光电建筑一体化示范项目实施方案TYYGROUP system office room 【TYYUA16H-TYY-TYYYUA8Q8-太阳能光电建筑一体化应用示范项目实施方案2012年11月目录一、工程概括地理位置徐州市位于东经116°22′～118°40′、北纬33°43′～34°58′之间，东西长约210公里，南北宽约140公里，总面积11258平方公里，占江苏省总面积的11％。

域内除中部和东部存在少数丘岗外，大部皆为平原。

徐州四季分明，光照充足，雨量适中，雨热同期。

它属于暖温带半湿润季风气候，年气温14℃，年日照时数为2284至2495小时，日照率52％至57％，年均降水量800至930毫米。

本地区太阳能资源较为丰富，资源稳定性高，具有较高的利用价值。

本次项目选址为******等其他公用建筑。

建筑类型及面积电站建于*******等公用建筑屋顶，有效利用面积为37000㎡，周边不存在遮挡物。

总平面图用途400V用户侧并网，自发自用，减少能源损耗。

峰瓦值******项目目前实施进展情况目前已进行过项目建设地的实地考察，组件布置图正在完善中。

二、示范目标及主要内容本项目的示范目标是成为太阳能光电建筑一体化应用项目的典范。

充分利用丰富的太阳能资源，节约有限的煤炭资源，通过优化系统集成方案实现切实可行地高效发电，降低二氧化碳的排放，积极响应国家节能减排的政策，为环保事业贡献自己的一份力量。

太阳能光电系统技术要点包含3方面：光伏建筑一体化设计、并网系统设计和技术经济分析。

本项目中的建筑本体满足国家和地方节能标准。

光电建筑一体化根据光伏方阵与建筑结合形式的不同，光伏建筑一体化可分为两大类：一类是光伏方阵与建筑的结合，将光伏方阵依附于建筑物上，建筑物做为光伏方阵载体，起支撑作用；另一类是光伏方阵与建筑集成，光伏组件以一种建筑材料的形式出现，光伏方阵成为建筑不可分割的一部分，如光电瓦屋顶、光电幕墙等。

考虑到造价较高和综合发电效率较低等因素，本项目采用第一类形式，将光伏方阵依附于徐州工业职业技术学院教学楼等公用建筑的水泥屋顶上，这样的屋顶光伏发电有以下优势：1）利用既有建筑的闲置屋顶，无需额外用地或增建其他设施，建设改造成本较低。

2）既保持了建筑原有的美观，又能够最大限度的发挥太阳能系统的发电效能。

3）日照条件好，不易受遮挡，可以充分接受太阳辐射，同时还避免了屋顶温度过高，降低空调负荷，既节省了能源，又能改善室内的空气品质。

4）可实现用户侧并网，自发自用，在一定距离范围内减少了电力输送过程的费用和能耗，降低了输电和分电的投资和维修成本。

5）由于光伏电池组件化，光伏阵列安装起来很简便，而且可以根据实际情况任意选择安装容量。

并网光伏系统本示范项目采用低压用户侧并网，将光伏系统所发的电量就近消耗。

用户侧并网项目可采用“净电表计量”方案，其系统结构如图2-1所示。

太阳能光伏电站接入逆变器，直流电被转换为所需的交流电，采用三相四线输送到的配电柜，最终并入电网。

逆流检测是防止学校的电向国家电网灌输，由于公司照明等用电量本身就很大，电站产生的电基本能被消耗掉，所以暂不存在逆流的危险。

同时，国家电网公司最新出台了有关并网服务工作的相关意见，指出建于用户内部场所的光伏发电项目，发电量可采取自发自用余电上网的方式。

图2-1 用户侧并网示意图三、技术方案建筑围护结构体系本项目选择的建筑主体包括************公用建筑的屋面均为钢筋混凝土框架结构，建设年限6~10年，按照7度地震烈度设防，建筑高度~34米。

现浇屋面，刚性防水保温层，设计活荷载为㎡，可上人，散水坡度%~1%。

屋顶女儿墙高度~1.2米，并设有防雷装置。

各建筑物的外墙均为空心砖（空心砌块）砌筑，铝合金窗，无遮阳。

在此类建筑围护结构上进行BIPV光电一体化改造，仅有屋面架设方式能够最大程度地利用有效受光面积，最小程度地减少对原有建筑结构的影响和破坏，同时也最为经济地实现BIPV建筑一体化。

在光电系统的设计和施工中应注意对原有建筑防水保温层的保护和恢复，对屋面原有组织排水的影响和解决措施，以及光伏组件架设高度原则上不超过建筑物防雷装置高度的设计要求。

光电系统技术设计方案设计依据及说明本项目主要根据下列文件和资料进行设计及编制的：IEC 61727（2004）（并网光伏系统）IEC 61173 光伏系统过电压保护IEC 61835（2007）光伏系统名词术语(10大类415条)IEC 62108 (2007) 聚光光伏组件及组合件的设计鉴定和定型IEC 60364-7-712 (2002) 光伏系统在建筑安装上的特殊要求IEC 62116（2005）光伏并网逆变器防孤岛测试方法《光伏系统并网技术要求》GB/T 19939-2005《光伏电站接入电力系统技术规定》GB/Z19964-2005《光伏（PV)系统电网接口特性》GB/T 20046-2006江苏省工程建设标准《太阳能光伏与建筑一体化应用技术规范》DGJ32/J 87-2009《污水综合排放标准》（GB8978-96）二级标准《环境空气质量标准》（GB3095-1996）二级标准《城市区域环境噪声标准》（GB3096-93）3类标准《建筑施工场界噪声限值》GB12523-90《建筑设计防火规范》GB50016-2006《火力发电厂与变电站设计防火规范》GB50229-2006《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《建筑物防雷设计规范》GB50057－2000《工业企业设计卫生标准》GBZ 1-2002《工业企业总平面设计规范》GB50187-1993《工业企业厂内铁路、道路运输安全规程》GB4387-1994《建筑照明设计标准》GB50034-2004《采暖通风与空气调节设计规范》GB50019-2003《生产过程安全卫生要求总则》GB12801-1991《生产设备安全卫生设计总则》GB5083-1999）《火力发电厂劳动安全和工业卫生设计规程》（DL5053-1996）《光伏（PV）发电系统过电压保护-导则》SJ/T 11127本系统包括的产品设计依据其企业标准。

