浅析宁夏地区屋顶分布式光伏工程建设管理
时间：2023-03-10 10:30:04 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
■ 国电投（宁夏）清洁能源有限公司 田 野
宁夏回族自治区作为国家首批光伏扶贫项目试点省区之一，近年来通过实施分布式光伏扶贫等光伏发电产业扶贫工程，增加贫困地区居民收入，优化宁夏回族自治区能源结构，为打赢脱贫攻坚战创造了良好条件，也为宁夏回族自治区光伏全产业链的快速发展提供了充足动力。为贯彻落实国家新能源开发政策，持续推进宁夏回族自治区清洁能源全产业链配套发展，宁夏回族自治区紧密出台相关政策，推动光伏产业迅速发展。
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。因受宁夏地区上网标杆电价较低、无法进行隔墙售电及第三方公司租赁屋顶备案无国家补贴等多种因素影响，宁夏地区多以党政机关、公共建筑、工商业厂房屋顶“自发自用、余电上网”为主，农村农户屋顶“全额上网”为辅，接入系统一般按照所处的位置，就近接入400 V母线或10 kV接入配电系统进行消纳。
本文主要研究宁夏地区屋顶分布式光伏项目在工程建设阶段的安装方案、管理方式、管理重点。
宁夏地区屋顶结构复杂多样，建设屋顶分布式光伏需要在保持原有建筑安全性能、使用功能的前提基础下，针对不同应用场景建筑屋面的特点，制定各场景设计方案。根据不同场景屋面类型大致可划分三种安装方案。各方案实施前均需提前委托第三方公司核实屋面承载力，必要情况下完善屋顶防雨、防漏等安全措施，承载力不够情况下还要采用屋顶加固的手段来加强建筑屋顶荷载。
混凝土屋顶安装方案
宁夏地区混凝土屋面光伏组件一般采用平铺或者以小角度方式进行布置，屋面布置部分以混凝土为主，均采用预制混凝土基础，基础大小0.3 m×0.3 m×0.3 m，基础预埋钢板或者螺栓。钢、铝支架通过螺栓或者焊接固定在预制基础上，光伏组件通过螺栓或者铝合金压块固定于支架上。
彩钢板屋顶安装方案
宁夏地区彩钢板屋面以彩钢板作为屋面建筑材料，该材料具有重量轻、强度高、抗震性能好等优点。[1]光伏组件以平铺方式为主，使用固定支架进行固定安装。用夹件将光伏组件固定于彩钢板屋面上，通过螺栓或压块把光伏组件固定于支架上，支架防腐采用表面阳极氧化处理。根据不同的彩钢板屋面瓦楞类型，可以选取不同的夹具。
农村泥瓦屋面安装方案
宁夏地区农村房屋结构主要采用砖木结构和砖混结构，屋面一般为泥瓦结构，这种房屋主要受力构件为砖墙，而屋面本身承载能力较差，因此屋顶分布式光伏及支架荷载应分布在房屋承重墙上，避免直接作用于屋面上。针对这种屋面的建筑结构，一般采用轻钢支架固定光伏组件，光伏组件通过压块或者螺栓固定于檩条上。农村房屋跨度一般较小，檩条可以直接由膨胀螺栓固定于混凝土支座。混凝土支座必须布置在承重墙墙体或墙体屋面圈梁上，支座尺寸大小可根据墙体厚度确定。
屋顶分布式光伏项目在进入工程建设阶段后均存在设计变更多、场景多样化、协调难度大、人员技能差、设备选型不合理等特点，导致在现场施工过程中管理难度较大。针对项目工程建设过程中存在的管理难题，可以通过以下三个方面进行改善。
贯彻安全方针
在施工过程中严格贯彻执行“安全第一、预防为主、综合治理、绿色发展”的十六字安全方针，制定施工安全操作规程，加强施工作业安全管理，确保在设备调运、支架固定、组件安装、设备调试等过程中严格执行操作规程，并采取防范措施保证周边管线、建筑物的安全。
做好协调工作
屋顶分布式光伏项目在建设过程中，针对场景多样化的问题，需要特别注意现场协调工作，尤其是户用屋顶分布式光伏项目，农户诉求不一致，容易产生变化，需提前协调设计人员尽快确定设计方案，党政机关、公共建筑、工商业屋顶分布式光伏应提前与屋顶业主沟通确定设计方案，在不影响正常工作前提下协调建设单位开展物资进场、结构加固、图纸会审、施工安装、设备调试等工作。
规范工程标准
屋顶分布式光伏工程施工队伍大多为临时组建队伍，人员技术参差不齐、安全意识淡薄、规范执行不到位，在施工过程中要严格规范电站内部电气线路的敷设和设备的安装工艺，减少在施工过程中出现组件隐裂、接线不好引起火灾等各类情况；
并做好防雷接地系统，避免因感应雷造成设备损坏；
彩钢瓦屋顶安装时要在彩钢瓦和光伏电缆之间加装额外的绝缘材料（PVC套管）。
屋面防水问题
宁夏地区按屋顶种类分为混凝土屋顶、泥瓦人字形屋顶、泥瓦平屋顶、彩钢瓦屋顶，其中彩钢瓦屋面和泥瓦平屋面均需考虑屋顶防水问题，泥瓦人字形屋面可采用前拉后拽模式将支架在房檐前后通过膨胀螺栓固定与屋面平行，支撑腿使用软性橡胶垫连接屋面与支架，不直接与屋顶直接接触。
方案阵列设计
屋顶分布式光伏阵列有多种设计方式，不同的设计方式决定着工程的工程工期、静态投资、收益率、回收期以及后期的运行、维护、定检工作。由于固定式安装结构简单、安装方便、调试轻松，宁夏地区受屋顶结构的影响，光伏组件大多均采用固定式安装方式，倾角根据阴影遮挡、屋面高度及日照时间确定。
由于北半球正午时分的太阳高度角在春分、秋分时等于本地的纬度，在冬至为纬度减去地轴偏角，在夏至为纬度加上地轴偏角，所以北半球最佳的组件固定安装方式为朝南，且倾角接近当地纬度。[2]
本文主要浅析讨论了宁夏地区屋顶分布式光伏项目在工程建设阶段的安装方案、管理方式、管理重点，为宁夏地区屋顶分布式光伏项目的建设起到积极作用，屋顶分布式光伏项目有利于增加宁夏地区清洁能源发展，优化用户系统电源结构，对调整宁夏地区的能源结构、优化资源配置、保护生态环境有着重要意义；
同时通过“自发自用、余电上网”的模式也提升了居民及工商业绿电消费，符合国家及宁夏加快清洁能源发展、保护生态环境、发展低碳经济、促进社会经济可持续发展的大政方针，进而助力宁夏实现“碳达峰、碳中和”与乡村振兴两大国家重大战略部署。
