光伏整县推进,企业如何发力?
在日前举办的“2021首届河北光伏产业发展论坛”上,河北省能源局副局长安荣虎介绍,截至2020年底,河北省光伏并网装机规模已达到2191万千瓦,位居全国第二,预计到2025年,河北省光伏装机规模和发电量将较“十三五”期间翻一番。
发挥民营企业服务优势
《通知》要求,申报试点的地区,党政机关建筑屋顶总面积可安装光伏发电比例不低于50%,学校、医院、村委会等公共建筑不低于40%,工商业厂房不低于30%,农村居民不低于20%。
场景的多元化,让企业嗅到了商机。国家电投、国家能源集团、国家电网等多家电力行业央企宣布与多个市、县及当地企业达成战略合作,推动包括整县屋顶分布式光伏在内的新能源项目开发,大举进入分布式光伏开发市场。
“很多民营企业最关心的问题,就是央企是否会拿走全部的市场份额。”中国新能源电力投融资联盟秘书长彭澎认为事实并非如此,并建议民企将央企看做重要的合作伙伴。
“与民营企业相比,央企普遍存在‘专业有余,服务不足’的情况。央企需要民企在项目中提供大量辅助、服务工作。”彭澎说,“不仅如此,在分布式整县推进的过程中,党政机关建筑屋顶等空间实际较为有限,潜力最大的还是以工商业等情景为主,需要提供定制化的服务,民企有足够的发挥空间。”
安全方案需“量身定制”
电站,施工、运维的安全性是项目建设的重中之重。
深圳创维光伏 科技 有限公司总经理金鑫强调,屋顶光伏项目在建筑安全方面有许多问题需要考虑,要根据实际情况进行针对设计。“举例来说,三四层楼的屋顶,直观上感觉可能不算高,但根据我们的测算,屋顶高度每升高十米,防风设计要提高一级。这就意味着要根据每个屋顶的真实情况,一个个确定设计方案。”
河北能源工程设计有限公司副总经理董晓青也表示,在整县推进分布式光伏的过程中,屋顶荷载验算工作是屋顶光伏项目安全性的重要保障。“例如在支架选择上,需要根据屋顶的不同情况进行优化设计,尽量降低屋面荷载。”董晓青说,“对于承载力较弱的屋顶,可采用小倾角,加设挡风板,减小配重块用量等优化,减轻屋面荷载,充分利用屋顶面积。”
精细运维创效益
在屋顶分布式光伏推进过程中,常常遇到有效屋顶少、屋顶存在遮挡、老旧、结构强度差等问题,直接影响项目收益,降本增效成为保障项目盈利能力的重要环节。
“很多户用光伏单体规模小、数量多,设计、施工、管理难度大。”金鑫说,“此外,电费收取困难、租用屋顶受阻等问题,也导致很多项目难以集中落地。因此,在整县推进过程中也应留意房屋产权等相关问题。”
董晓青指出,高效、高功率组件对于屋顶光伏的降本增效有益。“一般屋顶分布式电站屋顶面积有限,装机容量小,选择高效的光伏组件可以有效提高单位面积发电量,提升收益率。使用高效组件能够减少组件的使用量,相应的减少支撑结构、光伏电缆、组串逆变器以及施工成本、安装成本。”
“当然这并不意味着组件越大越好,要以适宜屋顶建设为前提。”董晓青强调,除了合适的功率外,安装方式也是影响光伏电站发电量的重要因素,“组件竖向排布时积灰造成的阴影遮挡损失比横排大,因此组件横向排布可提高发电量。此外,通过逆变器选型、布置位置优化、光伏组件倾角的优化选择等,均可实现成本的降低和发电量的提升。”
农村用户安装光伏系统该如何预防:在农村多以混凝屋面为主,在屋面做防水处理的时候要坚持“宜导不宜堵”的原则,保证在暴雨积水时能顺利让水流走,确保屋面不漏。明白了这个原则在光伏支架安装过程中,首先要确保支架基座不与排水方向垂直布置,做到不阻碍屋面雨水排放。其次,假若遇到施工中在既有屋面上采用直接放置支架基座的方式安装光伏系统时,保证基座平稳、整齐的放置,并需要采取措施进行固定,避免发生倾覆、滑移等现象,还要避免基座与屋面结构层发生层叠关系,保证结构的安全性。除此之外,还要尽量避免在屋面做打孔操作,对于那些必须打孔破坏原屋面的情况,则要做到因地制宜,根据不同情况做不同处理。若在瓦片上打孔要先做好深度预测,将化学锚固螺栓固定后,螺栓穿过瓦片的位置应使用防水密封胶做好处理,这点很关键。
开篇我们先分享一则旧闻,3月1日中午,江苏气象台发布了大风黄色预警信号。3月1日下午4点左右江苏省内多个城市相继出现8级左右大风,有网友曝出正在施工塔吊被吹倒,大厦玻璃掉下,某地光伏电站损坏严重等。
这里我们就来说说,农村的光伏电站遭暴风袭击后变成废墟,问题出在哪里?光伏电站该如何预防暴风的袭击?
