邊萌萌，張昕宇，李博佳，何 濤，黃祝連，王聰輝

(中國建筑科學(xué)研究院有限公司，北京 100013)

0 引言

2021年6月20日，國家能源局綜合司發(fā)布了《關(guān)于報(bào)送整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)方案的通知》，要求黨政機(jī)關(guān)建筑屋頂總面積中，可安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)的面積的比例不低于50%；學(xué)校、醫(yī)院、村委會(huì)等公共建筑屋頂總面積中，可安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)的面積的比例不低于40%；工商業(yè)廠房屋頂總面積中，可安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)的面積的比例不低于30%；農(nóng)村居住建筑屋頂總面積中，可安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)的面積的比例不低于20%。截至同年9月，已有31個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)及新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)申報(bào)了整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)方案，國家能源局公布了676個(gè)整縣(市、區(qū))屋頂分布式光伏開發(fā)試點(diǎn)，總裝機(jī)容量將超過100 GW。與地面光伏電站的光伏發(fā)電系統(tǒng)不同，屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在大規(guī)模推廣時(shí)應(yīng)注意建筑的安全運(yùn)行。本文從光電建筑的角度出發(fā)，分別從前期評(píng)估階段、設(shè)計(jì)階段、施工安裝階段、驗(yàn)收階段及運(yùn)行維護(hù)階段等全過程對(duì)建筑安裝屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)提出了技術(shù)要求，以期對(duì)大規(guī)模安裝于建筑上的屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全、可靠、高效運(yùn)行起到保障作用。

1 前期評(píng)估階段

在整縣(市、區(qū))推進(jìn)屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作中，在建筑上安裝屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)前，應(yīng)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行前期評(píng)估，包括屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量的測(cè)算、建筑結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)估，以及光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估。

1.1 屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)裝機(jī)容量的測(cè)算

屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝前，應(yīng)對(duì)其裝機(jī)容量進(jìn)行測(cè)算，測(cè)算時(shí)既要考慮屋頂中光伏組件的布置，又要考慮當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的消納能力。

1)屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件布置包括可安裝的光伏組件面積和光伏組件的安裝傾角。測(cè)算可安裝的光伏組件面積時(shí)應(yīng)注意去除屋頂中冷卻塔、通風(fēng)豎井、電梯間等的占地面積，并且避免在易產(chǎn)生陰影遮擋的部位布置光伏組件[1]；測(cè)算光伏組件的安裝傾角時(shí)，除了需要考慮當(dāng)?shù)氐奶柲苜Y源情況以外[2]，還應(yīng)根據(jù)周圍建筑的寬度、高度和樓間距等參數(shù)來計(jì)算光伏組件的最佳安裝傾角[3]。

2)屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)容量還應(yīng)與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的消納能力相匹配。

1.2 建筑結(jié)構(gòu)的安全性評(píng)估

整縣(市、區(qū))推進(jìn)屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用時(shí)，應(yīng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全性進(jìn)行評(píng)估。新建建筑應(yīng)將屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)納入建筑主體結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的荷載計(jì)算中；既有建筑應(yīng)考慮建筑的使用年限及功能要求，對(duì)此類建筑進(jìn)行結(jié)構(gòu)及電氣安全復(fù)核[4]，并確認(rèn)現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)加裝分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)后是否會(huì)存在安全問題，對(duì)于不滿足安全性要求的既有建筑應(yīng)進(jìn)行加固處理。

既有建筑的安全性評(píng)估的步驟主要為：

1)應(yīng)根據(jù)施工設(shè)計(jì)資料或現(xiàn)場(chǎng)情況對(duì)既有建筑的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行復(fù)核，確定建筑的承載能力，在抗震設(shè)防地區(qū)的建筑還應(yīng)進(jìn)行抗震鑒定。

2)應(yīng)計(jì)算屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的荷載情況，即計(jì)算分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的自身重力(包括光伏組件、光伏支架、支架基礎(chǔ)等的重力)，風(fēng)、雨、雪荷載，地震及溫度作用等工況下的荷載；風(fēng)、雨、雪荷載應(yīng)根據(jù)GB 50009—2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》進(jìn)行計(jì)算；然后應(yīng)確認(rèn)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的安裝位置與布局、荷載傳遞方式等內(nèi)容。

