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收藏——屋顶光伏电站施工设计大全
2017-05-09 09:27:28   来源:美斯乐家庭太阳能发电   作者:张龙采编  点击:

屋顶光伏电站施工设计大全


编制依据


《工程测量规范》GB50026-2007


二、太阳能发电系统的概述及安装流程


1.太阳能发电系统


1.1光伏系统的组成部分


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光伏系统的示例图


光伏系统由以下重要元素组成:


光伏组件:是由光伏电池片制造成薄膜板放置在封装层之间


逆变器:将光伏组件产生的直流电源逆变成可并网的交流电源,


蓄电池:以化学方式存储直流电(DC)的装置


光伏支架:为光伏组件提供支撑定位作用。


1.2光伏系统的类型

 

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并网系统和离网系统的示例对比照


光伏系统大体可分为两种类型:


并网系统:这类系统的优点在于不用电池蓄能,直接与国家电网相连,不用担心停电的情况


离网系统:离网系统需要蓄电池来蓄能,这样的成本相对会高些


2.光伏系统接线


2.1 光伏系统的串并联连接方式


光伏组件根据要求可以并联也可以串联,也可以串并联混合连接。


例如用4个12V的PV组件设计一个24V的离网系统:


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用16个34V的PV组件设计一个由两个串联部分组成的并网系统:


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2.2 针对逆变器型号连接组件


各种型号的逆变器可配对的组件数量是一定的,可以根据逆变器的支路数量来分配各组组件的连接数量,如图所示


2.3逆变器连接方式


在逆变器的直流输入端与交流输出端需分别加装直流断路器和交流断路器。如若有多组逆变器需同时连接则每组逆变器的直流端需分别与模组相连,交流端可以并联接人电网,电缆线径要相应加粗


2.4交流端并网连接


一般家庭并网部分是由供电公司接人并网,安装单位只需将交流端预留在电表箱,并安装断路开关。若是业主不用并网或还未批准并网。则安装单位需要将交流端接在电源进户开关下端。用户若是三相电接入则需三相逆变器。


3.光伏系统安装的流程


1、现场勘查,制出现场图纸,详细记录数据,并观察线路走向,电力接入点,为下一步做方案和材料计划做准备。


2、制作出详细的组件摆放,基础,材料清单,线路走向,接入方案,电气配电图纸。


3、根据图纸做支架基础,准备好预埋件,水泥,沙子,模具,基础开挖工具,平面测量工具。基础严格按照图纸要求精度,强度执行,制作过程中多次测量,防止因温度,天气等原因导致的位移,沉降,凝结不结实等原因导致基础无法使用。基础养护到位,确保凝结强度达到使用要求。


4、根据材料清单选择材料进货,注意材料型号规格必须符合使用要求,根据图纸多次核对材料数量。


5、材料验收,电气材料需要带回来马上清点数量,型号,并根据现场环境看是否需要补货,及时补货。支架需要在生产厂家清点各部件数量,尺寸,加工精度,确保到现场后不会出现安装窝工。


6、支架安装步骤:(每排为单位)


安装工具:平口十字螺丝刀(大小各一),扳手,钳子,液压钳,网线钳,剥线钳,美工刀,钢锯,


1)安装前底座,不能固定,方便下次调整。


2)安装后立柱,同样不能固定。


3)安装斜梁,斜梁安装前将斜梁画一条中线备用,固定在前底座一端,后端不固定。


4)安装斜梁支撑,固定在后立柱一端。


5)调平整排后立柱,将一排第一根和最后一根用仪器调整,然后用线连接,作为基准线,调整其他支架,固定。然后将第一根和最后一根支架斜梁和斜梁支撑连接,调平,用线连接,作为基准线,每调整一根就连接好斜梁和斜梁支撑,将螺丝紧固。


