屋頂光伏電站施工設計大全
編制依據
《工程測量規範》GB50026-2007
二、太陽能發電系統的概述及安裝流程
1.太陽能發電系統
1.1光伏系統的組成部分
光伏系統的示例圖
光伏系統由以下重要元素組成：
光伏組件：是由光伏電池片製造成薄膜板放置在封裝層之間
逆變器：將光伏組件產生的直流電源逆變成可併網的交流電源，
蓄電池：以化學方式存儲直流電（DC）的裝置
光伏支架：為光伏組件提供支撐定位作用。
1.2光伏系統的類型
併網系統和離網系統的示例對比照
光伏系統大體可分為兩種類型：
併網系統：這類系統的優點在於不用電池蓄能，直接與國家電網相連，不用擔心停電的情況
離網系統：離網系統需要蓄電池來蓄能，這樣的成本相對會高些
2.光伏系統接線
2.1 光伏系統的串並聯連接方式
光伏組件根據要求可以並聯也可以串聯，也可以串並聯混合連接。
例如用4個12V的PV組件設計一個24V的離網系統：
用16個34V的PV組件設計一個由兩個串聯部分組成的併網系統：
2.2 針對逆變器型號連接組件
各種型號的逆變器可配對的組件數量是一定的，可以根據逆變器的支路數量來分配各組組件的連接數量，如圖所示
2.3逆變器連接方式
在逆變器的直流輸入端與交流輸出端需分別加裝直流斷路器和交流斷路器。如若有多組逆變器需同時連接則每組逆變器的直流端需分別與模組相連，交流端可以並聯接人電網，電纜線徑要相應加粗
2.4交流端併網連接
一般家庭併網部分是由供電公司接人併網，安裝單位只需將交流端預留在電錶箱，並安裝斷路開關。若是業主不用併網或還未批准併網。則安裝單位需要將交流端接在電源進戶開關下端。用戶若是三相電接入則需三相逆變器。
3.光伏系統安裝的流程
1、現場勘查，製出現場圖紙，詳細記錄數據，並觀察線路走向，電力接入點，為下一步做方案和材料計劃做準備。
2、製作出詳細的組件擺放，基礎，材料清單，線路走向，接入方案，電氣配電圖紙。
3、根據圖紙做支架基礎，準備好預埋件，水泥，沙子，模具，基礎開挖工具，平面測量工具。基礎嚴格按照圖紙要求精度，強度執行，製作過程中多次測量，防止因溫度，天氣等原因導致的位移，沉降，凝結不結實等原因導致基礎無法使用。基礎養護到位，確保凝結強度達到使用要求。
4、根據材料清單選擇材料進貨，注意材料型號規格必須符合使用要求，根據圖紙多次核對材料數量。
5、材料驗收，電氣材料需要帶回來馬上清點數量，型號，並根據現場環境看是否需要補貨，及時補貨。支架需要在生產廠家清點各部件數量，尺寸，加工精度，確保到現場後不會出現安裝窩工。
6、支架安裝步驟：（每排為單位）
安裝工具：平口十字螺絲刀（大小各一），扳手，鉗子，液壓鉗，網線鉗，剝線鉗，美工刀，鋼鋸，
1）安裝前底座，不能固定，方便下次調整。
2）安裝後立柱，同樣不能固定。
3）安裝斜樑，斜樑安裝前將斜樑畫一條中線備用，固定在前底座一端，後端不固定。
4）安裝斜樑支撐，固定在後立柱一端。
5）調平整排後立柱，將一排第一根和最後一根用儀器調整，然後用線連接，作為基準線，調整其他支架，固定。然後將第一根和最後一根支架斜樑和斜樑支撐連接，調平，用線連接，作為基準線，每調整一根就連接好斜樑和斜樑支撐，將螺絲緊固。
6）安裝橫樑，量取好橫樑安裝位置，用一根固定長度的物體作為參照，固定橫樑。
