浙江展馆点式采光顶双玻组件光伏发电系统施工工法

'点式采光顶双玻组件光伏发电系统施工工法二〇一三年三月二日 目录1前言12工法特点13适用范围14工艺原理15施工工艺流程及操作要点16材料与设备107质量控制118安全措施129环保措施1310效益分析1311应用实例14 点式采光顶双玻组件光伏发电系统施工工法1前言光伏建筑一体化，是应用太阳能发电的一种新概念，简单地讲就是将太阳能光伏发电方阵安装在建筑的围护结构外表面来提供电力。光伏建筑一体化具有绿色能源、不占用土地、节省投资、节能减排特点。采光顶双玻组件发电系统是光伏组件以光电采光顶的形式出现，光伏方阵成为建筑不可分割的一部分。由于这光伏组件安装是一项新型的施工工艺，一般工艺作法将光伏装置与屋面分开施工，工艺比较单一，没有实际可操作流程可借鉴。本工法是对光伏采光顶中点式采光顶双玻组件发电系统施工方法进行系统性总结，施工简便，系统性好，质量可控，能指导施工，具有普遍性指导价值。本工法关键技术通过国内科技查新检索，其创新点采用以点带面方法进行采光顶放样及标高调整、电缆桥架连接板安装要求等未见相关报道，属国内首次应用。2工法特点2.0.1双玻组件和光伏发电系统组合，有效地节约能源、保护环境，且具有特殊效果。2.0.2施工工艺系统性好，质量可控，可操作性强。2.0.3施工方便，工期短。3适用范围面板为镶嵌有光伏电池模板的夹胶玻璃，各模块与逆变器连接组成太阳能发电系统，是集合太阳能光伏发电技术与采光顶技术的新型功能性建筑采光顶。适用于各种建筑外墙、屋顶、采光棚等建筑光伏技术一体化的建筑节能产品。4工艺原理采光顶光伏发电系统主要由采光顶双波组件、光伏电池组件方阵、并网逆变器、输配电、监控系统及公共电网组成。光伏电池组件方阵将太阳能转化为电能（直流电），并传递到与之相连的逆变器上，逆变器将直流电转变成交流电,并输出到公共电网，实现向外输送电力。本工法将深化设计、采光顶安装与设备安装、检验测试、并网等一起系统化考虑，优化了工艺流程。5施工工艺流程及操作要点5.1工艺流程16 接入局域网并网系统交流侧交流电缆布线安装逆变器和交流柜安装直流侧组串安装双波组件安装监控通讯系统接入建筑智能化系统监控通讯系统安装调试气象站及传感器安装竣工验收驳接爪安装直流电缆布线转接件调整标高直流侧桥架安装转接点焊接、焊缝油漆幕墙工作面测量放线预应力检测结构表面处理施预应力安装支承结构测量放线确定尺寸控制单元确定基准点线建筑主体结构验收合格双波组件吊装5.2操作要点5.2.1采光顶工作面测量放线16 图5.2.1-1测量定点示意图⑴定出A点，以A点为基准点，根据图面尺寸分别定出B、C、D…，依次类推，以避免产生累计误差；⑵计算F—A6、A-A6长度，由两条直线确定交点A6；⑶以A6为基准点，根据图面尺寸分别定出B6、C6、D6…，依此类推，以避免产生累计误差；⑷由A、A6点拉卷尺，根据图面尺寸分别定出A1、A2、A3、A4、A5点，依此类推，再定出B1、B2、B3…。如图5.2.2-1，图5.2.2-2。图5.2.2-2测量定点标记5.2.2点式采光顶转接件焊接，焊缝油漆按设计尺寸弹出纵横线及设计标高，用夹具夹紧转接件进行定位、装配，并将转接件焊接在钢构件上。钢构件及转接件表面应清除熔渣及飞溅物，再进行喷漆防锈处理。防腐除锈处理，采用红丹防锈漆打底，银灰色面漆二度。