整县屋顶分布式光伏发电系统应用的技术要点分析.docx

整县屋顶分布式光伏发电系统应用的技术要点分析目录前言2.前期评估阶段21.1. 屋顶分布式光伏发电系统装机容量的测算31.2. 建筑结构的平安性评估31.3. 光伏发电系统的经济性评估4.可复制、可借鉴的整县屋顶光伏开发九要点42 .设计阶段52.1. 屋顶分布式光伏发电系统的设计63. 1. 1.光伏组件的选型63. 1.2.逆变器的选型73. 1. 3.光伏组件的安装方式73. 1.4.光伏组串的设计73. 1.5.屋顶分布式光伏发电系统结构的设计83. 1.6.屋顶分布式光伏发电系统与其他形式结合的能量综合利用系统的设计83. 1.7.并网方式的选择93. 1.8.远程监测系统的设计93. 2.电气设计93. 3.防雷设计103.4.防火设计10.施工安装114 .验收阶段11.运行维护阶段126. 1.定期清洁126.2.监测与维护12.结论与建议127 .分布式光伏应用现状与技术创新方向展望131. 1.我国分布式光伏开展态势138. 2.分布式光伏主要应用场景138. 2. 1.光伏+建筑148. 2. 2.光伏+交通148. 2. 3.光伏+通信14第1页共18页 系统的直流侧电压不宜超过120 V,并需要安装直流电弧故障保护装置。当直 流侧电压超过120 V时，必须采用直流高压警示标志，并安装具备直流侧快速 关断功能的直流开关，且直流电缆需加装金属外套；当直流侧电压超过600 V 时，直流侧和人员活动区域之间应进行绝对有效的区域隔离。电缆的直流连接器除需要满足GB/T337652017地面光伏系统用直流 连接器的规定外，还应采用保护措施，防止人员直接接触带电体。3. 3.防雷设计根据GB 500572010建筑物防雷设计规范，建筑物易受雷击的部位 为女儿墙、屋檐及其檐角、屋脊等，建筑上安装屋顶分布式光伏发电系统后， 光伏阵列的高度可能会超过原有防雷系统的保护范围，增加了其遭受雷击的概 率，而其一旦遭受雷击，光伏组件的金属边框和金属支架均会成为导电通路， 雷击电流会在光伏电缆和建筑物内的电缆中产生强电磁脉冲，从而危害建筑物 中的电气、电子系统，甚至引起火灾。因此，在进行屋顶分布式光伏发电系统的设计时，应首先复核其是否处于 原有防雷系统的保护范围内，假设超出该保护范围，那么需重新进行设计；同时、 屋顶分布式光伏发电系统中的光伏组件金属边框和光伏支架均应接地，可连接 到建筑物原有的接地系统或通过引下线和接地极连接。1.4. 防火设计屋顶分布式光伏发电系统的防火设计包括单个部件的防火设计和整个系统 的防火设计。屋顶分布式光伏发电系统所有外露于空气中的材料均应为难燃或 不燃材料，所有未暴露在空气中的材料燃烧后不得释放有毒、有害气体，光伏 组件的燃烧性能和防护等级应根据建筑的耐火等级来确定，同时防止采用有机 物背板和EVA胶膜。屋顶分布式光伏发电系统应设置快速关断装置，为消防救援提供条件。国 际上对于屋顶分布式光伏发电系统的快速关断装置的规定主要有：美国电工规 范 2017 NEC 690.12 RapidShutdownImportant Changes 要求所有屋顶分布式光伏发电系统均安装快速关断开关；德国率先执行VDE防火平安标准， 该标准明确规定在屋顶分布式光伏发电系统中逆变器与光伏组件之间需要增加 直流关断装置。第10页共18页中国建筑科学研究院主编的团体标准T/CECS 101372021建 筑光伏控制及变配电设备技术要求引用了 2017 NEC 690.12中关于快速关断 装置的规定，要求屋顶分布式光伏发电系统能实现“光伏组件级关断”，有效 提高了我国屋顶分布式光伏发电系统的电气平安性能。4 .施工安装目前，针对在建筑上安装屋顶分布式光伏发电系统的施工规定尚无相应的 国标，因此可按照GB/T 513682019建筑光伏系统应用技术标准进行施 工，也可参考新疆维吾尔自治区发布的地方标准DB65/T 35522013安装 在既有建筑物上的光伏发电系统施工规范进行施工。