编辑｜光伏头条小坏

本文首发《分布式光伏》创刊号。

本文作者王韬，系特变钳工山西新能源股份有限公司院长设计师

分布式电厂和小型地面电厂在总体设计上没有太大的差别。均包括设备选型、电站选址、建筑物布置规划、组件阵列排布设计、电缆选型和走线路由设计、逆变器室以及低压配电室规划设计、电气一次设计和电气二次设计、防雷设计。因为容量大小和接入方法的区别，分布式与地面电厂在设计方面还是有一些不同之处。

分布式电厂通常都建设在鞋厂和商业楼顶上。线缆沟槽、变电所、配电间、防雷设备都早已具备常常不须要另外设计。电力接入的一次和二次设计国家电网公司都颁布了相应的标准和典型设计。

本文主要介绍楼顶分布式光伏电厂的设计注意事项，建筑楼顶常见主要份两类，第一类是水泥混凝土楼顶，第二类钢结构的彩钢瓦屋顶。

一、彩钢瓦结构楼顶

彩钢瓦通常用在轻钢结构的建筑物上多见于标准化厂房、仓库。轻钢结构建筑使用了重量很轻的彩钢瓦作为楼顶，跨距可以做的很大。特别适宜大规模铺装太阳能电板组件。城市的工业园区都是联片建设的标准化厂房，数目多面积大，常常一次可以建设几十兆瓦的太阳能电厂。

1、屋顶承载能力

彩钢瓦屋顶面积大，而且承重低常常不超过100KG/㎡，并且须要预留风载荷和雪载荷。

因而在楼顶设备选型时，应尽量选择质轻设备。如线缆可选用铝合金线缆、桥架选用铝合金桥架。设备应均用分布，防止形成集中载荷。

2、支撑系统

按照外墙的彩钢瓦结构类型，选择合适的铝合金治具进行固定支撑，应尽量避开破坏楼顶原彩钢外墙，导致露水等情况。

考虑经济性及减少楼顶载荷，楼顶光伏组件支撑系统可采用治具与组件直接联接的方式，省掉下部的过梁，可节省支撑系统选料80%以上。

3、检修通道

按照外墙的彩钢结构，应设置外墙检修通道。防止在后期检修、运维时直接踩踏在彩钢板上，导致局部集中载荷对外墙的破坏彩钢房与钢结构的区别，形成露水情况。

外墙检修通道采用治具与彩钢板联接达到支撑点的作用，下部采用一体化检修平台进行组装，一体化检修平台可以采用钢结构或则铝合金。考虑经济性，应按照外墙的承载能力情况优先选用钢结构平台。

4、电缆槽盒

外墙线缆在进行汇线时考虑防紫外线需选择线缆槽盒进行汇线，在槽盒选择时，应依据气温进行修整估算选择。

考虑外墙的承载能力，应选择铝合金槽盒；因为楼顶气温常常较高，考虑到线缆散热问题，应当选用矩形槽盒；考虑防紫外线及防水，选用带盖槽盒。

5、汇流箱及逆变器（组串式）

因为彩钢楼顶的设备固定方式均采用夹钳固定，考虑到外墙的借助率，汇流箱、组串式逆变器应采用平放的方式。若果采用平放，对汇流箱及组串式逆变器的防护等级需达到相应的等级。

二、混凝土结构楼顶

混凝土外墙一般不会太大，但是房顶一般会布置通风、电梯井、气包、水箱等建筑，借助率相对较低。

1、屋顶承载能力

混凝土楼顶承重高，通常都在150KG以上，有相对较好的承载能力。

但因为混凝土楼顶需采用较重的基础和支架，在基础和支架选型时，任然须要对材料重量进行优化设计，增加楼顶的附加载荷。

2、支撑系统

混凝土楼顶安装太阳能支架系统就会使用水泥作为支架基础。基础制做有两种形式彩钢房与钢结构的区别，现场浇筑水泥基础。与外墙结合成一体基础牢靠水泥药量少。缺点：须要钢筋提早预埋件在建筑物楼顶。或则用膨胀螺母把水泥基础和房顶连为一体，这样做容易破坏楼顶的防水层，时间长了容易渗漏。另一种形式，须要精确统计项目地点的长期平均风速和不同季节的风向，估算出正风压和负风压。再通过风压大小折算出水泥基础的配重。预先加工好规格一致的水泥压块，再运输到现场安装。

3、汇流箱及组串式逆变器

混凝土楼顶通常都设有角柱，在汇流箱和组串式逆变器固定时，应尽量考虑借助角柱，将其固定在角柱上，达到减少成本，减小楼顶借助率。

三、光伏系统设计

1、倾角设计

针对北方地区的彩钢外墙，建议采用平铺方式。通常彩钢外墙的夹角为5°—10°，尽管对发电量有一定影响，但会降低外墙借助率，增加成本。

混凝土外墙通常为平楼顶，女儿墙处仅有2%左右斜度。为此，建议混凝土楼顶采用当地全年最大发电量最佳夹角。

2、并联、串联设计

彩钢外墙因为大多数未能采用最佳夹角，导致一定程度的辐照损失。为此，在并联设计时，应依据实际夹角，采用PVSYST软件进行并联数模拟逆变器的容配比。

混凝土外墙采用最佳夹角，可根据常规方法进行估算并联数。

在估算串联数时，最低气温应采用当地实际气象数据记录的有效发电时间段内最低气温，不应直接采用历年最低气温。可降低串联数，增加线缆、逆变器、汇流箱数目，增强系统效率，降低利润。

3、电缆选型

建议采用铝合金线缆，铝合金线缆具有质轻、柔硬度好、机械性能好、价格低廉的优势。比铜线缆可增加成本30%以上。