关于暴风、雨雪以及其他不可抗力的自然因素对光伏电站造成影响已经不是什么新闻了,各地时有发生,比如去年的持续的雨水天气造成河面上升,直接把光伏周边电站淹没;比如光伏电站建于荒山之上,出现山体滑坡,部分电站被毁;比如某地持续暴雪天气,组件表面积雪来不及清理,造成大面积的热斑效应,严重影响发电等。
当这些事情发生的时候,很多光伏发电业主或者投资公司可能存在一丝庆幸:还好没有发生在我们自己的电站!的确是这样,一旦这样的事故发生在业主自己身上损失就是惨重的,因为光伏电站的投资成本高是一个不争的事实。
俗话说的好“居安思危,思则有备,有备无患,敢以此规。” 对于光伏发电的业主或者即将成为业主的朋友来说,心存庆幸不如常怀“忧患”意识更靠谱点,因为不可抗力的自然因素对于光伏电站造成的损坏已经不是个例,每年都会出现。当你看到一片片“金子价”的光伏组件散落一地,支架东倒西歪,逆变器被烧毁,本打算6、7年回本赚钱的项目,毁于一旦,我想很多人都会心里不禁一颤。
接下来对于已经是光伏电站的业主的朋友们来说,这几件事要立刻做,因为谁也不敢打包票下次这样的偶然事情不会发生在自己身上。
首先对光伏电站进行全面检查,看组件的螺丝紧固件、扣件是否存在松弛或者损坏现象,如果有就需要尽快加固或者更换。对于迎风面的组件阵列做好额外的紧固。可以采取用两股2平方毫米的铁丝进行捆绑固定。
其次,对于光伏支架进行加固。从图示中我们可以清楚的看到支架被扭动弯曲严重,桩基被连根拔起,支架和组件散落一地。所以说对支架进行桩基加固,加装防风拉杆,以防支架随风扭动很重要,同时将串列两侧凿开过岩的地锚进行夯实处理。
对于那些即将成为光伏电站用户的朋友来说,要从光伏电站的安装位置、基础施工这两个方面来预防。
一、关于光伏电站的安装位置除了要考虑周围的建筑物或树木遮挡的问题外,更重要的要考虑到光伏电站的安装现场的基本条件。现场地形要尽可能的平坦,要选择地质结构及水文条件好的地段,尽可能的远离有断层、滑坡、泥石流及容易水淹的地段。
二、光伏电站的基础施工。这里学问就很多,有桩基法,混泥土块配重法、螺旋地桩法、直埋法等。这几种的方法要根据安装要求及地质土壤情况等来选择。其中混泥土块配重发、预埋件法常见于屋顶光伏发电系统建设中,这样可以有效的避免屋顶的防水层被破坏。而预埋法、螺旋地桩法、直接埋入法等都可以应用到任何光伏电站中,具有稳固、可靠性高的优点。
图中被损的光伏电站一个是地面电站,一个是屋顶电站。其中屋顶电站很显然采用的是混泥土块配重法,可惜的是这混泥土块承重太小,大风下直接连根拔起。
而地面电站从图中看,可能采取的是直埋法或者是螺旋地桩法,但是忽略对于组件整体的紧固以及支架整体缺乏防风拉杆。
“亡羊补牢,为时不晚”,既然光伏电站遭受暴风袭击变废墟的悲剧已经发生,我们不能更多关注它是谁家的电站,是谁施工的,因为在自然气候下,人类还是太渺小。眼下更多的是对已经有的光伏系统作好防范措施,把对付“最坏的预期”的方法应用在自己的光伏电站上,及早做好防范举措。同时对于即将要安装光伏系统的朋友,不管是地面还是屋顶,也要常有“忧患”意识,把这样的悲剧给施工单位来看,叮嘱他们及早作好预期。这里我们也希望施工单位多做些民心工程、良心工程,避免悲剧再次发生。
计算例子如下:
一个3KW的家用屋顶太阳能电站,需要150W的太阳能电池板20块,太阳能电池板的重量为240kg,支架、水泥方砖重量约在210kg,支架占地面积为15平米,以这个标准计算出太阳能电站设备对屋顶的压力为30kg/平米。家用屋顶一般承重都超过30KG,因此,在上面安装光伏板是没有多大问题的。
分布式光伏定义:
分布式光伏发电,是指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。
分布式光伏优势:
