分布式屋顶光伏项目开发研究及问题分析

分布式屋顶光伏项目开发研究及问题分析

郝跃辉

国家电投集团河北电力有限公司承德分公司 河北省承德市 067000

摘要：基于可持续发展的理念与要求，传统能源已经逐渐退出历史的舞台，新能源跃然纸上，开始了崭新的绿色能源时代。在众多的绿色能源当中，太阳能获取容易、性能安全，资源丰富、污染系数较低。而光伏事业则是最大限度地体现了太阳能的优势，也最大限度体现了清洁能源的优越性。那么将分布式屋顶与光伏能源相结合，则是最大程度上凸显了清洁能源投资规模小、太阳能资源获取便利、使用性更灵活多样的独特优势。

关键词：分布式屋顶；光伏发电；太阳能

一、政策及发展前景

（一）相关支持政策

在政策上，清洁能源及光伏产业一直是国家大力扶持的项目，从十三五规划开始，光伏事业就一直是光电建筑发展中较为紧要的事情。根据 2021 年国家能源局下发的《国家能源局关于 2021 年风电、光伏发电开发建设有关事项的通知》要求来看，2021 年新能源项目开发建设已经进入任务化阶段，9000 万千瓦的并网目标必须实现。2021 年 7 月 29 号下发文件明确指出：进一步推动可再生能源发电项目开

发建设，确保实现全年开发建设目标。二氧化碳排放力挣于 2030 年

前达到峰值，努力争取 2060 年前实现碳中和，被称作碳达峰、碳中和“3060”目标。去年 12 月 12 日，国家主席习近平在气候雄心峰会上通过视频发表题为《继往开来，开启全球应对气候变化新征程》的重要讲话指出，到 2030 年，中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比 2005 年下降 65%以上，非化石能源占一次能源消费比重将达到 25% 左右，森林蓄积量将比 2005 年增加 60 亿立方米，风电、太阳能发电总装机容量将达到 12 亿千瓦以上。与此同时，政府部门还提出了根据指标化的要求，那就是要逐步建立起来分布式屋顶光伏应用示范 区，为了配套设施的齐全化，应用示范区应当配备应用示范小区、应用示范工作群的。习总书记在党的十九大报告中谈到“随着经济的发展，我国的主要矛盾已经发送了转变，便化成了人民日益增长的对美好生活的需要和不平衡、不充分发展之间的矛盾。所以在当下这个时代，要创造更有利的经济条件，就务必大力开发清洁能源，优化产业结构，因此政府对光伏产业格外关注[1]。

（二）分布式屋顶光伏产业的发展前景

要看发展前景，就离不开对发展现状的分析，国外的分布式屋顶光伏产业起步较早，因此到目前为止已经小有规模，特别是一些欧洲国家，因其独特的地理位置和能源需求，更是推动了分布式屋顶光伏产业的蓬勃发展。那么在全球分布式光伏产业迅速发展的带动下，十三五规划以来，我们国家也开始大力发展光伏产业，依靠一带一路和对外开放的优良政策，我国的光伏产业迅速发展壮大，形成一片生机勃勃的状态。

目前，分布式屋顶光伏项目的主要前景来自于以下几点，首先是国家政策的大力扶持；其次是资源的充沛，也就是原材料丰富；再其次是核心技术的显著提升；最后当然是市场的广阔前景。分布式屋顶光伏产业的原材料主要是以晶体硅为主，而 2005 年以后，随着我国科技的发展和人才的发展，我国打破了由欧、美、德等国垄断的光伏技术，真正跻身进技术流。在原材料方面，我国地大物博，单晶硅产量较多，能足够支持光伏产业的发展。2020 年以后，随着环保、绿色理念逐步深入人心，人们更是看到了分布式屋顶光伏产业的美好未 来，无论是理念的创新还是新能源的配置，都让分布式屋顶光伏技术在未来能够迅猛发展，带来较高的效益。

二、项目特点

（一）分布式屋顶光伏项目光伏发电工程的技术

分布式屋顶光伏发电系统主要依靠与光伏发电组件和其他辅助 设备，通过将太阳能转换为电能的具体系统应用。而分布式屋顶的最大好处就是地处开阔，对太阳光的遮挡不严重，更便利于太阳能资源的收集，避免阴影物的实际影响。其发电系统主要由光伏发电组件系列、光伏汇流箱、逆变器、光伏交直流控制柜、变压器等构成，所有设备相互作用，顺利发电。