6)安装横梁,量取好横梁安装位置,用一根固定长度的物体作为参照,固定横梁。


7、安装组件,先将支架长度量取,计算出中间一块的位置,从中间向两端安装,第一块要用水平仪确保组件必须平整,先装下端后装上端,以此类推。


8、线路架设,根据现场环境采取地埋或者架空,提前准备材料(电杆,抱箍,U型卡,楔形线夹,并攻线夹,铝包带,钢绞线,地锚,拉线杆,穿线管,电缆抱箍,滑轮,钢丝,挂钩,PVC管,铁丝,断线钳),确保安装顺利进行。


9、组件放线,将电缆穿入支架,量取合适,一定不能过短。


10、安装配电箱,合理规划配电箱内部元件,确保与接入方案图纸相符,保证接线方便,内部走线平整,号码清楚,不露出绝缘层以外的电缆,M4接头连接牢靠。


三、安装工程工艺


1.组件支架部分


建筑屋顶常见主要分为两类,第一类是水泥混凝土屋顶,第二类钢结构的彩钢瓦屋顶。


水泥混凝土屋顶承重一般都在150KG以上,通常面积不大;彩钢瓦屋顶面积大,但是承重低往往不超过100KG/㎡,而且需要预留风荷载和雪荷载。


1.1混凝土屋面组件支架


水泥平面屋顶的支架可分为两部分,一是支架的底座部分,二是支架部分。支架的底座是由标号为C30的混泥土浇筑而成。


水泥墩标号及排布表


水泥墩排布图


支架材料


了解各部件的形状用途也便于快速安装支架


水泥平面或地面电站常用支架样式


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(一)施工准备


a、施工范围


根据设计图纸确定施工范围,项目经理及施工人员到现场进行施工范围确认。


b、技术准备


①项目部技术负责人会同设计部门核对施工图纸,并对施工作业人员进行安装施工技术交底。项目部要熟悉、会审图纸,充分了解设计文件和施工图纸的主要设计意图,明确工程所采用的设备和材料,明确图纸所提出的施工要求,以便及早采取措施,确保施工顺利进行。


②施工项目部应熟悉与工程有关的其他技术资料,如施工合同,施工及验收规范、技术规范、质量检验评定等强制性文件条文。


③项目经理编制施工组织设计并针对有特殊要求的分项工程编制专项施工方案。根据光伏工程设计文件和施工图纸的要求,结合施工现场的客观条件、设备器材的供应和施工人员数量等情况,安排施工进度计划和编制施工组织划,做到合理有序的进行安装施工。安装施工计划必须详细、具体、严密和有序,便于监督实施和科学管理。


c、材料及主要工具


根据公司目前混凝土屋面施工的光伏工程,支架结构涉及到的主要材料有:角钢支架,连接型材,C型钢横梁、配套螺栓组、混凝土压块及相关附件等。


根据光伏工程施工特点总结支架安装主要工具如下:


①切割机。用于:角钢、槽钢、圆钢、钢管、C型钢等现场下料切割;


②电钻。用于钢材现场开孔及机制钉配孔作业。


③电焊机。用于现场光伏支架的焊接。


④各种型号的扳手。用于各种螺栓、螺钉的安装作业。


⑤测量放线工具。根据施工队伍情况自定,用于现场测量、排尺及自检等。


d、作业条件


①在环境温度低于 0℃条件下进行电弧焊时,除遵守常温焊接的有关规定外,应调整焊接工艺参数,使焊缝和热影响区缓慢冷却。风力超过 4级,应采取挡风措施;焊后未冷却的接头,应避免碰到冰雪。