光伏建筑一体化设计建筑规模本项目选址位于*********他公用建筑屋面布置太阳能组件，实现光伏建筑一体化设计。

整个校区内拟使用屋顶面积为37000m2，除去有遮挡和有其他构筑物的面积，可以以最佳倾角30°固定安装方式安装1500kWp光伏组件；可用于建设太阳能光伏发电建设的建筑屋顶周围地形目前暂无明显的高大障碍物对建筑屋顶的光照有大面积遮挡。

所选择利用其屋顶建设光伏发电项目的建筑朝向正南，太阳能开发利用资源条件理想。

光伏系统的基本情况1）供电类型：低压侧并网发电；2）项目规模：发电规模约为1500kWp，光伏电池板总面积约10188m2；3）电池板类型：晶体硅产品，组件全光照面积的光电转换效率为%；4）电池板结构形式：带边框平板玻璃封装标准组件。

光伏组件的布置1、安装方式光伏发电项目的电池板安装方式可选范围：沿屋面倾斜方向架设、以最佳倾角倾斜架设、太阳光追踪。

对以上三种安装方式的优缺点比较如表3-1所示：表3-1 三种安装方式比较安装方式优点缺点沿屋面倾斜方向架设同样屋面面积，可实现装机容量最大，安装成本最低。

太阳光入射角度并非最佳，发电效率较低。

以最佳倾角倾斜架设倾角是优化计算的结果，阳光资源利用率较高，发电效率较高，安装成本较低，适合屋面光伏发电系统。

前后组件之间存在阴影影响，阴影面积不能利用，屋面面积利用率较低。

太阳光追踪全天保持阳光垂直入射，阳光资源利用率最高，发电效率最高，同样装机容量，可实现发电量最多，适合荒漠光伏电站。

组件之间存在阴影影响，屋面面积利用率最低；支架及其控制系统复杂，成本高，故障概率大；系统成本最高。

为保证项目建设的示范效果及对整个光伏发电系统的经济性、可行性等方面的考虑，经过对建筑物屋顶安装太阳能光伏电池组件宏观、微观条件分析，本项目采用第二种安装方式，即以最佳倾角倾斜架设。

通过RETsceens软件的计算分析，确定太阳能电池方阵支架倾角为30°，以达到最佳发电量。

2、方位角对于北半球而言，光伏阵列固定式安装朝向正南即方阵垂直面与正南的夹角为0°时，光伏阵列在一年中获得的发电量是最大的。

而且本项目建设光伏电站的位置周围没有高楼等高大的障碍物对学校屋顶的光照有大面积遮挡，所以本项目方阵水平方位角选择正南方向，可考虑在±10°内调整，以达到最佳发电量。

3、太阳能方阵阵列间距为保证组件全年受光均匀，尽量是减少冬季对组件受光的影响，光伏方阵阵列间距应不小于D：式中：为纬度(北半球为正、南半球为负)，H为阵列前排最高点与后排组件最低位的高度差。

此项目计划采用1636×992型标准组件，单排竖装，见图3-1。

当支架倾角为30°时，经计算，太阳能电池方阵阵列的间距为，每一列支架在东西方向处于同一条直线。

为了方便检修和巡查，本项目在东西方向上每方阵之间的行间距定为1米。

图3-1 子阵列示意图建筑结构承载***********其他公用建筑的屋面均为钢筋混凝土现浇屋面，按上人屋面设计，根据《建筑结构荷载设计规范》荷载取值为：㎡，满足组件架设及临时施工条件。

太阳能电池组件及支架根据不同厂家的资料新增荷载为：20～30kg/m2，满足使用要求。

太阳能光伏电池组件采用Q235热镀锌角钢和铝型材做支架固定在屋面梁板结构上，组件采用倾斜角30°固定式安装，设计使用年限为25年，光伏组件与屋面之间留有0.3米左右间隙，以保证屋面排水通畅。

钢结构支架施工时将屋面保温层、防水层局部临时破开，待施工结束后再将保温层、防水层按相应的屋面工程设计、施工规范进行恢复。

钢结构支架与屋面结构梁板采用螺栓固定连接，便于安装和拆卸。

局部斜拉到女儿墙上进行再加固。

所有支架与屋面结构梁板固定的点均采用植筋固定并立模浇筑300*300*300的C30钢筋混凝土柱墩，以增加支架的稳定性。

并网系统设计项目选址于**********公共建筑屋顶，现对学院楼近一年8：00~20:00用电量进行分析，取其数学平均值得出每月8:00~20:00时段平均负荷情况。

表3-2 学院楼近一年平均用电负荷情况61492407714924078143910791439107101314740111421341121776676月平均用电负荷（KWh）1687841近一年用电负荷（KWh）本工程预计年均发电量为1669218kwh，不足用于建设光伏电站的建筑年平均用电量的%，光伏发电站所发电量可以被完全消纳。

光伏发电工程电气主接线太阳能光伏发电系统由光伏组件、配电箱、并网逆变器、计量装置及上网配电系统组成。