1、它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导就近发电,就近并网,就近转换,就近使用的原则,
2、不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。
1、水泥配重法。在水泥屋顶浇筑水泥墩,这是常见的安装方式,非常稳固,不破坏屋顶防水。预制水泥配重,相对制作水泥墩省时,可提前定作配重水泥砖。
2、钢构链接。在支架的立柱底端做法兰盘,利用镀锌型钢将若干支架阵列连接在一起,500KW甚至一个兆瓦以上为一个单位,利用屋顶光伏支架阵列自重增加抗风性,只需在屋顶承重点做少数水泥墩,固定大型支架阵列。
3、化学锚固螺栓。对于预制楼板厂房,单位面积称重较大,可在屋顶做5厘米厚的水泥层,之后利用化学锚固螺栓固定支架,在打孔时不会破坏屋顶防水层,目前国内只有少数项目使用,使用寿命有待考验。这种方法无膨胀力锚固,施工简便,节省成本,但是耐热性能差,高温时失效,不可焊接。
分布式发电项目常见屋顶的光伏支架选用
本文将列举在大型分布式光伏电站,常见水泥屋顶以及彩钢瓦屋顶的光伏支架选用以及部分见居民屋顶
最常见的是水泥平屋顶,也有少部分的弓形水泥屋顶(如粮仓等),水泥平屋顶大多带有小于10度的倾角,方便雨水滑落
一.水泥配重法
1.1在水泥屋顶浇筑水泥墩,这是最常见的安装方式
优点: 稳固
不破坏屋顶防水
缺点: 需要大量人工
耗时,水泥墩需要一周以上的固化养护时间,在水泥墩完全固化后,才可安装支架
需要大量的预制模具(水泥成型)
1.2预制水泥配重
优点:相对制作水泥墩省时,可提前定作配重水泥砖
节省水泥地埋件
缺点:......
二.钢构链接
据说“赤壁之战”时的曹军用铁链将船链接增加稳定性,一样的道理,在支架的立柱底端做法兰盘,利用镀锌型钢将若干支架阵列连接在一起,500KW甚至一个兆瓦以上为一个单位,利用支架阵列自重增加抗风性,只需在屋顶承重点做少数水泥墩,固定大型支架阵列
优点:安装快捷简便
方便拆卸
缺点:造价过高,支架成本不少于1元每瓦
三.化学锚固螺栓
对于预制楼板厂房,单位面积称重较大,可在屋顶做5厘米厚的水泥层,之后利用化学锚固螺栓固定支架,在打孔时不会破坏屋顶防水层,目前国内只有少数项目使用,使用寿命有待考验
优点:无膨胀力锚固
施工简便
节省成本
缺点:耐热性能差,高温时失效,不可焊接
四.专用电站安装双组分植筋胶
直接粘.....
目前国内案例过少,推广有待时日,至于你用不用,反正哥一般不会用
优点:省时省力,节省立柱
缺点:成本较高
彩钢瓦屋顶支架选用
彩钢瓦厂房安装简便,但是国产彩钢瓦寿命在10-15年左右,安装光伏电站后检修困难,隐患过多,个人认为,国内彩钢瓦屋顶电站大多是定时炸弹
彩钢瓦最常见的有三种:直立锁边型,角驰型,梯型
对于直立锁边型与角驰型彩钢瓦,多利用彩钢瓦的波峰,使用专用铝合金夹具固定支架导轨
彩钢瓦寿命在10-15年左右,承重在15-30kg每平方,多采用平铺安装,如下图
少部分采用倾角安装,如下图
优点
缺点
平铺光伏组件
抗风性能佳
发电效率低,比15°角安装减少发电量约12%(山东地区)
带倾角光伏支架系统
发电量效率高
单位面积屋顶装机量少于平铺约30%
支架造价高
对彩钢瓦屋面压力较大
抗风较平铺差
五 带瓦坡屋顶
六BIPV
全玻光伏组件的做法同夹胶玻璃幕墙的做法,常见于光伏阳光房,采光顶等。包括框支,全坡,点支,常见的以下几种简单介绍
1 直接用结构胶沾,用耐候胶填缝,参考下玻璃幕墙的做法
2 使用驳接爪,用耐候胶填缝
七,普通组件直接做屋顶,在一些对屋顶结构受活荷载小的场合,如光伏大棚上,车棚等,隔热防火请参照钢结构别墅屋顶的做法,将瓦用铝支架加光伏组件代替即可,自攻螺钉击穿防水保温层的地方用密封胶填实
所以水泥墩主要起到配重的作用,水泥墩的大小主要取决于你的支架安装高度、排数、承重的具体重量等因素。