屋面太陽能光伏并網發電系統安裝施工技術應用

陳旭炯 （安徽省第一建筑工程公司，安徽 合肥 230031）

0 前 言

能源是國民經濟發展和人民生活水平提高的重要物質基礎，潛力無限的太陽能是一種清潔、高效且可持續的再生能源，具有巨大的開發利用潛力。屋面太陽能光伏并網發電系統安裝施工技術的應用，將會極大推動屋頂電站的建設，實現太陽能與電能的轉換，具有可觀的經濟效益和節能效果，應用前景廣闊。

1 特 點

①可以有效利用建筑物屋頂，無需占用土地資源。

②可原地發電、原地用電，節省電站送電網的投資，也可送入電網。

③并網光伏發電系統沒有噪音、沒有污染物排放、不消耗任何燃料，綠色環保。

2 工藝原理

建筑與光伏系統相結合，把封裝好的光伏組件安裝在建筑物的屋頂上，組成光伏發電系統，利用光伏陣列將太陽能轉換成直流電能，通過匯流箱輸送至直流柜，由逆變器將直流電逆變成交流電，再通過變壓器變壓并入電網使用。

3 工藝流程及操作要點

3.1 工藝流程

施工準備→測量放線→支架基礎構件安裝→電池板支架安裝→光伏組件安裝→電氣工程安裝（匯流箱安裝→橋架安裝→線纜安裝→直流柜安裝→逆變器安裝→變壓器、光伏并網柜安裝）→調試并網。

3.2 操作要點

3.2.1 施工準備

做好光伏屋面的清理工作，上下屋面的梯子安裝工作，施工用電引至現場，認真學習圖紙，做好安全技術交底工作。

3.2.2 定位放線

根據現場太陽能電站方位，將指南針水平放置在地面，找出正南方的平行線。依據基礎控制軸線，確定立柱的中心位置，彈出基礎縱橫向型鋼軸線，誤差≤±20mm。

3.2.3 支架基礎構件的焊接

基礎縱橫型鋼構件采用焊接的方式，滿焊，端部與女兒墻等建筑構件固定牢固，支架鋼結構進行防腐除銹處理，采用紅丹防銹漆打底，銀灰色面漆二度。

3.2.4 電池板支架安裝

L100×40×5連接塊與地墩預埋件焊接，80×40×3方鋼與扣件連接，電池板組件背板與扣件連接，見圖1。

3.2.5 太陽能電池板的安裝

3.2.5.1 電池板的進場檢驗

太陽能電池板應無變形、損壞、劃傷及裂紋等，測量太陽能電池板在陽光下的開路電壓，電池板輸出端與標識正負應吻合。

3.2.5.2 電池板安裝

電池板在運輸和保管過程中，應輕搬輕放，組件在搬運、固定過程中，確保組件安全。組件放在支架上后，一人扶住以防滑落，另一人則由上往下用螺母把組件固定在支架上，在沒有對支架上的螺絲擰緊前，要對方陣外觀進行調整，使各個組件之間的間距基本一致，使各行各列之間橫平豎直。

電池板的安裝應自下而上逐塊安裝，并緊固電池板螺栓；電池板的聯接螺栓應有彈簧墊圈和平墊圈，緊固后應將螺栓露出部分及螺母涂刷油漆，做防松動處理。

3.2.5.3 電池板安裝面的粗調

調整首末2根電池板固定桿的位置，將其緊固，將放線繩系于首末2根電池板固定桿的上下兩端，將其繃緊作為基準，調整其余電池板固定桿，使其在一個平面內并預緊固所有螺栓。

3.2.5.4 電池板調平

將2根放線繩分別系于電池板方陣的上下兩端，將其繃緊作為基準，分別調整其余電池板，使其在一個平面內并緊固所有螺栓。

3.2.5.5 電池板接線

根據圖紙確定電池板的接線方式，保證接線正負極正確。

3.2.6 電氣工程安裝

3.2.6.1 匯流箱安裝

①箱體在搬運過程中，防止傾倒和劇烈震動，確保設備完好無損，做好開箱檢查記錄。

②匯流箱安裝應牢固，確保與電纜安裝之間的安全距離；連接角鋼與匯流箱的螺栓需要加橡膠軟墊，確保匯流箱內的防水，見圖2。

3.2.6.2 橋架安裝

①檢查橋架是否符合設計要求，應無明顯變形。

②橋架采用螺栓連接，鋸口采用手鋸。螺栓應緊固，螺母應位于托架的外側。支架應與托架的橫撐平行。

③在電纜入盤口處，用電纜托盤或角鐵與托架相連，便于電纜進盤時的排列，保留300mm以上的寬度通道。

④電纜橋架組裝時的水平度、垂直度誤差應符合規范要求，電纜托架施工完畢后，每段橋架均應有兩點及以上與屋內接地干線相連。

3.2.6.3 電線、電纜敷設

①指揮人員組織作業人員進行技術、質量和安全交底，配齊所需工器具及材料。

②電線、電纜進場后，必須進行檢查驗收合格。

③敷設時采用人力牽引，電線、電纜要排列整齊，不得有交叉，拐彎處以最大截面允許彎曲半徑為準，不同等級電壓的電纜應分層敷設，高壓電纜在上層。電纜彎曲兩端均用電纜卡固定。敷設分以下幾個部分：

a.光伏組件的線纜連接：使用4mm2的導線，光伏組件有2根電纜引出，必須確認接線正負極性，將線纜引到匯流箱內。

b.匯流箱到逆變器接線：匯流箱內并聯接線，并把組件串的編號標記在電纜上，按標記和圖紙進行接線。

c.逆變器到變壓器、高壓并網柜布線：根據設計要求，將逆變器的輸出電纜連接到并網配電柜，做好相應的標記。

④電纜防火封堵應在機組整套試運前進行，封堵重點在盤柜進線孔處、橋架出口處、分支處、保護管管口處；橋架按設計要求分段封堵，封堵完畢蓋上橋架蓋板。

3.2.6.4 配電房室內盤、柜安裝

①基礎型鋼制作安裝：根據配電盤的尺寸及鋼材規格大小而定，制作時先將型鋼矯平矯直，再按圖紙要求加工好基礎型鋼，并進行除銹防腐；安裝時，應用水準儀、水平尺找正、找平；型鋼埋設及接地線焊接好后，外露部分應做好防腐處理。

