淺析寧夏地區(qū)屋頂分布式光伏工程建設管理

■ 國電投（寧夏）清潔能源有限公司 田 野

寧夏回族自治區(qū)作為國家首批光伏扶貧項目試點省區(qū)之一，近年來通過實施分布式光伏扶貧等光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)扶貧工程，增加貧困地區(qū)居民收入，優(yōu)化寧夏回族自治區(qū)能源結構，為打贏脫貧攻堅戰(zhàn)創(chuàng)造了良好條件，也為寧夏回族自治區(qū)光伏全產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展提供了充足動力。為貫徹落實國家新能源開發(fā)政策，持續(xù)推進寧夏回族自治區(qū)清潔能源全產(chǎn)業(yè)鏈配套發(fā)展，寧夏回族自治區(qū)緊密出臺相關政策，推動光伏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。

分布式光伏發(fā)電是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的一種。運行方式有“自發(fā)自用”“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”“全額上網(wǎng)”等多種形式，應用場景主要包括黨政機關、公共建筑、工商業(yè)、農(nóng)村農(nóng)戶，且在配電系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設施。因受寧夏地區(qū)上網(wǎng)標桿電價較低、無法進行隔墻售電及第三方公司租賃屋頂備案無國家補貼等多種因素影響，寧夏地區(qū)多以黨政機關、公共建筑、工商業(yè)廠房屋頂“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”為主，農(nóng)村農(nóng)戶屋頂“全額上網(wǎng)”為輔，接入系統(tǒng)一般按照所處的位置，就近接入400 V母線或10 kV接入配電系統(tǒng)進行消納。

本文主要研究寧夏地區(qū)屋頂分布式光伏項目在工程建設階段的安裝方案、管理方式、管理重點。

屋頂分布式光伏安裝方案

寧夏地區(qū)屋頂結構復雜多樣，建設屋頂分布式光伏需要在保持原有建筑安全性能、使用功能的前提基礎下，針對不同應用場景建筑屋面的特點，制定各場景設計方案。根據(jù)不同場景屋面類型大致可劃分三種安裝方案。各方案實施前均需提前委托第三方公司核實屋面承載力，必要情況下完善屋頂防雨、防漏等安全措施，承載力不夠情況下還要采用屋頂加固的手段來加強建筑屋頂荷載。

混凝土屋頂安裝方案

寧夏地區(qū)混凝土屋面光伏組件一般采用平鋪或者以小角度方式進行布置，屋面布置部分以混凝土為主，均采用預制混凝土基礎，基礎大小0.3 m×0.3 m×0.3 m，基礎預埋鋼板或者螺栓。鋼、鋁支架通過螺栓或者焊接固定在預制基礎上，光伏組件通過螺栓或者鋁合金壓塊固定于支架上。

彩鋼板屋頂安裝方案

寧夏地區(qū)彩鋼板屋面以彩鋼板作為屋面建筑材料，該材料具有重量輕、強度高、抗震性能好等優(yōu)點。[1]光伏組件以平鋪方式為主，使用固定支架進行固定安裝。用夾件將光伏組件固定于彩鋼板屋面上，通過螺栓或壓塊把光伏組件固定于支架上，支架防腐采用表面陽極氧化處理。根據(jù)不同的彩鋼板屋面瓦楞類型，可以選取不同的夾具。

農(nóng)村泥瓦屋面安裝方案

寧夏地區(qū)農(nóng)村房屋結構主要采用磚木結構和磚混結構，屋面一般為泥瓦結構，這種房屋主要受力構件為磚墻，而屋面本身承載能力較差，因此屋頂分布式光伏及支架荷載應分布在房屋承重墻上，避免直接作用于屋面上。針對這種屋面的建筑結構，一般采用輕鋼支架固定光伏組件，光伏組件通過壓塊或者螺栓固定于檁條上。農(nóng)村房屋跨度一般較小，檁條可以直接由膨脹螺栓固定于混凝土支座?；炷林ё仨毑贾迷诔兄貕w或墻體屋面圈梁上，支座尺寸大小可根據(jù)墻體厚度確定。