在屋顶分布式光伏发电系统施工前，应制定专项施工组织设计方案，严禁 在无设计方案的情况下施工。对于新建建筑而言，屋顶分布式光伏发电系统的 施工应在建筑主体结构完成验收后进行。屋顶分布式光伏发电系统的支架连接 部件在施工时应注意不破坏屋顶结构和屋顶防水层的密封性，对既有建筑来 说，应对施工中损坏的屋面原有的防水层进行修复或重新进行防水处理，防水 处理应符合GB 503452012屋面工程技术规范的有关规定。屋顶分布式光伏发电系统的调试应包括光伏组件串、汇流箱、逆变器、配 电柜、二次系统、蓄电池等设备的调试，以及屋顶分布式光伏发电系统的联合 调试。5 .验收阶段屋顶分布式光伏发电系统的验收应根据GB/T 376552019光伏与建筑 一体化发电系统验收规范进行验收，包括与结构相关工程的验收、电气工程 的验收、光伏及建筑一体化系统的整体验收。屋顶分布式光伏发电系统的性能应满足T/CECS 100942020户用光伏 发电系统的要求。既有建筑安装屋顶分布式光伏发电系统后，假设安装的光伏组件对原有屋顶 结构产生了影响，那么应根据GB 502072012屋面工程质量验收规范对屋 面的防水、保温性能等进行验收。第11页共18页6 .运行维护阶段6. 1.定期清洁在屋顶分布式光伏发电系统的运行阶段，长期灰尘沉积会导致光伏组件表 面被腐蚀，降低光伏组件外表的太阳辐射直接透过率，进而会影响屋顶分布式 光伏发电系统的发电效率，可使屋顶分布式光伏发电系统的年发电量降低约 5%25%。因此，在屋顶分布式光伏发电系统的运行维护阶段，应注意对光 伏组件进行定期清洁，清洁频率应根据具体情况确定。常用的光伏组件清洁方 式有干洗、水洗和智能清扫机器人清洁。建议整县推广屋顶分布式光伏发电系 统配备专业的运行维护机构，定期对光伏组件进行清洁和维护，以提高屋顶分 布式光伏发电系统的发电量。6. 2.监测与维护在屋顶分布式光伏发电系统的运行阶段，应对系统所在地的气象参数，系 统的直流输出参数、并网电压参数等进行实时监测，以推测设备的运行状态， 从而可及时对异常设备进行检修与维护。7 .结论与建议本文分析了在建筑上安装的屋顶分布式光伏发电系统在前期评估、设计、 施工安装、验收及运行维护等各个阶段应注意的要点问题，以保障屋顶分布式 光伏发电系统的平安、可靠与高效运行，得出的结论及给予的建议如下：D为保障屋顶分布式光伏发电系统的平安性和经济效益，在建筑上安装屋 顶分布式光伏发电系统时，应对其平安性和技术经济性进行评估；2）屋顶分布式光伏发电系统的设计应包含光伏发电系统、电气、防雷、防 火等的设计，并应同时满足建筑相关标准要求及光伏发电系统的相关标准要 求；3）目前，针对屋顶分布式光伏发电系统的前期评估、设计、施工安装、验 收与运行维护全过程的标准体系尚不完善，应尽快开展标准编制工作，以支撑 光伏与建筑一体化市场的开展；4）屋顶分布式光伏发电系统应从试点示范工程到整县（市、区）大面积稳步第12页共18页 推进，并确保建筑上安装的屋顶分布式光伏发电系统的平安可靠与高效运行， 充分发挥分布式光伏发电系统在碳中和进程中的节能潜力。8 .分布式光伏应用现状与技术创新方向展望8.1. 我国分布式光伏开展态势光伏产业作为我国的突出优势产业，技术水平和应用规模连续多年领跑全 球。在能源平安新战略和“双碳”目标的引领下，我国的光伏发电继续保持强 劲的增长势头，正逐步成为新型电力系统中的主体能源之一。在本钱快速下降和补贴政策的双重作用下，用电侧小规模分散式建设的分 布式光伏电站开展迅速。自2017年起，全国新增光伏装机由集中式电站占绝 大多数转变为集中式和分布式电站并驾齐驱。据国家能源局统计，截至2021 年底，分布式光伏累计并网容量107.5吉瓦，占光伏总装机容量的35%。特别 是2021年以来，在整县(市、区)屋顶分布式光伏开发等政策的刺激下，新增 分布式光伏装机首次超过集中式光伏。