②严禁在未有施工保护措施的高处作业。


③施工人员严禁酒后进入施工现场。


④施工人员进入施工现场严禁穿拖鞋、凉鞋、高跟鞋。


(二)工艺流程图


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(三)测量、放线


a、平面控制测量


根据施工设计图纸及设计要求将光伏组件支架平面布置尺寸测放到屋面相应位置。为施工提供测量放线标志,亦可作为按图施工的标志。


根据施工图纸确认建筑物朝向及屋面障碍物的位置是否正确,若不正确,第一时间与技术部协调,确认。


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b、高程控制测量


利用水准仪,选定屋面支架平面中最高点为基准,测定屋面施工范围内的起伏高差,做好标记,便于支架安装时调平零件的统计、制作及后续工作的施工。


(四)样件组焊:


支架批量安装前要做好样件的试焊接,安装工艺及要求参见五)支架和方阵拼装待质检及设计确认合格、封样后方可批量焊接支架。


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(五)支架和方阵拼装


a、根据设计图纸及现场测量结果定位第一组支架安装起始位置。


b、按施工图纸和相关技术要求,焊接底横梁和左右榀支架。


c、按照设计图纸尺寸确定主横梁位置,用螺栓固定主横梁,完成独立标准支架的组装作业。特殊位置支架(带斜支撑支架、带箱柜支架)的焊接。如图所示:


d、独立支架焊接组装完成后,首先将独立支架摆放到第一步确定的位置,垫橡胶垫片,禁止钢结构支架与屋面防水层直接刚性接触。再按照图纸尺寸依次安装支架,左右连接螺栓固定。完成单排支架安装作业。


e、在第四步的基础上,按照设计图纸确定第二排安装位置。进行第二排支架的安装作业。两排之间用构件螺栓连接牢固。按 d、e顺序依次安装完成样板方阵安装作业。


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f、样板支架方阵安装完毕后放置配重混凝土压块,配重压块按照设计图纸位置及方式放置。如图所示:


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g、按照设计图纸进行屋面组件支架的整体安全固定及组件避雷连接。


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以上步骤完成之后,对屋面防水破坏处进行修补施工,支架焊接及支架构件切割处进行防腐处理。完成支架样板方阵全部安装作业。


样板方阵合格后,按照上述步骤依次完成单体建筑屋面支架安装工程。


(六)质量控制点


支架组装尺寸


支架焊接质量


方阵安装位置


螺栓连接质量


与屋面柔性接触安装质量


防水、防腐处理。


1.2彩钢瓦屋面骨架安装


彩钢瓦一般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屋顶,跨距可以做的很大。非常适合大规模铺设太阳能电池组件。城市的工业园区都是联片建设的标准化厂房,数量多面积大,往往一次可以建设几十兆瓦的太阳能电站。依据采光瓦不同的菱角配备不同的扣件如图:


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固定扣件是要横竖要保持平衡,密度保持在每平方米4个。


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(一)施工准备


a、施工范围


根据设计图纸确定施工范围,项目经理及施工人员到现场进行施工范围确认。


b、技术准备


①项目部技术负责人会同设计部门核对施工图纸,并对施工作业人员进行安装施工技术交底。项目部要熟悉、会审图纸,充分了解设计文件和施工图纸的主要设计意图,明确工程所采用的设备和材料,明确图纸所提出的施工要求,以便及早采取措施,确保施工顺利进行。


②施工项目部应熟悉与工程有关的其他技术资料,如施工合同,施工及验收规范、技术规范、质量检验评定等强制性文件条文。


③项目经理编制施工组织设计并针对有特殊要求的分项工程编制专项施工方案。根据光伏工程设计文件和施工图纸的要求,结合施工现场的客观条件、设备器材的供应和施工人员数量等情况,安排施工进度计划和编制施工组织计划,做到合理有序的进行安装施工。安装施工计划必须详细、具体、严密和有序,便于监督实施和科学管理。


c、材料及主要工具


根据公司目前彩钢瓦屋面光伏工程,屋面组件龙骨结构涉及到的主要材料有:C型钢、彩钢卡具、螺栓组。


主要工具有:


①电钻:现场开孔、扩孔;