3)應(yīng)根據(jù)建筑類型選擇采用GB 50144—2019《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》或采用GB 50292—2015《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》，對(duì)在當(dāng)前建筑上安裝屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全性和可靠性做出評(píng)估與鑒定。

1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估

在前期評(píng)估中，還應(yīng)對(duì)屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)估。屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的投資包括其自身的投資和建筑結(jié)構(gòu)的加固費(fèi)用，收益為該屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。

投資方面，屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的投資包括初投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，對(duì)這2項(xiàng)進(jìn)行投資概算；建筑結(jié)構(gòu)的加固費(fèi)用應(yīng)根據(jù)建筑的具體情況和屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的荷載情況進(jìn)行投資概算。收益方面，屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的全年發(fā)電量應(yīng)根據(jù)其裝機(jī)容量和當(dāng)?shù)氐奶柲苜Y源情況進(jìn)行估算。最終，根據(jù)投資與收益的估算結(jié)果對(duì)該屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性做出評(píng)估。

2 設(shè)計(jì)階段

由于當(dāng)前針對(duì)屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)還較為欠缺，因此在屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，可參考團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CBDA 39—2020《光電建筑技術(shù)應(yīng)用規(guī)程》進(jìn)行設(shè)計(jì)。此外，還需從屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、防雷設(shè)計(jì)、防火設(shè)計(jì)這幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。

2.1 屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括光伏組件的選型、逆變器的選型、光伏組件的安裝方式、光伏組串的設(shè)計(jì)、屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)與其他形式結(jié)合的能量綜合利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、并網(wǎng)方式的選擇、遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)這幾部分。

2.1.1 光伏組件的選型

屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏組件的選型應(yīng)從外觀、性能、防火等角度考慮。

1)從外觀角度出發(fā)，屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)選用的光伏組件應(yīng)與建筑的外觀協(xié)調(diào)統(tǒng)一。根據(jù)類別不同，光伏組件可分為晶體硅光伏組件、薄膜光伏組件和新型光伏組件，各類光伏組件的外觀也不相同，如圖1所示。

圖1 不同類型光伏組件的外觀圖Fig. 1 Appearances of different types of PV modules

2)從性能角度出發(fā)，應(yīng)用于屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件應(yīng)滿足T/CECS 10093—2020《建筑光伏組件》的要求；此類光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)盡量采用無邊框的光伏組件，以避免雨、雪在光伏組件邊框位置的堆積[5]。

3)從防火角度出發(fā)，應(yīng)用于屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的光伏組件應(yīng)盡量采用雙玻光伏組件，從而降低火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

2.1.2 逆變器的選型

屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先選用微型逆變器，并進(jìn)行光伏組件的最大功率點(diǎn)跟蹤，同時(shí)降低遮擋等不利因素對(duì)此類光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電性能的影響。逆變器的技術(shù)要求應(yīng)滿足能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB/T 42142—2018《光伏并網(wǎng)微型逆變器技術(shù)規(guī)范》的要求，也可參考地方標(biāo)準(zhǔn)DB 65/T 3568—2014《分布式光伏逆變器技術(shù)條件》。逆變器的功率和數(shù)量應(yīng)綜合考慮屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率、并網(wǎng)方式、電網(wǎng)電力要求等因素后再確定。

2.1.3 光伏組件的安裝方式

由于建筑屋頂所處環(huán)境較為復(fù)雜，因此屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏組件的安裝方式除了需要考慮太陽輻照度這一因素外，還應(yīng)考慮陰影遮擋情況和建筑美觀要求等。

平屋面安裝光伏組件時(shí)，建議傾斜安裝，采用光伏組件最佳安裝傾角，以獲得最大發(fā)電量。根據(jù)GB 50797—2012《光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范》，光伏組件安裝傾角可設(shè)置為當(dāng)?shù)鼐暥?，或根?jù)全年動(dòng)態(tài)模擬確定[6]。光伏組件需要水平安裝時(shí)，應(yīng)在光伏組件下方設(shè)置通風(fēng)腔，通風(fēng)腔的高度建議根據(jù)建筑的冷、熱負(fù)荷特性和光伏發(fā)電特性進(jìn)行綜合考慮后確定[7]。

坡屋面安裝光伏組件時(shí)，可采用架空安裝方式。但需要注意的是，在布局時(shí)，光伏組件不宜超出屋檐范圍，以避免光伏組件的掉落風(fēng)險(xiǎn)，并滿足建筑的消防規(guī)范要求。