特别值得注意的是，户用光伏装机出现 爆发式增长，2021年新增装机21.5吉瓦，占比接近分布式光伏新增装机的四 分之三。分布式光伏在用户侧的市场活力和渗透力可见一斑。2021年底，国资委印发关于推进中央企业高质量开展做好碳达峰碳中 和工作的指导意见；国家能源局等三部门印发加快农村能源转型开展助力 乡村振兴的实施意见；工信部等五部门联合发布智能光伏产业创新开展行 动计划(2021-2025年)。国家层面密集发文，大力引导、支持分布式光伏高 质量快速开展。可以预见，我国的分布式光伏装机规模将继续保持迅猛的增长 势头，分布式光伏也将在科技创新的助力下与新型电力系统深度融合，为实现 能源绿色低碳转型发挥越来越显著的作用。8. 2.分布式光伏主要应用场景分布式光伏发电系统装机容量小，形式灵活多样，在广大的城乡地区，便 于与负荷中心和闲置空间结合；所发电力就地消纳，可有效推动各地区、各行 业的可再生能源替代和“双碳”进程。目前，建筑、交通、设施农业、通信等 领域已成为分布式光伏的主要应用场景，以“光伏+”的形式实现光伏发电系 统与场地、设施的功能性融合，助力智慧城市基础设施与智能网联汽车协同发第13页共18页展，助力城乡基础设施补短板和更新改造。8. 2. 1.光伏+建筑建筑上的分布式光伏系统有安装式光伏电站(BAPV)和光伏建筑一体化电站 (BIPV)两种形式。应用最广泛的屋顶光伏电站属于BAPV系统；BIPV系统那么指 将光伏组件作为建材，成为建筑物本身的一局部，例如光伏幕墙、光伏遮阳 板、直接取代彩钢瓦屋面的光伏屋面等。建筑是最常见的负荷中心，光伏发电系统就地为建筑供电，自发自用，既 可防止远距离输电造成的电能损耗，又能够实现建筑用电的可再生能源替代， 有效降低建筑系统的碳排放。此外，BIPV系统中的光伏构件还承当建筑围护结 构、外观装饰等功能。8. 2. 2.光伏+交通随着电动汽车的普及，光储充一体式车棚成为热门的分布式光伏应用形 式。光伏系统就地为电动汽车充电，余电上网，还可利用分布式储能系统进行 能量时移，平抑光伏发电波动和负荷波动。公共道路体系中，光伏路灯是应用最早、最广泛的分布式光伏形式。近儿 年，光伏公交站台、光伏加油站、道路护坡光伏电站等也大量涌现，还出现了 光伏地砖、光伏公路等探索性的应用。8. 2. 3.光伏+通信随着我国通信服务覆盖面的扩大和通信技术更新换代，偏远地区通信基站 供电不便和基站设备功耗剧增的状况越发突出。因此，为通信基站配套分布式 光伏电站，就地供电，可有效降低供电本钱，提高供电保障能力。8. 2. 4.光伏+设施农业在日光温室、玻璃温室等种植设施和牛棚、鸡舍等养殖设施上安装分布式 光伏发电系统，可以就地为供暖、供液、照明补光设备供电，不仅能够降低用 电本钱，还能利用余电上网为农村带来发电收益，同时有助于降低农业生产过 程的碳排放。8. 2. 5.分布式光伏的其他应用场景近年来，各路厂商开发了形形色色的光伏应用产品，例如光伏地灯、光伏第14页共18页 智能垃圾箱、光伏帐篷、光伏背包等，以日用、展示、应急等用途为主。很多 共享单车也安装了光伏组件，用于给智能车锁供电。光伏技术的日常应用已相 当成熟、普及，未来还将有更丰富的应用场景被开掘、拓展。8. 3.分布式光伏关键技术创新方向3.1.分布式光伏系统设备创新方向分布式光伏系统通常安装在建筑上，或与各类设备设施相结合，其应用场 景的特点对系统的特性提出了如下需求：1 .作为小规模、大数量、高度分散的工程工程，分布式光伏电站的设计、 建造应尽可能标准化；2 .靠近生产生活设施的分布式光伏电站应保证平安性；3 .分布式电站的光伏组件常受到周边建筑和设施的遮挡，阴影易导致组件 产生热斑，甚至损毁，也会造成组串内各块组件工作电流差异大，产生“短板 效应”，显著降低发电量，需要从设计和设备两端充分考虑阴影遮挡的影响， 尽可能提高发电量。为提高分布式光伏电站，特别是小型户用光伏电站的设计、施工的标准化 程度，即插即用式系统是一种有效的解决方案。