7、安裝組件，先將支架長度量取，計算出中間一塊的位置，從中間向兩端安裝，第一塊要用水平儀確保組件必須平整，先裝下端後裝上端，以此類推。
8、線路架設，根據現場環境採取地埋或者架空，提前準備材料（電杆，抱箍，U型卡，楔形線夾，並攻線夾，鋁包帶，鋼絞線，地錨，拉線杆，穿線管，電纜抱箍，滑輪，鋼絲，掛鉤，PVC管，鐵絲，斷線鉗），確保安裝順利進行。
9、組件放線，將電纜穿入支架，量取合適，一定不能過短。
10、安裝配電箱，合理規劃配電箱內部元件，確保與接入方案圖紙相符，保證接線方便，內部走線平整，號碼清楚，不露出絕緣層以外的電纜，M4接頭連接牢靠。
三、安裝工程工藝
1.組件支架部分
建築屋頂常見主要分為兩類，第一類是水泥混凝土屋頂，第二類鋼結構的彩鋼瓦屋頂。
水泥混凝土屋頂承重一般都在150KG以上，通常面積不大；彩鋼瓦屋頂面積大，但是承重低往往不超過100KG/㎡，而且需要預留風荷載和雪荷載。
1.1混凝土屋面組件支架
水泥平面屋頂的支架可分為兩部分，一是支架的底座部分，二是支架部分。支架的底座是由標號為C30的混泥土澆築而成。
水泥墩標號及排布表
水泥墩排布圖
支架材料
瞭解各部件的形狀用途也便於快速安裝支架
水泥平面或地面電站常用支架樣式
（一）施工準備
a、施工範圍
根據設計圖紙確定施工範圍，項目經理及施工人員到現場進行施工範圍確認。
b、技術準備
①項目部技術負責人會同設計部門核對施工圖紙，並對施工作業人員進行安裝施工技術交底。項目部要熟悉、會審圖紙，充分了解設計文件和施工圖紙的主要設計意圖，明確工程所採用的設備和材料，明確圖紙所提出的施工要求，以便及早採取措施，確保施工順利進行。
②施工項目部應熟悉與工程有關的其他技術資料，如施工合同，施工及驗收規範、技術規範、質量檢驗評定等強制性文件條文。
③項目經理編制施工組織設計並針對有特殊要求的分項工程編制專項施工方案。根據光伏工程設計文件和施工圖紙的要求，結合施工現場的客觀條件、設備器材的供應和施工人員數量等情況，安排施工進度計劃和編制施工組織劃，做到合理有序的進行安裝施工。安裝施工計劃必須詳細、具體、嚴密和有序，便於監督實施和科學管理。
c、材料及主要工具
根據公司目前混凝土屋面施工的光伏工程，支架結構涉及到的主要材料有：角鋼支架，連接型材，C型鋼橫樑、配套螺栓組、混凝土壓塊及相關附件等。
根據光伏工程施工特點總結支架安裝主要工具如下：
①切割機。用於：角鋼、槽鋼、圓鋼、鋼管、C型鋼等現場下料切割；
②電鑽。用於鋼材現場開孔及機制釘配孔作業。
③電焊機。用於現場光伏支架的焊接。
④各種型號的扳手。用於各種螺栓、螺釘的安裝作業。
⑤測量放線工具。根據施工隊伍情況自定，用於現場測量、排尺及自檢等。
d、作業條件
①在環境溫度低於 0℃條件下進行電弧焊時，除遵守常溫焊接的有關規定外，應調整焊接工藝參數，使焊縫和熱影響區緩慢冷卻。風力超過 4級，應採取擋風措施；焊後未冷卻的接頭，應避免碰到冰雪。
②嚴禁在未有施工保護措施的高處作業。
③施工人員嚴禁酒後進入施工現場。
④施工人員進入施工現場嚴禁穿拖鞋、涼鞋、高跟鞋。
（二）工藝流程圖
（三）測量、放線
a、平面控制測量
根據施工設計圖紙及設計要求將光伏組件支架平面佈置尺寸測放到屋面相應位置。為施工提供測量放線標誌，亦可作為按圖施工的標誌。