2.1.4 光伏組串的設(shè)計(jì)

在進(jìn)行屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏組串的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對(duì)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)通常采用的串聯(lián)連接和直流連接方式進(jìn)行改進(jìn)，并設(shè)置快速關(guān)斷裝置，以滿足建筑的安全要求。

1)應(yīng)盡量減少光伏組串中的光伏組件數(shù)量，使光伏發(fā)電系統(tǒng)直流側(cè)電壓不超過120 V[8]，以降低分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的高壓直流風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)將易被局部陰影遮擋的光伏組件串聯(lián)在一起，可避免因某塊光伏組件受陰影遮擋后影響整個(gè)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。

2)光伏組串在設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)設(shè)置快速關(guān)斷裝置，用于緊急關(guān)閉安裝在建筑上的屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，快速斷開光伏組件與光伏組件之間、光伏組件與逆變器之間、逆變器與并網(wǎng)點(diǎn)之間的電氣連接，以滿足建筑的消防安全要求。

3)光伏組件之間的直流連接方式應(yīng)通過專用工具進(jìn)行連接和斷開，避免人員直接接觸。2.1.5 屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

建筑屋頂易堆積雨、雪，且多層/高層建筑屋頂位置的風(fēng)速較大，因此屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)能承受風(fēng)、雨、雪等荷載。

首先，光伏組件應(yīng)能在風(fēng)、雨、雪等天氣狀況下保證不變形、不脫落，且不降低屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的使用壽命。有研究表明，非晶硅薄膜太陽電池在215 MPa的最大壓應(yīng)力下，其開路電壓下降了80%，同時(shí)用于連接太陽電池與蓋板和背板的結(jié)構(gòu)膠發(fā)生了明顯脫落[9]，導(dǎo)致屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全性及發(fā)電性能均受到了嚴(yán)重影響。因此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意校核光伏組件的強(qiáng)度及剛度。

其次，光伏支架與支架基礎(chǔ)(即屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的支撐與主體結(jié)構(gòu))應(yīng)能承受光伏陣列傳來的應(yīng)力(包括光伏陣列的自身重力、風(fēng)荷載、雪荷載、地震荷載產(chǎn)生的力等)，并有效傳遞至建筑主體承重結(jié)構(gòu)[4]，從而保障屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，避免因光伏組件掉落造成人身傷害。

2.1.6 屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)與其他形式結(jié)合的能量綜合利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏組件水平安裝時(shí)，其下方的通風(fēng)腔內(nèi)的熱空氣可直接與空氣源熱泵結(jié)合，以提升空氣源熱泵的供暖能效和屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。在光伏組件背板后面還可以集成液體流道，以水或制冷劑作為其傳熱介質(zhì)，將光伏組件的伴生熱量?jī)?chǔ)存在儲(chǔ)熱水箱中，用于建筑供暖或生活熱水。光伏組件伴生熱量利用的原理圖如圖2所示。以水或制冷劑作為供熱介質(zhì)且配置了熱泵的能量綜合利用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工安裝應(yīng)滿足T/CECS 830—2021《太陽能光伏光熱熱泵系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》的要求。

圖2 光伏組件伴生熱量利用的原理圖Fig. 2 Schematic diagram of associated heat utilization of PV module

2.1.7 并網(wǎng)方式的選擇

按照并網(wǎng)方式的不同，光伏發(fā)電系統(tǒng)可分為離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)和混合光伏發(fā)電系統(tǒng)。屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)以并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)為主，大規(guī)模應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，建議以單體建筑/建筑群為主體，綜合考慮建筑用電負(fù)荷曲線與光伏發(fā)電特性，優(yōu)先采用就地消納、多余光伏發(fā)電量上網(wǎng)的方案。屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)方式的選擇應(yīng)根據(jù)單體建筑/建筑群的用電負(fù)荷和電網(wǎng)的電壓特性來確定。

2.1.8 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由計(jì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備、數(shù)據(jù)采集裝置和數(shù)據(jù)中心軟件組成。