将光伏组件、逆变器、小型储 能设备和电缆、夹具等配件高度集成，并改进电气连接方式，使安装操作简化 为直接插接或压接，不仅能大幅提高施工效率，还能提高平安性。即插即用式 系统解决方案的推广可行性，很大程度上决定了集成系统对农村住宅和小型建 筑物的适用性。分布式光伏系统作为电气系统，存在漏电、起火等事故风险。因此，组串 级甚至组件级的关断器有必要推广应用。目前，关断器的本钱较高，在国内的 应用规模较小；统一标准，降低本钱，应是重点攻关方向。BIPV系统相较于常 规的屋顶电站，更靠近于建筑内的人员财物，平安性至关重要；除电气平安 外，结构平安性、材料环保性等也应是进一步研发和标准化的核心关注点。由于组串内各块组件的额定电气参数有微小差异，受到的阴影遮挡、污秽 遮挡等情况也不同，使得输出电流失配，造成功率损失。而微型逆变器和组件 级优化器能使每块组件工作在最大功率点上，尽可能地减少损失。对于微型逆 变器和组件优化器，当前的研发重点包括优化最大功率点追踪算法、提高器件第15页共18页可靠性、降低自身功率损耗、降低本钱等。此外，与常规逆变器类似的是，微 型逆变器和组件优化器也需提高智能化程度。8. 3. 2.分布式光伏系统运维技术创新方向分布式光伏电站地理位置分散，业主往往不具备光伏专业知识，运维工作 亟需提高自动化、智能化、集约化水平，以降低运维本钱，提升工作效率。基于逆变器等系统设备，利用互联网、大数据、人工智能、5G通信等先 进技术，对大量分布式光伏电站进行集中统一的监控，是最具可行性的技术路 线。监控系统不仅实时监测各电站的运行数据，还要进行数据分析，统计发电 量，计算收益，预测未来发电走势；发现异常情况时，定位故障点，诊断故障 类型和程度，从而为人员派遣、检修事项等运维工作安排提供辅助决策。同 时，随着分布式光伏大规模、高比例接入配电网，为保障电网电能质量、运行 平安，其通过智能监控系统参与电网智能化调度也将成为必然趋势。止匕外，运维平台移动终端、智能清洗机器人、自动化检测工具等运维设备 也是分布式光伏系统运维技术创新的重要突破口。8. 3. 3.分布式光伏与多种能源的耦合在建筑级和园区级的微网中，分布式光伏是最常见、最重要的能源之一， 与电化学储能、供热/冷、蓄热/冷及其他负荷等由能量管理系统集中监控、统 一调度管理。分布式光伏作为微网中清洁电能的主要来源，其随机性、波动性 经能量管理系统的控制，由储能系统予以平抑，其发电曲线与负荷曲线的不匹 配也由储能系统予以缓和。通过这种多能耦合的方式，可实现能源的高效利 用，助力建筑和园区的碳减排。为提高分布式光伏与微网中其他能源和负荷的匹配性，改善电能质量和供 电可靠性，降低用电本钱，需开发智能化程度更高的能量管理系统，基于气象 数据和光伏出力、负荷等历史运行数据，进行光伏发电和负荷功率预测，开展 多时间尺度的源、荷、储能量匹配优化调度管理。包含分布式光伏系统的直流微电网或交直流混合微电网是建筑级和园区级 新能源综合利用的典型形式。对于有大量直流负荷的应用场景，采用直流配电 系统，能够更便利地接入分布式光伏和储能，并且简化变换环节，减少电能损 耗。在电力电子技术提升、储能应用规模拓展和能量管理系统优化的基础上，第16页共18页 这种“光储直柔”模式将有效促进分布式光伏与用电侧的深度融合。8. 4.对推动分布式光伏技术创新的建议分布式光伏在我国已获得了广泛的应用，且随着“双碳”目标的实现进程 推进，应用规模还将持续扩大。为有效解决随之而来的消纳、运维等过程中的 问题，需从多方面入手促进科技创新，大幅提高分布式光伏系统的智能化水 平，切实提升分布式光伏发电的效率和平安性，从而确保分布式光伏在新型电 力系统中能够大规模参与平衡，为用电侧提供有力支撑。8.4.1.政策引导鼓励科技创新应用一是国家政策和地方政策应形成上下协同的体系，在智能光伏产业创新 开展行动计划(2021-2025年)等文件发布后，地方政策需紧跟国家导向，积 极响应，引导落实；二是光伏行业相关的各部门应相互协调，在支持政策引领 下相互配合；三是对分布式光伏新产品和新技术的研发可予以奖励、补贴、减 税等财政支持，通过设立研发平台、建设示范工程等多种措施，加大鼓励力 度。