②各种型号的扳手:拧各种螺栓


d、作业条件


①严禁在未有施工保护措施的高处作业。


②施工人员严禁酒后进入施工现场。


③施工人员进入施工现场严禁穿拖鞋、凉鞋、高跟鞋。


二)工艺流程图


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三)彩钢房屋面龙骨安装具体步骤:


a、准备工作,把螺钉平行拧到卡具上备用。


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b、测量放线、排尺,根据设计图纸中彩钢板锁边和采光带的位置关系以及龙骨卡具的位置尺寸定位第一个方阵中第一排的卡具位置和第二个方阵中第一排卡具的位置。依次排尺,确定屋面各排方阵龙骨卡具安装位置。


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c、安装固定卡具


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d、按照设计图纸安装组件龙骨。


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e、按照以上步骤操作,完成龙骨方阵的安装。


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注:屋面龙骨安装施工中按照设计要求做好样件及样板方阵的安装。报检。待质检及设计确认合格后方可批量安装安装。


(四)防水修补


①对破坏原有彩钢屋面,机制钉连接处进行防水修补处理。


②对施工中造成原有屋面防水层失效部位进行防水修补。


(五)质量控制点


屋面施工安全保护措施;龙骨卡具安装质量;龙骨安装质量;屋面防水修补质量。


1.3瓦片倾斜屋面


瓦片倾斜面屋顶安装也是比较危险的施工场地,所以在施工前安全措施一定要做好。


瓦面屋顶施工细节:


1在水泥屋面上开膨胀螺栓孔。孔深根据屋面厚度而定


2向膨胀栓孔内注入密封胶


3放入膨胀螺栓,将弯钩固定在水泥屋面上


4弯钩与屋面结合面涂上密封胶


5弯钩周围用水泥填充并做好防水处理,将瓦片复原


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现场实例照


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瓦片屋顶的弯钩固定密度与彩钢瓦的密度相当,每平方米固定4个弯钩


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2.组件安装


2.1施工准备


a、施工范围


根据设计图纸确定施工范围,项目经理及施工人员到现场进行施工范围确认。


b、技术准备


①组件支架安装工程验收合格,组件外观及部件完好无损并很据组件的实际电压、电流参数进行分类。


②项目部技术负责人会同设计部门核对施工图纸,并对施工作业人员进行安装施工技术交底。项目部要熟悉、会审图纸,充分了解设计文件和施工图纸的主要设计意图,明确工程所采用的设备和材料,明确图纸所提出的施工要求,以便及早采取措施,确保施工顺利进行。


③施工项目部应熟悉与工程有关的其他技术资料,如施工合同,施工及验收规范、技术规范、质量检验评定等强制性文件条文。


④项目经理编制施工组织设计并针对有特殊要求的分项工程编制专项施工方案。根据光伏工程设计文件和施工图纸的要求,结合施工现场的客观条件、设备器材的供应和施工人员数量等情况,安排施工进度计划和编制施工组织计划,做到合理有序的进行安装施工。安装施工计划必须详细、具体、严密和有序,便于监督实施和科学管理。


c、材料及主要工具


根据公司目前光伏工程,组件安装时主要材料有:多晶硅组件,螺栓组,铝型材压块,等电位连接材料等


主要工具有:相应规格扳手、电气性能测试设备(万用表等)


d、作业条件


①现场风力达到四级或四级以上时,禁止组件安装作业。


②严禁在未有施工保护措施的高处作业。


③施工人员严禁酒后进入施工现场。


④施工人员进入施工现场严禁穿拖鞋、凉鞋、高跟鞋。


⑤严禁在雨中进行组件的连线作业。


e.组件安装注意事项


水泥平面屋顶安装组件的时候若单排组件比较长,可以从中间开始往两边依次安装,这样可以将组件安装的更水平。瓦片倾斜屋面安装组件时要提前考虑好组件的连接方式和组串数,安装下一块组件前要先将两块组件插脚连接。彩钢瓦面安装组件时同样要注意安装下一块前将两块组件的端子连接。