（二）并网系统

随着分布式屋顶光伏技术的发展和应用，为了避免光伏发电出力的不稳定性，并网系统应势而生[2]。变网逆变器成功通过自动开关、大功率点跟踪，成功提高了系统的应用效率，解决了系统不稳定的问题，同时也将绿色清洁和减低污染这一理念，贯彻得更加深入。

三、分布式屋顶光伏项目管理

（一）工程设计进行严格管理

针对分布式屋顶光伏项目，从最开始选址、设计、计划等环节上就务必进行严格的控制和精益求精的甄别，容不得一丝马虎。首先分布式屋顶光伏项目是一个有机的项目，那么就决定了其是由各个指标和环节相组合而成的有机项目，那就要对每一个小的设计单位都进行合理地控制。举个很简单的例子，从设计入手，首先要考虑设计参数的设定是否能够支持设备的有效运行；其次是逆变器选型的配置管理是否符合要求，是否能够将直流电转化为交流电；还有就是控制器的选型配置，是否既可以控制蓄电池放电，也可以控制与公共电网进行接驳；最后还要关注光伏方阵的设计，是否能够满足系统电压和功率的需要。

（二）工程质量要求

由于分布式屋顶光伏项目主要依靠太阳能资源实现光、电的转化，那么光电转化率成为了研究这一项目的重要环节，而提高光电转化率则务必要求超高的工程质量，也就是说无论是逆变器、组件还是变压器都必须十分精准，不能有一点点的误差和问题，其设备的组装更要注意细节，避免造成大功率损耗。

（三）加强工程项目全过程管理

为了保障分布式屋顶光伏发电系统的运行有效性，是一定要对整改项目的全过程进行管理，要做好对系统部件进行定期检查、维护， 包括外观检查和设备内部检查。除了检查以外，更要做好项目的监督与控制，一旦项目发现问题及时进行处理。

四、分布式屋顶光伏项目设计注意事项

（一）屋顶承载能力

在分布式屋顶光伏项目设计中为了安全问题首先注意屋顶的承载能力，将光伏系统自重和屋面系统自重进行首要分析，并且通风口还有屋顶设备十分存在阴影遮挡问题。

（二）支撑系统

支撑结构需要选择铝合金夹进行固定支撑，值得注意的是要保证避免不破坏屋顶屋面，以防造成漏雨的情况。屋顶光伏组件支撑系统可采用夹具与组件直接连接的形式省掉上部的檩条，可节约支撑系统用料 80%以上。

（三）检修通道

为了后期施工和维护需要结合屋面结构修建检修通道，没有检修通道，后期人工或者施工材料运输会使屋面受到损坏。裂痕严重的会出现房屋漏水的现象。考虑到安全性、经济性等问题，可以根据屋面的承载力进行设置选择钢结构平台。

结语：

随着国家发展政策的逐步落实，各行各业除了逐出经济利益外， 最主要的是然后维护低碳绿色的环境，分布式屋顶光伏系统的使用十分符合维护绿色环境的思想观念、总而言之，分布式屋顶光伏系统的研究和开发，真正体现了资源的有效配置和创新的科学理论，实现了将清洁能源与科学技术的真正结合，从而达到了既能满足人们实际对资源的需要，还能保护环境，更能做到因地制宜、就地取材[1]。所以， 无论从哪个角度来说，分布式屋顶光伏发电技术都真正意义上是能够适应时代发展，并给未来带来希望的产业。

参考文献：

[1]姚德全，刘峻，程丹艺，等. 无补贴的分布式光伏开发策略研究[J]. 能源与环境，2019（5）：19-21.

[2]罗黎英，赵健民，王鹏飞. 屋顶光伏电站的若干技术问题及解决方案[J]. 全文版：工程技术，2016（5）：267-267.

[3]张蓝宇，李俊，欧阳进，等. 大型建筑屋顶分布式光伏发电项目的研究与应用[J]. 湖南电力，2019，v.39；No.253（06）：38-41.

[4]徐臻. 广东东莞 0.9M 分布式屋顶光伏并网发电项目设计实例研究[J]. 建材与装饰，2018，000（020）：238-239.