8. 4. 2.完善标准体系，统一技术口径对于不断推出的新技术、新产品、新设计、新做法，要加快标准制定的速 度，保证创新的工程应用有据可依。对于研发程度已较为成熟的技术和产品， 应在标准层面尽可能统一技术口径，从而引导新技术和新产品具备较强的普适 性，降低从创新研发到大规模应用过程中的行业磨合本钱。此外，鼓励我国光 伏从业人员积极参与国际标准制定，为我国光伏领域研发创新成果在国际上的 推广应用争取更广阔的空间。8. 4. 3.发挥实证作用，确保平安可行因靠近用户，工程小而分散，分布式光伏电站的平安性和易用性至关重 要。因此，有必要建设可提供各种气候环境条件和应用需求条件的实证平台， 在创新技术和产品大规模推广之前，充分试用，以确保其平安、可行、易用。 8. 4. 4.凝聚行业力量，集中火力攻关应发挥行业协会、学会、联盟等行业组织的作用，群策群力，在分布式光 伏技术创新的方向和内容上达成一定的共识，从而引导行业内集中火力在亟需第17页共18页攻关的关键技术上，尽快取得突破。第18页共18页8. 2. 4.光伏+设施农业148. 2. 5.分布式光伏的其他应用场景148. 3.分布式光伏关键技术创新方向158. 3. 1.分布式光伏系统设备创新方向158. 3. 2.分布式光伏系统运维技术创新方向168. 3. 3,分布式光伏与多种能源的耦合168.4.对推动分布式光伏技术创新的建议178. 4. 1.政策引导鼓励科技创新应用178. 4. 2,完善标准体系，统一技术口径178. 4. 3.发挥实证作用，确保平安可行178. 4. 4,凝聚行业力量，集中火力攻关1712021年6月20日，国家能源局综合司发布了关于报送整县（市、区）屋 顶分布式光伏开发试点方案的通知，要求党政机关建筑屋顶总面积中，可安 装光伏发电系统的面积的比例不低于50%；学校、医院、村委会等公共建筑屋 顶总面积中，可安装光伏发电系统的面积的比例不低于40%；工商业厂房屋顶 总面积中，可安装光伏发电系统的面积的比例不低于30%；农村居住建筑屋顶 总面积中，可安装光伏发电系统的面积的比例不低于20%。截至同年9月，已 有31个省（自治区、直辖市）及新疆生产建设兵团申报了整县（市、区）屋顶分布 式光伏开发试点方案，国家能源局公布了 676个整县（市、区）屋顶分布式光伏 开发试点，总装机容量将超过100 GW。与地面光伏电站的光伏发电系统不 同，屋顶分布式光伏发电系统在大规模推广时应注意建筑的平安运行。本文从 光电建筑的角度出发，分别从前期评估阶段、设计阶段、施工安装阶段、验收 阶段及运行维护阶段等全过程对建筑安装屋顶分布式光伏发电系统提出了技术 要求，以期对大规模安装于建筑上的屋顶分布式光伏发电系统的平安、可靠、 高效运行起到保障作用。1 .前期评估阶段在整县（市、区）推进屋顶分布式光伏发电系统的工作中，在建筑上安装屋 顶分布式光伏发电系统前，应对工程进行前期评估，包括屋顶分布式光伏发电第2页共18页系统装机容量的测算、建筑结构的平安性评估，以及光伏发电系统的经济性评 估。1.1. 屋顶分布式光伏发电系统装机容量的测算屋顶分布式光伏发电系统安装前，应对其装机容量进行测算，测算时既要 考虑屋顶中光伏组件的布置，又要考虑当地电网的消纳能力。1）屋顶分布式光伏发电系统的光伏组件布置包括可安装的光伏组件面积和 光伏组件的安装倾角。测算可安装的光伏组件面积时应注意去除屋顶中冷却 塔、通风竖井、电梯间等的占地面积，并且防止在易产生阴影遮挡的部位布置 光伏组件；测算光伏组件的安装倾角时，除了需要考虑当地的太阳能资源情况 以外，还应根据周围建筑的宽度、高度和楼间距等参数来计算光伏组件的最正确 安装倾角。2）屋顶分布式光伏发电系统的装机容量还应与当地电网的消纳能力相匹 配。1.2. 