根據施工圖紙確認建築物朝向及屋面障礙物的位置是否正確，若不正確，第一時間與技術部協調，確認。
b、高程控制測量
利用水準儀，選定屋面支架平面中最高點為基準，測定屋面施工範圍內的起伏高差，做好標記，便於支架安裝時調平零件的統計、製作及後續工作的施工。
（四）樣件組焊：
支架批量安裝前要做好樣件的試焊接，安裝工藝及要求參見五）支架和方陣拼裝待質檢及設計確認合格、封樣後方可批量焊接支架。
（五）支架和方陣拼裝
a、根據設計圖紙及現場測量結果定位第一組支架安裝起始位置。
b、按施工圖紙和相關技術要求，焊接底橫樑和左右榀支架。
c、按照設計圖紙尺寸確定主橫樑位置，用螺栓固定主橫樑，完成獨立標準支架的組裝作業。特殊位置支架（帶斜支撐支架、帶箱櫃支架）的焊接。如圖所示：
d、獨立支架焊接組裝完成後，首先將獨立支架擺放到第一步確定的位置，墊橡膠墊片，禁止鋼結構支架與屋面防水層直接剛性接觸。再按照圖紙尺寸依次安裝支架，左右連接螺栓固定。完成單排支架安裝作業。
e、在第四步的基礎上，按照設計圖紙確定第二排安裝位置。進行第二排支架的安裝作業。兩排之間用構件螺栓連接牢固。按 d、e順序依次安裝完成樣板方陣安裝作業。
f、樣板支架方陣安裝完畢後放置配重混凝土壓塊，配重壓塊按照設計圖紙位置及方式放置。如圖所示：
g、按照設計圖紙進行屋面組件支架的整體安全固定及組件避雷連接。
以上步驟完成之後，對屋面防水破壞處進行修補施工，支架焊接及支架構件切割處進行防腐處理。完成支架樣板方陣全部安裝作業。
樣板方陣合格後，按照上述步驟依次完成單體建築屋面支架安裝工程。
（六）質量控制點
支架組裝尺寸
支架焊接質量
方陣安裝位置
螺栓連接質量
與屋面柔性接觸安裝質量
防水、防腐處理。
1.2彩鋼瓦屋面骨架安裝
彩鋼瓦一般用在輕鋼結構的建築物上多見於標準化廠房、倉庫。輕鋼結構建築使用了重量很輕的彩鋼瓦作為屋頂，跨距可以做的很大。非常適合大規模鋪設太陽能電池組件。城市的工業園區都是聯片建設的標準化廠房，數量多面積大，往往一次可以建設幾十兆瓦的太陽能電站。依據採光瓦不同的菱角配備不同的扣件如圖：
固定扣件是要橫豎要保持平衡，密度保持在每平方米4個。
（一）施工準備
a、施工範圍
根據設計圖紙確定施工範圍，項目經理及施工人員到現場進行施工範圍確認。
b、技術準備
①項目部技術負責人會同設計部門核對施工圖紙，並對施工作業人員進行安裝施工技術交底。項目部要熟悉、會審圖紙，充分了解設計文件和施工圖紙的主要設計意圖，明確工程所採用的設備和材料，明確圖紙所提出的施工要求，以便及早採取措施，確保施工順利進行。
②施工項目部應熟悉與工程有關的其他技術資料，如施工合同，施工及驗收規範、技術規範、質量檢驗評定等強制性文件條文。
③項目經理編制施工組織設計並針對有特殊要求的分項工程編制專項施工方案。根據光伏工程設計文件和施工圖紙的要求，結合施工現場的客觀條件、設備器材的供應和施工人員數量等情況，安排施工進度計劃和編制施工組織計劃，做到合理有序的進行安裝施工。安裝施工計劃必須詳細、具體、嚴密和有序，便於監督實施和科學管理。
c、材料及主要工具
根據公司目前彩鋼瓦屋面光伏工程，屋面組件龍骨結構涉及到的主要材料有：C型鋼、彩鋼卡具、螺栓組。
主要工具有：