為了實(shí)現(xiàn)屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的高效運(yùn)行，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)包括氣象參數(shù)(太陽輻照度、環(huán)境溫度和風(fēng)速)、屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出參數(shù)(輸出電壓、輸出電流和輸出功率等)、光伏組件的工作溫度、并網(wǎng)電壓等參數(shù)，若配置有蓄電池，還需要監(jiān)測(cè)蓄電池的輸入、輸出電流及功率。監(jiān)測(cè)方法及數(shù)據(jù)處理應(yīng)滿足GB/T 20513—2006《光伏系統(tǒng)性能監(jiān)測(cè)測(cè)量、數(shù)據(jù)交換和分析導(dǎo)則》的規(guī)定，遠(yuǎn)程監(jiān)控的配置架構(gòu)等技術(shù)要求應(yīng)滿足GB/T 34932—2017《分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定。

2.2 電氣設(shè)計(jì)

屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)應(yīng)首先滿足GB 51348—2019《民用建筑電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定。在進(jìn)行屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)的直流側(cè)電壓不宜超過120 V[10]，并需要安裝直流電弧故障保護(hù)裝置。當(dāng)直流側(cè)電壓超過120 V時(shí)，必須采用直流高壓警示標(biāo)志，并安裝具備直流側(cè)快速關(guān)斷功能的直流開關(guān)，且直流電纜需加裝金屬外套；當(dāng)直流側(cè)電壓超過600 V時(shí)，直流側(cè)和人員活動(dòng)區(qū)域之間應(yīng)進(jìn)行絕對(duì)有效的區(qū)域隔離。

電纜的直流連接器除需要滿足GB/T 33765—2017《地面光伏系統(tǒng)用直流連接器》的規(guī)定外，還應(yīng)采用保護(hù)措施，防止人員直接接觸帶電體。

2.3 防雷設(shè)計(jì)

根據(jù)GB 50057—2010《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》[11]，建筑物易受雷擊的部位為女兒墻、屋檐及其檐角、屋脊等，建筑上安裝屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)后，光伏陣列的高度可能會(huì)超過原有防雷系統(tǒng)的保護(hù)范圍，增加了其遭受雷擊的概率，而其一旦遭受雷擊，光伏組件的金屬邊框和金屬支架均會(huì)成為導(dǎo)電通路，雷擊電流會(huì)在光伏電纜和建筑物內(nèi)的電纜中產(chǎn)生強(qiáng)電磁脈沖，從而危害建筑物中的電氣、電子系統(tǒng)，甚至引起火災(zāi)[12]。

因此，在進(jìn)行屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)首先復(fù)核其是否處于原有防雷系統(tǒng)的保護(hù)范圍內(nèi)，若超出該保護(hù)范圍，則需重新進(jìn)行設(shè)計(jì)；同時(shí)，屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中的光伏組件金屬邊框和光伏支架均應(yīng)接地，可連接到建筑物原有的接地系統(tǒng)或通過引下線和接地極連接[13]。

2.4 防火設(shè)計(jì)

屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的防火設(shè)計(jì)包括單個(gè)部件的防火設(shè)計(jì)和整個(gè)系統(tǒng)的防火設(shè)計(jì)。屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)所有外露于空氣中的材料均應(yīng)為難燃或不燃材料，所有未暴露在空氣中的材料燃燒后不得釋放有毒、有害氣體，光伏組件的燃燒性能和防護(hù)等級(jí)應(yīng)根據(jù)建筑的耐火等級(jí)來確定，同時(shí)避免采用有機(jī)物背板和EVA膠膜[14]。

屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置快速關(guān)斷裝置，為消防救援提供條件。國際上對(duì)于屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的快速關(guān)斷裝置的規(guī)定主要有：美國電工規(guī)范2017 NEC 690.12《Rapid Shutdown—— Important Changes》要求所有屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)均安裝快速關(guān)斷開關(guān)；德國率先執(zhí)行VDE防火安全標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定在屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中逆變器與光伏組件之間需要增加直流關(guān)斷裝置。

中國建筑科學(xué)研究院有限公司主編的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CECS 10137—2021《建筑光伏控制及變配電設(shè)備技術(shù)要求》[15]引用了2017 NEC 690.12中關(guān)于快速關(guān)斷裝置的規(guī)定，要求屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)“光伏組件級(jí)關(guān)斷”，有效提高了我國屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的電氣安全性能。

3 施工安裝

目前，針對(duì)在建筑上安裝屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的施工規(guī)定尚無相應(yīng)的國標(biāo)，因此可按照GB/T 51368—2019《建筑光伏系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行施工，也可參考新疆維吾爾自治區(qū)發(fā)布的地方標(biāo)準(zhǔn)DB 65/T 3552—2013《安裝在既有建筑物上的光伏發(fā)電系統(tǒng)施工規(guī)范》進(jìn)行施工。

在屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)施工前，應(yīng)制定專項(xiàng)施工組織設(shè)計(jì)方案，嚴(yán)禁在無設(shè)計(jì)方案的情況下施工。對(duì)于新建建筑而言，屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的施工應(yīng)在建筑主體結(jié)構(gòu)完成驗(yàn)收后進(jìn)行。

屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的支架連接部件在施工時(shí)應(yīng)注意不破壞屋頂結(jié)構(gòu)和屋頂防水層的密封性[16]，對(duì)既有建筑來說，應(yīng)對(duì)施工中損壞的屋面原有的防水層進(jìn)行修復(fù)或重新進(jìn)行防水處理，防水處理應(yīng)符合GB 50345—2012《屋面工程技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。

屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)包括光伏組件串、匯流箱、逆變器、配電柜、二次系統(tǒng)、蓄電池等設(shè)備的調(diào)試，以及屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試。

4 驗(yàn)收階段

屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的驗(yàn)收應(yīng)根據(jù)GB/T 37655—2019《光伏與建筑一體化發(fā)電系統(tǒng)驗(yàn)收規(guī)范》[17]進(jìn)行驗(yàn)收，包括與結(jié)構(gòu)相關(guān)工程的驗(yàn)收、電氣工程的驗(yàn)收、光伏及建筑一體化系統(tǒng)的整體驗(yàn)收。

屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能應(yīng)滿足T/CECS 10094—2020《戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)》的要求。

既有建筑安裝屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)后，若安裝的光伏組件對(duì)原有屋頂結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了影響，則應(yīng)根據(jù)GB 50207—2012《屋面工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》對(duì)屋面的防水、保溫性能等進(jìn)行驗(yàn)收。

5 運(yùn)行維護(hù)階段

5.1 定期清潔

在屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行階段，長期灰塵沉積會(huì)導(dǎo)致光伏組件表面被腐蝕，降低光伏組件表面的太陽輻射直接透過率，進(jìn)而會(huì)影響屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率，可使屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的年發(fā)電量降低約5%～25%[18-20]。因此，在屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)階段，應(yīng)注意對(duì)光伏組件進(jìn)行定期清潔，清潔頻率應(yīng)根據(jù)具體情況確定。常用的光伏組件清潔方式有干洗、水洗和智能清掃機(jī)器人清潔。

建議整縣推廣屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)配備專業(yè)的運(yùn)行維護(hù)機(jī)構(gòu)，定期對(duì)光伏組件進(jìn)行清潔和維護(hù)，以提高屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量。

5.2 監(jiān)測(cè)與維護(hù)

在屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行階段，應(yīng)對(duì)系統(tǒng)所在地的氣象參數(shù)，系統(tǒng)的直流輸出參數(shù)、并網(wǎng)電壓參數(shù)等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以推測(cè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，從而可及時(shí)對(duì)異常設(shè)備進(jìn)行檢修與維護(hù)。

6 結(jié)論與建議

本文分析了在建筑上安裝的屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在前期評(píng)估、設(shè)計(jì)、施工安裝、驗(yàn)收及運(yùn)行維護(hù)等各個(gè)階段應(yīng)注意的要點(diǎn)問題，以保障屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全、可靠與高效運(yùn)行，得出的結(jié)論及給予的建議如下：

1)為保障屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全性和經(jīng)濟(jì)效益，在建筑上安裝屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)對(duì)其安全性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)估；

2)屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)包含光伏發(fā)電系統(tǒng)、電氣、防雷、防火等的設(shè)計(jì)，并應(yīng)同時(shí)滿足建筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求及光伏發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求；

3)目前，針對(duì)屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的前期評(píng)估、設(shè)計(jì)、施工安裝、驗(yàn)收與運(yùn)行維護(hù)全過程的標(biāo)準(zhǔn)體系尚不完善，應(yīng)盡快開展標(biāo)準(zhǔn)編制工作，以支撐光伏與建筑一體化市場(chǎng)的發(fā)展；

4)屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)從試點(diǎn)示范項(xiàng)目到整縣(市、區(qū))大面積穩(wěn)步推進(jìn)，并確保建筑上安裝的屋頂分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全可靠與高效運(yùn)行，充分發(fā)揮分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在碳中和進(jìn)程中的節(jié)能潛力。