建筑结构的平安性评估整县（市、区）推进屋顶分布式光伏发电系统的应用时，应对建筑结构的安 全性进行评估。新建建筑应将屋顶分布式光伏发电系统纳入建筑主体结构和围 护结构的荷载计算中；既有建筑应考虑建筑的使用年限及功能要求，对此类建 筑进行结构及电气平安复核，并确认现有的建筑结构加装分布式光伏发电系统 后是否会存在平安问题，对于不满足平安性要求的既有建筑应进行加固处理。既有建筑的平安性评估的步骤主要为：1）应根据施工设计资料或现场情况对既有建筑的结构强度进行复核，确定 建筑的承载能力，在抗震设防地区的建筑还应进行抗震鉴定。2）应计算屋顶分布式光伏发电系统的荷载情况，即计算分布式光伏发电系 统的自身重力（包括光伏组件、光伏支架、支架基础等的重力），风、雨、雪荷 载，地震及温度作用等工况下的荷载；风、雨、雪荷载应根据GB 50009 2012建筑结构荷载规范进行计算；然后应确认分布式光伏发电系统的安装 位置与布局、荷载传递方式等内容。3）应根据建筑类型选择采用GB 50144-2019工业建筑可靠性鉴定标 准或采用GB502922015民用建筑可靠性鉴定标准，对在当前建筑上第3页共18页安装屋顶分布式光伏发电系统的平安性和可靠性做出评估与鉴定。1.3. 光伏发电系统的经济性评估在前期评估中，还应对屋顶分布式光伏发电系统进行经济性评估。屋顶分 布式光伏发电系统的投资包括其自身的投资和建筑结构的加固费用，收益为该 屋顶分布式光伏发电系统的发电量。投资方面，屋顶分布式光伏发电系统的投资包括初投资和运行维护费用， 对这2项进行投资概算；建筑结构的加固费用应根据建筑的具体情况和屋顶分 布式光伏发电系统的荷载情况进行投资概算。收益方面，屋顶分布式光伏发电 系统的全年发电量应根据其装机容量和当地的太阳能资源情况进行估算。最 终，根据投资与收益的估算结果对该屋顶分布式光伏发电系统的经济性做出评 估。2 .可复制、可借鉴的整县屋顶光伏开发九要点国家及全省整县推进屋顶分布式光伏试点以来，各地积极响应，紧锣密鼓 展开，规模迅速增长，在推进能源绿色转型、助力乡村振兴中发挥了重要作 用。为规范引导整县屋顶分布式光伏平安、有序、高质量开发，立足县情实 际，编制出台一张可复制、可借鉴的“明白纸”，主要内容如下：一、整县统一开发优势。屋顶光伏工程寿命25年以上，其间存在一定风 险。由政府主导、整县推进，可最大化引进投资实力强、技术水平高、市场信 誉好的龙头企业牵头，县属企业及各类市场主体参与开发，群众不花一分钱， 不承当任何风险，只按期收取租金，收益稳定有保障。二、个人开发屋顶光伏风险。运行维护没有保障，居民个人投资建设光 伏，超过质保期，需自行维护维修，并承当所有费用，25年内可能出现的问 题，缺乏有效保障措施。出现问题维权困难，个体投资建设的光伏，多数为安 装公司将光伏设备卖给居民，并负责安装。居民是投资方，安装公司是总包 方。25年内，一旦出现纠纷，居民维权只能通过司法途径，过程比拟复杂。三、整县屋顶租赁协议签订方式。屋顶租赁合同，一般由乡镇、村委会统 一组织，乡镇与开发公司、乡镇与村委会、村委会与居民逐级签订，不需要个 人与公司打交道，不存在协议条款风险。第4页共18页四、屋顶租赁标准价格。整县屋顶光伏开发各类租金，位居较高类标准， 充分保障居民及屋顶主体利益。村庄屋顶光伏租金，房屋产权人可在两种方式 中选择：一种是租金+分红，20年+5年合同期内，按35元/年/块收取租金， 同时，开发公司根据盈利情况向房屋产权人分红；另一种是阶梯租金价格，即 第一个5年租金60元/年/块，第二个5年租金40元/年/块，之后15年租金 25元/年/块（每块光伏板约为1米X2米）。25年合同期满，开发公司可将光伏 设施赠与屋顶产权人。机关事业单位屋顶光伏租金：参照全省各地做法，采用 “20元/年/块+优惠用电”方式，此类屋顶楼层较高，安装本钱高、租金低。 工商企业屋顶租金：根据屋顶类型、面积大小、自用电量多少、承重情况等， 一企一策，科学测算确定屋顶租金或电费打折幅度。五、屋顶租金支付方式。