②直流柜安裝：

a.搬運過程中確保設備完好無損,按規定進行開箱檢查，開箱記錄應簽字確認；

b.按順序將柜放在基礎型鋼上，確保盤柜支架牢固，柜體的垂直及水平誤差應符合規范要求；

c.盤柜的接地應牢固良好，每臺盤柜宜單獨與基礎型鋼做接地連接。

③逆變器安裝：

a.搬運過程中確保設備完好無損,按規定進行開箱檢查，開箱記錄應簽字確認；

b.保持逆變器周圍空氣流通順暢，前方應留有足夠空隙，易于觀察數據及維修；

c.直流輸入引線應連接到端子排上相應的端子上，注意確保接線正確、安全、牢固；

d.確保輸入輸出開關都處于斷開狀態,接地線連接應緊密、牢固、油漆完好，防腐處理應均勻，無遺漏。

④變壓器安裝、高壓10kV光伏并網柜安裝：

a.變壓器到達現場后，應進行器身檢查，合格后檢查人員簽字確認，根據柜底固定螺孔尺寸，在基礎型鋼上用手電鉆孔，采用螺栓連接，安裝位置正確，附件齊全，母線連接應緊密牢固，防腐處理應均勻，無遺漏，變壓器及柜體外殼應可靠接地；

b.變壓器安裝完畢，帶額定負荷并連續運行24h后，無異常情況時辦理交驗手續后方才具備通電條件；

c.并網柜安裝完畢后應進行試驗和調整，然后進行模擬試驗，做好送電前的準備工作。

3.2.6.5 接地裝置安裝

①為保證人身安全，所有電氣設備外殼都應接至專設的接地干線。

②太陽能方陣接地：每隔10m～15m，用黃綠線和支架相連接，每排方陣的邊緣采用25×3鍍鋅扁鐵，用焊接的方式與支架連接。焊接應牢固，位置正確，接地扁鐵多點匯總后連接到建筑物原有的防雷接地網上。

③接地防腐處理應均勻、無遺漏，接地電阻必須符合規范規定，做好測試記錄。

3.2.7 調試并網

3.2.7.1 調試準備

①編制調試方案，按方案備好儀表、工具及調試記錄表格。

②熟悉系統設計資料，計算狀態參數，掌握光伏組件、逆變器、光伏發電系統工作原理。

③調試前，對逆變器、配電柜、配電箱試運行，設備完好符合設計要求后，方可進行調試工作。

④檢查光伏接線、逆變器、配電柜接線、組件連接、保護裝置、電氣設備接線等是否正確。

3.2.7.2 系統性能的檢測與調整啟動系統設備，觀察逆變器、配電柜是否正常工作。檢查監控軟件是否正常顯示光伏發電系統發電量、電壓、頻率等系統參數。

3.2.7.3 調試運行驗收合格，并入電網。

4 質量控制及保證措施

4.1 施工質量控制

①太陽能電池板支架基座應穩固，與屋面連接可靠。

②配電盤、柜、屏、箱安裝垂直度、平整度等應符合規范要求。

③橋架及其支架和引入或引出的電纜導管必須接地（PE）或接零（PEN）可靠。

④電纜敷設嚴禁存在絞擰、鎧裝壓扁、護層斷裂和表面嚴重劃傷等缺陷。電纜的首端、末端和分支處應設標志牌。

4.2 質量保證措施

①建立健全項目組織機構，加強對施工人員技術交底，增強工人的質量意識，嚴格按工序施工程序及質量要求進行施工。

②進場的材料必須有材質證明、出廠合格證和檢驗報告。

③質檢人員必須嚴格控制施工中的質量，在施工過程中嚴格把關，發現質量問題及時整改。

5 安全環保措施

①進入施工現場的作業人員要進行進場安全教育，提高安全意識，正確佩戴勞保防護用品。

②組件在運輸及安裝過程中，選擇合理的吊點及工具，保證設備安全。

③用火現場應注意周圍環境，遠離易燃物，并配齊必要的滅火器材。

④安裝中要注意方陣的正負極兩輸出端，不能短路，否則可能造成人身事故或引起火災。

⑤維持施工現場的衛生，及時清理和打掃現場廢料；對設備進行點查、清掃和維護保養。

6 結束語

太陽能光伏建筑一體化發電技術屬建設部10項新技術，筆者公司在“合肥金太陽示范工程”項目合肥三十八所機載中心綜合樓等多個工程建設中，在建筑物屋頂安裝太陽能電池板光伏發電系統，取得了較好的經濟效益和節能效果，它是一種清潔、環保、經濟的新型能源，應用前景極其廣闊。

[1] GB50205-2001，鋼結構工程施工質量驗收規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2001.

[2] GB50303-2011，建筑電氣工程施工質量驗收規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2011.

[3] GB/T 19964-2012，光伏發電站接入電力系統技術規定[S].北京：中國標準出版社，2013.