2.2工艺流程图


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2.3混凝土屋面组件安装


根据设计图纸的尺寸和技术要求,安装光伏组件。


a、根据图纸尺寸,首先定位好第一行第一个支架上的组件位置,并根据施工图纸进行组件的安装固定。


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b、按照顺序安装固定支架上的 4片组件。调整组件高度、角度及间距,拧紧螺栓,完成组件固定。依次重复操作,完成整个方阵的组件安装。如图:


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c、组串连接。根据电气施工图纸,进行组件的电气连接。


组件安装完成后,需要做防雷处理,因此组件与组件之间需要等电位连接,如图:


d、按照设计接线图纸,组串并同时检查电池板串开路电压是否正确,连接无误后在进行下一组串的接线,如图:


按照以上步骤操作,完成混凝土屋面组件安装。


2.4彩钢屋面组件安装


安装过程中必须轻拿轻放以免破坏组件,具体安装步骤如下:


a、根据图纸尺寸和技术要求,确定好第一个方阵中的第一块组件的位置,放置好组件,如图:


b、用侧压块和T型螺栓固定,如图:


c、如图摆放第二块组件,同时按照接线图纸将两组件组串接线,之后两组件夹紧中压块,用螺栓拧紧:


d、按照设计图纸接线顺序安装组件,重复以上步骤,完成组串和组件的安装。每串电池板连接完毕后,应检查电池板串开路电压是否正确,连接无误后在进行下一组串的安装和接线,重复以上工作,完成组件的安装。


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2.5组件清洁


光伏电站建成,人力所能控制的除了避免电气设备的故障带来的损失外,主要途径就是对组件表面进行清洗,这一点在有污染和沙尘的地方尤为明显。因此在条件允许的情况下,对光伏电站的组件定期进行清洗是必要和有效的。


1)清洗时间的选择


光伏电站的光伏组件清洗工作应选择在清晨、傍晚、夜间或阴雨天进行。这主要是防止人为阴影带来光伏阵列发生热斑效应造成电量的损失甚至组件的烧毁。早晚进行清洗作业须在阳光暗弱的时间段内进行。


2)清洗周期和区域的规划


由于大型光伏电站占地很大,组件数量庞大,而每天适宜进行清洗作业的时间又较短,因此光伏电站的清洗工作应规划清洗周期并根据电站的具体情况划分区域进行,这样可以充分利用人力资源,用较少的人力完成清洗工作。如果小型电站也可以根据需要随时进行清洗。考虑到不同光伏电站串并联方法不同,会影响整个组件的发电量,因此组件清洗工作中区域的划分应按照光伏电站的电气结构进行,应确保每次清洗工作能够覆盖若干个汇流箱或逆变器连接所有组件。


3)清洗的常规步骤


常规清洗工作建议通过一掸、二刮、三洗3个过程完成。


一掸,用干净的掸子或抹布等将组件表面的附着物如干燥浮灰,树叶等掸去。


二刮,如果组件上有紧密附着其上的硬性异物如泥土、鸟粪、植物叶子等物体,则需要使用中等的刮板或纱球进行去除。此时应注意不能使用高强度的器物进行刮擦,以防止对组件的玻璃表面形成破坏。也不要轻易刮擦没有附着硬性异物的区域,做到清除异物即可。


三洗,如果组件表面有染色物质如鸟粪的残留物等,或电站所在地区内空气湿度很大灰尘无法掸去,则需要通过清洗来去除。将清水喷到有污染的区域后,用百洁布或抹布擦拭即可清除大部分黏着类的污浊物。如遇到油性物质,可使用调有洗洁精或肥皂水的混合物溶液擦拭去除。如果还无法去除,可以使用少量酒精、汽油等非碱性的有机溶剂进行擦拭,然后用含有洗洁精的混合溶液洗去残留溶剂。

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