屋顶租金按年提前支付，首年开发公司在施工当 月起，2个月内将年度剩余月份租金一次性支付给屋顶产权人；第二年起，每 年2月底前将当年度租金一次性支付给屋顶产权人。六、安装光伏屋顶不会漏水。起脊屋顶在承重墙体安装固定支点，不对屋 顶瓦片造成伤害；平屋顶采取在屋顶安装预制水泥基础防水处理，不会破坏原 有屋顶防水；如因电站施工及运维对屋顶造成损坏，由施工单位负责免费修 缮，日后如出现漏水，开发公司长期负责。七、光伏电站无有害辐射。光伏发电利用光生伏特效应，将光能直接转变 为电能，无有害的短波辐射。屋顶光伏保温隔热、冬暖夏凉，对屋顶起到保护 作用。八、光伏发电平安有保障。屋顶光伏电站设计，均由专业设计单位按照国 家标准和行业规范设计安装，不存在雷击、漏电、掉落等平安隐患。九、就地就近用工惠民。乡镇建立人力资源储藏库，县领导小组办公室负 总责，根据投资方总包方需要，公开推荐施工人员，不插手、不干预投资方、 总包方施工。3 .设计阶段由于当前针对屋顶分布式光伏发电系统的设计标准还较为欠缺，因此在屋 顶分布式光伏发电系统的设计阶段，可参考团体标准T/CBDA392020光电 建筑技术应用规程进行设计。此外，还需从屋顶分布式光伏发电系统的设第5页共18页计、电气设计、防雷设计、防火设计这几个方面进行考虑。3.1. 屋顶分布式光伏发电系统的设计屋顶分布式光伏发电系统的设计主要包括光伏组件的选型、逆变器的选 型、光伏组件的安装方式、光伏组串的设计、屋顶分布式光伏发电系统结构的 设计、屋顶分布式光伏发电系统与其他形式结合的能量综合利用系统的设计、 并网方式的选择、远程监测系统的设计这几局部。3.1.1. 光伏组件的选型屋顶分布式光伏发电系统中，光伏组件的选型应从外观、性能、防火等角 度考虑。1）从外观角度出发，屋顶分布式光伏发电系统选用的光伏组件应与建筑的 外观协调统一。根据类别不同，光伏组件可分为晶体硅光伏组件、薄膜光伏组 件和新型光伏组件，各类光伏组件的外观也不相同，如图1所示。a单品盘光伏组忤b.多品曝光伏组件c.薄康光伏组件图不同类型光伏蛆件的外观图Fig. 1 Appearances of ddlerent Kpesof PV modules2）从性能角度出发;应用于屋顶分布式光伏发电系统的光伏组件应满足T/CECS 100932020建筑光伏组件的要求；此类光伏发电系统应尽量采 用无边框的光伏组件，以防止雨、雪在光伏组件边框位置的堆积。第6页共18页3）从防火角度出发，应用于屋顶分布式光伏发电系统的光伏组件应尽量采 用双玻光伏组件，从而降低火灾风险。3.1.2. 逆变器的选型屋顶分布式光伏发电系统应优先选用微型逆变器，并进行光伏组件的最大 功率点跟踪，同时降低遮挡等不利因素对此类光伏发电系统发电性能的影响。 逆变器的技术要求应满足能源行业标准NB/T 42142-2018光伏并网微型逆 变器技术规范的要求，也可参考地方标准DB65/T35682014分布式光伏 逆变器技术条件。逆变器的功率和数量应综合考虑屋顶分布式光伏发电系统 的输出功率、并网方式、电网电力要求等因素后再确定。3. 1.3.光伏组件的安装方式由于建筑屋顶所处环境较为复杂，因此屋顶分布式光伏发电系统中光伏组 件的安装方式除了需要考虑太阳辐照度这一因素外，还应考虑阴影遮挡情况和 建筑美观要求等。平屋面安装光伏组件时，建议倾斜安装，采用光伏组件最正确安装倾角，以 获得最大发电量。根据GB 507972012光伏发电站设计规范，光伏组件 安装倾角可设置为当地纬度，或根据全年动态模拟确定。光伏组件需要水平安 装时，应在光伏组件下方设置通风腔，通风腔的高度建议根据建筑的冷、热负 荷特性和光伏发电特性进行综合考虑后确定。坡屋面安装光伏组件时，可采用架空安装方式。但需要注意的是，在布局 时，光伏组件不宜超出屋檐范围，以防止光伏组件的掉落风险，并满足建筑的 消防规范要求。3.1.4.