分布式光伏發電設計及安裝分析

王超博

（國華巴彥淖爾（烏拉特中旗）風電有限公司，內蒙古 巴彥淖爾 015000）

引言

在設計與安裝分布式光伏發電系統設備的過程中，需要對屋頂屋面等基礎建筑結構進行全面評測，并對測量放線工作的實施質量進行客觀評估和統計分析。根據分布式光伏發電不同類型組件和支架結構的設計方案，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。

1 分布式光伏發電的設計要點

1.1 組件布局和傾角設計

在對分布式光伏發電系統進行整體設計和局部設計的過程中，需要對光伏組件的整體布局和傾斜角進行重點設計，也需要從經濟效益、環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電組件的重量和型號等相關參數的基礎之上，將屋頂屋面結構以及承載能力進行客觀評估，還需要合理配置對應的運行監測以及安裝維護措施，并將分布式光伏發電系統的整體布局設計方案進行可視化分析。很多分布式光伏發電系統中的組件和支架結構都會受到經緯度以及光照時間強度等數據參數的影響，因此在進行傾角設計的過程中，相關技術人員需要重點參考和引用本地資源數據，并結合GIS系統中的相關數據參數，及時制定經濟和環保安全的傾角設計方案。根據分布式光伏發電系統組件裝置以及支架結構的基本排布形式，傾角的合理區間需要與地面水平方向基本一致，并對發電量以及系統組裝過程中隱藏的安全和性能問題進行預先處置。

1.2 支架以及組件方陣間距設計

在確定分布式光伏發電系統的整體布局以及傾斜角之后，還需要根據實際建設條件以及地理位置，合理設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果在合理范圍之內[2]。在對固定組件方陣進行集中安裝和系統配置操作的過程中，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值進行詳細記錄和統計分析。將太陽方位角、太陽高度角、太陽能電池板最大高度等相關數據參數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計分析。在對支架以及組件方陣間距進行集中設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定誤差范圍之內。但是在后續傾斜支架結構以及光伏組件安裝工作過程中，還需要根據屋頂屋面混凝土鋼筋結構的承載能力，有效排查安全隱患因素和運維管理風險問題。

1.3 混凝土屋頂載荷計算

在對分布式光伏發電系統進行全局設計和安裝施工作業的過程中，需要結合混凝土屋頂的載荷計算公式，精準測算各項光伏組件以及支架結構對屋頂屋面結構的作用力。雖然分布式光伏發電系統裝置普遍具有自重較輕以及經濟效益突出等顯著優勢，但是也需要結合建筑物屋頂屋面結構的差異性和獨特性，并對水泥基礎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計標準進行嚴格比對，并保障建筑物屋頂屋面結構的安全性和穩定性，但是也需要額外應用低空和高空作業安全防護措施。

2 分布式光伏發電的安裝要點

2.1 放線以及驗線

由于分布式光伏發電系統的設計與安裝工作流程相對固定，因此更需要精準管控各項工作指標，并保障放線以及驗線工作質量的穩定性。部分民用以及商用建筑物的屋面屋頂結構比較復雜，分布式光伏發電組件以及支架結構的安裝作業質量并不穩定，因此在施工準備階段以及放線驗線階段，施工作業現場的相關技術人員和管理人員也需要嚴格審核相關數據參數和量化指標是否符合預期設計需求。在進行放線測量以及驗線等工作的過程中，需要結合全站儀等高精密度的測量測繪儀器設備，充分運用GPS系統以及GIS系統提升數據信息的精確度和可靠度。通過多次放線以及驗線工作，相關施工技術人員以及管理人員能夠在施工現場采集到更加精準的數據信息，但是需要對后續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 混凝土基礎結構制作以及太陽電池支架安裝

在對分布式光伏發電系統進行詳細設計和制作的過程中，也需要對后續安裝工序進行質量檢驗和目標管理。因此，在施工作業現場集中制作混凝土基礎結構的過程中，需要按照安全以及節能環保等基本施工作業原則進行有序實施，并保障后續太陽電池支架安裝工序的穩步進行。根據分布式光伏電站中組件安裝順序，在制作混凝土基礎結構的過程中，還需要結合安全性能指標以及抗震加固性能指標的測算結果，并保障鋼筋混凝土基礎結構的穩定性和可靠性在預定范圍之內。在集中安裝太陽電池支架結構的過程中，還需要結合設計方案和施工圖紙中的相關數據參數，對太陽電池的支架傾斜角進行多次測量和復驗，并保障平面和垂直立面結構之間的銜接固定效果符合預期施工需求。混凝土基礎結構制作以及太陽電池支架安裝工序，需要在安全節能環保的施工場地進行。

2.3 光伏發電組件安裝和線纜連接

根據分布式光伏發電項目的設計方案和施工圖紙，需要嚴格檢驗光伏發電組件的安裝質量以及線纜連接質量。為全面貫徹落實節能環保的施工作業理念，并需要對太陽能電池以及組件安裝間距進行詳細設計，并保障光伏發電組件的安裝和線纜連接質量在合理范圍之內。在對支架以及組件方陣間距進行集中設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定誤差范圍之內。因此，在集中開展光伏發電組件安裝以及線纜連接工序的過程中，施工作業現場的技術人員和管理人員還需要嚴格檢驗發電組件的型號和數量是否匹配施工技術方案中的具體要求。尤其在帶電作業過程中，需要將光伏發電組件的已安裝數量和未安裝數量進行嚴格監測，并保障組件和線纜之間的通電測試結果是正常的。

2.4 配電設備安裝和線纜連接

配電設備的安裝以及線纜連接方式，與分布式光伏發電組件的安裝以及系統調試工序密不可分，因此需要在安全的環境下完成上述工序。在集中安裝和配置配電設備和輔助固定措施的過程中，需要對建筑物室內和室外光伏發電系統裝置的具體配置參數進行嚴格核對和統計分析，并對配電設備的試運行狀態進行重點監測和分析。在對配電設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電系統裝置的整體運行能力以及發電效率進行重點監測。

3 結語

在建筑上安裝分布式光伏發電系統，設計及安裝過程中要特別注重結構安全、施工安全，并通過專門設計，實現光伏系統與建筑的良好結合，通過優化分布式光伏電源布局，合理設計系統容量，可減少配電網的功率輸送。設計過程中要充分考慮組件背板溫度升高將減少發電量。