①電鑽：現場開孔、擴孔；
②各種型號的扳手：擰各種螺栓
d、作業條件
①嚴禁在未有施工保護措施的高處作業。
②施工人員嚴禁酒後進入施工現場。
③施工人員進入施工現場嚴禁穿拖鞋、涼鞋、高跟鞋。
二）工藝流程圖
三）彩鋼房屋面龍骨安裝具體步驟：
a、準備工作，把螺釘平行擰到卡具上備用。
b、測量放線、排尺，根據設計圖紙中彩鋼板鎖邊和採光帶的位置關係以及龍骨卡具的位置尺寸定位第一個方陣中第一排的卡具位置和第二個方陣中第一排卡具的位置。依次排尺，確定屋面各排方陣龍骨卡具安裝位置。
c、安裝固定卡具
d、按照設計圖紙安裝組件龍骨。
e、按照以上步驟操作，完成龍骨方陣的安裝。
注:屋面龍骨安裝施工中按照設計要求做好樣件及樣板方陣的安裝。報檢。待質檢及設計確認合格後方可批量安裝安裝。
（四）防水修補
①對破壞原有彩鋼屋面，機制釘連接處進行防水修補處理。
②對施工中造成原有屋面防水層失效部位進行防水修補。
（五）質量控制點
屋面施工安全保護措施；龍骨卡具安裝質量；龍骨安裝質量；屋面防水修補質量。
1.3瓦片傾斜屋面
瓦片傾斜面屋頂安裝也是比較危險的施工場地，所以在施工前安全措施一定要做好。
瓦面屋頂施工細節：
1在水泥屋面上開膨脹螺栓孔。孔深根據屋面厚度而定
2向膨脹栓孔內注入密封膠
3放入膨脹螺栓，將彎鉤固定在水泥屋面上
4彎鉤與屋面結合面塗上密封膠
5彎鉤周圍用水泥填充並做好防水處理，將瓦片復原
現場實例照
瓦片屋頂的彎鉤固定密度與彩鋼瓦的密度相當，每平方米固定4個彎鉤
2.組件安裝
2.1施工準備
a、施工範圍
根據設計圖紙確定施工範圍，項目經理及施工人員到現場進行施工範圍確認。
b、技術準備
①組件支架安裝工程驗收合格，組件外觀及部件完好無損並很據組件的實際電壓、電流參數進行分類。
②項目部技術負責人會同設計部門核對施工圖紙，並對施工作業人員進行安裝施工技術交底。項目部要熟悉、會審圖紙，充分了解設計文件和施工圖紙的主要設計意圖，明確工程所採用的設備和材料，明確圖紙所提出的施工要求，以便及早採取措施，確保施工順利進行。
③施工項目部應熟悉與工程有關的其他技術資料，如施工合同，施工及驗收規範、技術規範、質量檢驗評定等強制性文件條文。
④項目經理編制施工組織設計並針對有特殊要求的分項工程編制專項施工方案。根據光伏工程設計文件和施工圖紙的要求，結合施工現場的客觀條件、設備器材的供應和施工人員數量等情況，安排施工進度計劃和編制施工組織計劃，做到合理有序的進行安裝施工。安裝施工計劃必須詳細、具體、嚴密和有序，便於監督實施和科學管理。
c、材料及主要工具
根據公司目前光伏工程，組件安裝時主要材料有：多晶硅組件，螺栓組，鋁型材壓塊，等電位連接材料等
主要工具有：相應規格扳手、電氣性能測試設備（萬用表等）
d、作業條件
①現場風力達到四級或四級以上時，禁止組件安裝作業。
②嚴禁在未有施工保護措施的高處作業。
③施工人員嚴禁酒後進入施工現場。
④施工人員進入施工現場嚴禁穿拖鞋、涼鞋、高跟鞋。
⑤嚴禁在雨中進行組件的連線作業。
e.組件安裝注意事項
水泥平面屋頂安裝組件的時候若單排組件比較長，可以從中間開始往兩邊依次安裝，這樣可以將組件安裝的更水平。瓦片傾斜屋面安裝組件時要提前考慮好組件的連接方式和組串數，安裝下一塊組件前要先將兩塊組件插腳連接。彩鋼瓦面安裝組件時同樣要注意安裝下一塊前將兩塊組件的端子連接。