光伏组串的设计在进行屋顶分布式光伏发电系统中光伏组串的设计时，应对分布式光伏发 电系统通常采用的串联连接和直流连接方式进行改进，并设置快速关断装置， 以满足建筑的平安要求。1）应尽量减少光伏组串中的光伏组件数量，使光伏发电系统直流侧电压不 超过120 V,以降低分布式光伏发电系统的高压直流风险；同时将易被局部阴 影遮挡的光伏组件串联在一起，可防止因某块光伏组件受阴影遮挡后影响整个 分布式光伏发电系统的发电效率。第7页共18页2）光伏组串在设计时还应设置快速关断装置，用于紧急关闭安装在建筑上 的屋顶分布式光伏发电系统，快速断开光伏组件与光伏组件之间、光伏组件与 逆变器之间、逆变器与并网点之间的电气连接，以满足建筑的消防平安要求。3）光伏组件之间的直流连接方式应通过专用工具进行连接和断开，防止人 员直接接触。3.1. 5.屋顶分布式光伏发电系统结构的设计建筑屋顶易堆积雨、雪，且多层/高层建筑屋顶位置的风速较大，因此屋 顶分布式光伏发电系统应能承受风、雨、雪等荷载。首先，光伏组件应能在风、雨、雪等天气状况下保证不变形、不脱落，且 不降低屋顶分布式光伏发电系统的使用寿命。有研究说明，非晶硅薄膜太阳电 池在215 MPa的最大压应力下，其开路电压下降了 80%,同时用于连接太阳 电池与盖板和背板的结构胶发生了明显脱落，导致屋顶分布式光伏发电系统的 平安性及发电性能均受到了严重影响。因此，在系统设计时应注意校核光伏组 件的强度及刚度。其次，光伏支架与支架基础（即屋顶分布式光伏发电系统的支撑与主体结 构）应能承受光伏阵列传来的应力（包括光伏阵列的自身重力、风荷载、雪荷 载、地震荷载产生的力等），并有效传递至建筑主体承重结构，从而保障屋顶 分布式光伏发电系统的平安运行，防止因光伏组件掉落造成人身伤害。3.1.6. 屋顶分布式光伏发电系统与其他形式结合的能量综合利 用系统的设计屋顶分布式光伏发电系统中光伏组件水平安装时，其下方的通风腔内的热 空气可直接与空气源热泵结合，以提升空气源热泵的供暖能效和屋顶分布式光 伏发电系统的发电效率。在光伏组件背板后面还可以集成液体流道，以水或制 冷剂作为其传热介质，将光伏组件的伴生热量储存在储热水箱中，用于建筑供 暖或生活热水。光伏组件伴生热量利用的原理图如图2所示。以水或制冷剂作 为供热介质且配置了热泵的能量综合利用系统的设计及施工安装应满足 T/CECS 8302021太阳能光伏光热热泵系统技术规程的要求。第8页共18页图2光伏组件伴生热量利用的原理图 Schematic diagram of associated heat utilization ofPV module3.1. 7,并网方式的选择按照并网方式的不同，光伏发电系统可分为离网光伏发电系统、并网光伏 发电系统和混合光伏发电系统。屋顶分布式光伏发电系统以并网光伏发电系统 为主，大规模应用时应注意屋顶分布式光伏发电系统的输出功率波动对电网的 冲击，建议以单体建筑/建筑群为主体，综合考虑建筑用电负荷曲线与光伏发 电特性，优先采用就地消纳、多余光伏发电量上网的方案。屋顶分布式光伏发 电系统并网方式的选择应根据单体建筑/建筑群的用电负荷和电网的电压特性 来确定。3.1. 8.远程监测系统的设计屋顶分布式光伏发电系统的远程监测系统由计量监测设备、数据采集装置 和数据中心软件组成。为了实现屋顶分布式光伏发电系统的高效运行，监测数据应包括气象参数 （太阳辐照度、环境温度和风速）、屋顶分布式光伏发电系统的输出参数（输出电 压、输出电流和输出功率等）、光伏组件的工作温度、并网电压等参数，假设配 置有蓄电池，还需要监测蓄电池的输入、输出电流及功率。监测方法及数据处 理应满足GB/T205132006光伏系统性能监测测量、数据交换和分析导 那么的规定，远程监控的配置架构等技术要求应满足GB/T 349322017分 布式光伏发电系统远程监控技术规范的规定。3. 2.电气设计屋顶分布式光伏发电系统的电气设计应首先满足GB 51348-2019民用 建筑电气设计标准的规定。在进行屋顶分布式光伏发电系统的电气设计时，第9页共18页