屋頂分布式光伏工程管理方式

屋頂分布式光伏項目在進入工程建設階段后均存在設計變更多、場景多樣化、協(xié)調(diào)難度大、人員技能差、設備選型不合理等特點，導致在現(xiàn)場施工過程中管理難度較大。針對項目工程建設過程中存在的管理難題，可以通過以下三個方面進行改善。

貫徹安全方針

在施工過程中嚴格貫徹執(zhí)行“安全第一、預防為主、綜合治理、綠色發(fā)展”的十六字安全方針，制定施工安全操作規(guī)程，加強施工作業(yè)安全管理，確保在設備調(diào)運、支架固定、組件安裝、設備調(diào)試等過程中嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，并采取防范措施保證周邊管線、建筑物的安全。

做好協(xié)調(diào)工作

屋頂分布式光伏項目在建設過程中，針對場景多樣化的問題，需要特別注意現(xiàn)場協(xié)調(diào)工作，尤其是戶用屋頂分布式光伏項目，農(nóng)戶訴求不一致，容易產(chǎn)生變化，需提前協(xié)調(diào)設計人員盡快確定設計方案，黨政機關、公共建筑、工商業(yè)屋頂分布式光伏應提前與屋頂業(yè)主溝通確定設計方案，在不影響正常工作前提下協(xié)調(diào)建設單位開展物資進場、結構加固、圖紙會審、施工安裝、設備調(diào)試等工作。

規(guī)范工程標準

屋頂分布式光伏工程施工隊伍大多為臨時組建隊伍，人員技術參差不齊、安全意識淡薄、規(guī)范執(zhí)行不到位，在施工過程中要嚴格規(guī)范電站內(nèi)部電氣線路的敷設和設備的安裝工藝，減少在施工過程中出現(xiàn)組件隱裂、接線不好引起火災等各類情況；并做好防雷接地系統(tǒng)，避免因感應雷造成設備損壞；彩鋼瓦屋頂安裝時要在彩鋼瓦和光伏電纜之間加裝額外的絕緣材料（PVC套管）。

屋頂分布式光伏工程建設管理重點

屋面防水問題

寧夏地區(qū)按屋頂種類分為混凝土屋頂、泥瓦人字形屋頂、泥瓦平屋頂、彩鋼瓦屋頂，其中彩鋼瓦屋面和泥瓦平屋面均需考慮屋頂防水問題，泥瓦人字形屋面可采用前拉后拽模式將支架在房檐前后通過膨脹螺栓固定與屋面平行，支撐腿使用軟性橡膠墊連接屋面與支架，不直接與屋頂直接接觸。

方案陣列設計

屋頂分布式光伏陣列有多種設計方式，不同的設計方式?jīng)Q定著工程的工程工期、靜態(tài)投資、收益率、回收期以及后期的運行、維護、定檢工作。由于固定式安裝結構簡單、安裝方便、調(diào)試輕松，寧夏地區(qū)受屋頂結構的影響，光伏組件大多均采用固定式安裝方式，傾角根據(jù)陰影遮擋、屋面高度及日照時間確定。

由于北半球正午時分的太陽高度角在春分、秋分時等于本地的緯度，在冬至為緯度減去地軸偏角，在夏至為緯度加上地軸偏角，所以北半球最佳的組件固定安裝方式為朝南，且傾角接近當?shù)鼐暥?。[2]

本文主要淺析討論了寧夏地區(qū)屋頂分布式光伏項目在工程建設階段的安裝方案、管理方式、管理重點，為寧夏地區(qū)屋頂分布式光伏項目的建設起到積極作用，屋頂分布式光伏項目有利于增加寧夏地區(qū)清潔能源發(fā)展，優(yōu)化用戶系統(tǒng)電源結構，對調(diào)整寧夏地區(qū)的能源結構、優(yōu)化資源配置、保護生態(tài)環(huán)境有著重要意義；同時通過“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的模式也提升了居民及工商業(yè)綠電消費，符合國家及寧夏加快清潔能源發(fā)展、保護生態(tài)環(huán)境、發(fā)展低碳經(jīng)濟、促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的大政方針，進而助力寧夏實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”與鄉(xiāng)村振興兩大國家重大戰(zhàn)略部署。