2.2工藝流程圖
2.3混凝土屋面組件安裝
根據設計圖紙的尺寸和技術要求，安裝光伏組件。
a、根據圖紙尺寸，首先定位好第一行第一個支架上的組件位置，並根據施工圖紙進行組件的安裝固定。
b、按照順序安裝固定支架上的 4片組件。調整組件高度、角度及間距，擰緊螺栓，完成組件固定。依次重複操作，完成整個方陣的組件安裝。如圖：
c、組串連接。根據電氣施工圖紙，進行組件的電氣連接。
組件安裝完成後，需要做防雷處理，因此組件與組件之間需要等電位連接，如圖：
d、按照設計接線圖紙，組串並同時檢查電池板串開路電壓是否正確，連接無誤後在進行下一組串的接線，如圖：
按照以上步驟操作，完成混凝土屋面組件安裝。
2.4彩鋼屋面組件安裝
安裝過程中必須輕拿輕放以免破壞組件，具體安裝步驟如下：
a、根據圖紙尺寸和技術要求，確定好第一個方陣中的第一塊組件的位置，放置好組件，如圖：
b、用側壓塊和T型螺栓固定，如圖：
c、如圖擺放第二塊組件，同時按照接線圖紙將兩組件組串接線，之後兩組件夾緊中壓塊，用螺栓擰緊：
d、按照設計圖紙接線順序安裝組件，重複以上步驟，完成組串和組件的安裝。每串電池板連接完畢後，應檢查電池板串開路電壓是否正確，連接無誤後在進行下一組串的安裝和接線，重複以上工作，完成組件的安裝。
2.5組件清潔
光伏電站建成，人力所能控制的除了避免電氣設備的故障帶來的損失外，主要途徑就是對組件表面進行清洗，這一點在有汙染和沙塵的地方尤為明顯。因此在條件允許的情況下，對光伏電站的組件定期進行清洗是必要和有效的。
1）清洗時間的選擇
光伏電站的光伏組件清洗工作應選擇在清晨、傍晚、夜間或陰雨天進行。這主要是防止人為陰影帶來光伏陣列發生熱斑效應造成電量的損失甚至組件的燒燬。早晚進行清洗作業須在陽光闇弱的時間段內進行。
2）清洗週期和區域的規劃
由於大型光伏電站佔地很大，組件數量龐大，而每天適宜進行清洗作業的時間又較短，因此光伏電站的清洗工作應規劃清洗週期並根據電站的具體情況劃分區域進行，這樣可以充分利用人力資源，用較少的人力完成清洗工作。如果小型電站也可以根據需要隨時進行清洗。考慮到不同光伏電站串並聯方法不同，會影響整個組件的發電量，因此組件清洗工作中區域的劃分應按照光伏電站的電氣結構進行，應確保每次清洗工作能夠覆蓋若干個匯流箱或逆變器連接所有組件。
3）清洗的常規步驟
常規清洗工作建議通過一撣、二刮、三洗3個過程完成。
一撣，用乾淨的撣子或抹布等將組件表面的附著物如干燥浮灰，樹葉等撣去。
二刮，如果組件上有緊密附著其上的硬性異物如泥土、鳥糞、植物葉子等物體，則需要使用中等的刮板或紗球進行去除。此時應注意不能使用高強度的器物進行刮擦，以防止對組件的玻璃表面形成破壞。也不要輕易刮擦沒有附著硬性異物的區域，做到清除異物即可。
三洗，如果組件表面有染色物質如鳥糞的殘留物等，或電站所在地區內空氣溼度很大灰塵無法撣去，則需要通過清洗來去除。將清水噴到有汙染的區域後，用百潔布或抹布擦拭即可清除大部分黏著類的汙濁物。如遇到油性物質，可使用調有洗潔精或肥皂水的混合物溶液擦拭去除。如果還無法去除，可以使用少量酒精、汽油等非鹼性的有機溶劑進行擦拭，然後用含有洗潔精的混合溶液洗去殘留溶劑。