根据其设防烈度、抗震设防类别、后续使用年限和结构类型，按照《建筑抗震鉴定标准》GB50023的规定进行抗震鉴定。

 

陈家国强调，荷载校验不能只看图纸，还应复核建筑与图纸是否相符。一般来说，荷载校验是根据项目的图纸来进行校验，但在实际校验的过程当中发现很多项目在图纸上看情况还可以，现场却发现与图纸不相符。由于电子化出图，设计变更比较频繁，所以很多时候拿到的图纸并不是建筑物最终实施的图纸，所以设计院在设计的过程当中一定要以负责任的态度，是否可行还需要仔细复核一下。

 

3、主要设备选型

 

• 组件

• 逆变器

• 升压变

 

4、平面及系统设计

 

• 据屋面类型选择布置形式：应综合考虑现场条件，当地气象，太阳能资源，光伏组件性能等因素，确定系统组件方阵的布局，朝向，倾角。

• 水泥屋面：多数情况下为最佳倾角安装。经过技术经济比较通过降低安装角度后可增加安装容量使得项目投资收益更好是也可不按最佳倾角安装。

• 彩钢瓦屋面：沿屋面平铺安装。经过技术经济比较增加安装角度后可增加的发电量使得项目投资收益更好是也选择一定倾角安装安装。彩钢瓦带倾角安装对安装要求更高，平铺时一般采用夹具安装，不破坏屋面防水，有倾角安装时一般需要采用螺栓直接与檩条固定，安装后需进行防水处理。

 

陈家国介绍，分布式项目的平面及系统设计中，组件的布置主要要考虑现场条件以及当地的气象、太阳能资源，光伏组件性能，来确定组件方针的布局、朝向、倾角，最佳倾角安装能够保障最大的发电量。但有时为了追求安装容量，进行技术经济比较，如果倾角放低增加安装能量，让整个项目投资收益更好的时候也可以考虑降低角度安装的。

 

此外，陈家国强调，关于系统设计最主要有两个方面：安全可靠、经济合理。首先，分布式光伏建设在建筑屋面上，电站的安全是第一位的，电站安全包括结构安全、消防安全、运维安全等。其次，由于很多老厂房留存的原始资料不全或图纸与现场不符，需要进行必要的检测工作并出具合理的加固方案，设计院需要以负责任的态度进行荷载复核，出具荷载报告。第三，光伏工程的建设不能破坏原有建筑物的消防设施，并应根据规范增加必要的消防设施。设备的选择如电缆应选用阻燃电缆。第四，不能一味追求装机容量牺牲必要的运维通道，屋面边沿的运维通道宜设置栏杆。

 

当然，电站建设作为投资项目，电站设计必须经济合理，在保证电站安全可靠的前提下，降低项目投资是设计阶段必须充分考虑的，设计的浪费是最大的浪费。从组件逆变器选型、电缆截面选择、箱变位置等各处均应进行技术经济比较，最终得出最优的方案。

 

施工——避免质量盲区

 

华东院自2009年开始承接分布式光伏项目设计，小至几百千瓦，大到几十兆瓦，在分布式光伏项目设计上具有非常丰富的经验。在这些年的实操中，陈家国也发现了不少分布式光伏施工中存在的问题，这些问题轻则影响发电量收益，重则带来安全隐患，针对发现的问题，陈家国也给出了相应的措施建议。

 

问题一：无图纸施工。

 

相对于地面光伏电站，分布式光伏电站规模较小，电气接线简单，部分项目业主在有一些项目建设经验情况下，绘制一些简单草图就开始施工，产生组件布置遮挡、系统不合理，最终导致电站发电量低，收益达不到预期。

 

陈家国介绍，从规模上分析，工商业屋顶分布式光伏电站是需要出图纸的，目前一些业主为了追求短平快，很多项目没有经过设计就直接现场施工了，验收之后再拿一个图让设计院补一个流程。在实施的过程当中如果没有进行合理的设计，最终电站的质量也很难保证。

 

问题二：施工管理不到位。

 

现场管理混乱、组件安装不到位、电缆摆放杂乱、缺少接地线等问题时有发生。最常见的一个问题是很多光伏电站项目的屋顶没有做接地线，仅仅是用铝合金支架与屋面连接之后就认为能够满足要求，很多时候是达不到要求的，按规定应用专用的接地线与组件的接地孔连接，最后与建筑物的防雷接地孔连接。

 

系统优化和质量把控要点

 

针对分布式光伏系统质量的把控和系统的优化，陈家国建议：

 

• 科学设计，排除设计阶段可能存在的安全问题、性能问题、浪费问题;

• 因地制宜选择设备，充分考虑光伏系统中各个设备的完美匹配；

• 严格施工现场管理管理, 选择有经验负责任的施工企业；

• 加强运维管理, 定期巡查、定期清洁；

• 选择弱光性好的组件，有助于减小弱光损失；

• 选择温度系数低的组件，有助于减小温度损失；

• 选择高效逆变器及变压器，减小逆变器及变压器损失；

• 合理选择电缆截面，优化电缆敷设路径，减小线损；

• 提高组件分选设计，对组件按实测参数进行电流、电压的按档分选，由组件厂家按分选方案进行箱、托、车的包装，并按此分选设计进行组件组串设计、安装。

 

实际上，分布式光伏电站与地面电站一样，投资的最终目的是为了获得合理的收益，如果在前期设计施工阶段为了节省设计施工费用而导致电站质量隐患，最终损失的还是业主的利益。如此，合理的设计施工对于分布式光伏电站来说一样重要。