（如图5.2.2）16 图5.2.2转接件焊接，焊缝油漆5.2.3转接件调整标高（如图5.2.3）图5.2.3转接件调整标高1测量钢架标高，找出采光顶工作面的最低点；2调高最低点的转接件高度，至Hmax；3以Hmax为基准调节A~G和A6~G6的标高；4A点和B点拉线，调整A1、A2、A3、A4、A5的标高，依此类推，调整B、C、D…5标高无法降低至Hmax的点位，用切割机切除其外螺杆，直至其标高降低至Hmax。5.2.4驳接爪安装在驳接爪初步就位后，应进行控制点测量校核，全方位拉线(细钢丝)检查每个驳接点的偏差。相邻两驳接爪套中心间距±1.0mm；相邻两驳接爪套中心高差±1.0mm；相邻三驳接爪水平度1.0mm；同一驳接爪两孔水平度1.0mm；驳接爪臂与水平(垂直)夹角偏差15＇。如图5.2.4-1、图5.2.4-2。图5.2.4-1驳接爪安装节点图图5.2.4-2驳接爪安装实物图5.2.5电缆桥架安装1电缆桥架支架安装16 1）所有螺杆和型钢的切断面要做防腐处理，刷两遍防腐漆，一遍银粉漆。2）电缆桥架支架安装时，首先确定首末端点，然后拉通线保证吊点在直线上。顶部测量有困难时，可先在地面测量，标好位置后，用线锤引至顶面，确定吊点位置。2电缆桥架安装1）电缆桥架包括弯头、三通、引上段等。2）电缆桥架连接板要求可在15㎜内伸缩调节，连接板应位于距离电缆桥架支架300㎜以内的地方，并用螺栓、垫圈和放松弹簧垫圈固定在电缆桥架上，在所有接合部连接板的表面都应是光滑的。3）电缆桥架的安装应横平竖直，排列整齐，每隔20m，应该安装一个固定支架。电缆桥架安装时注意保护桥架表面的防护层，任何的划痕和损伤都要修复。3电缆敷设1）施工前应对电缆进行详细检查：规格、型号、截面、电压等级均符合设计要求，外观无扭曲、坏损现象。敷设前应首先画出电缆排列图及电缆敷设顺序安排，尽量做到便于敷设，避免电缆相互交叉。2）电缆桥架敷设时，应单层敷设，排列整齐，尽量减少交叉，拐弯处应以最大截面电缆允许弯曲半径为准。图5.2.5电缆桥架安装5.2.6双玻组件吊装16 图5.2.6-1双玻组件吊装吊装作业中使用吊具保护双玻组件受压破损。图5.2.6-2吊具制作图5.2.6-3吊装作业中5.2.7双玻组件安装1双玻组件安装前测量开路电压是否符合要求。如图5.2.7-1。图5.2.7-1用万能表测量开路电压2安装驳接头驳接头在安装前要对其螺纹的松紧度、驳接头与柔性胶垫的配合情况进行检查。先将驳接头的前部安装在玻璃的固定孔上并销紧，确保每件驳接头内的尼龙胶套齐全，使金属与玻璃隔离，保证玻璃的受力部分为面接触，并保证锁紧环锁紧密封。在玻璃吊装到位后将驳接头的尾部与驳接爪相互联接并锁紧，同时要注意玻璃的内侧与驳接头的定位距离在规定范围内。如图5.2.7-2。图5.2.7-2双玻组件安装节点图16 3安装双玻组件玻璃安装时一定要平顺横直，侧向用专用夹具保护，与玻璃接触的器具均须有柔性胶垫，以防止玻璃受额外的应力而破坏。玻璃通过驳接头中的球铰装置进行整体调整检验，调整标准横平、竖直、面平，偏差不得超过规定偏差。由于有了可以自由转动的球铰连接，玻璃在风荷载和地震荷载作用下产生变形时，就可以不受支点的约束，万向转动，减少了孔边应力集中的发生。如图5.2.7-3。图5.2.7-3双玻组件安装5.2.8电气组件安装1将组件一个一个的松松地固定在支架纵梁上，保持每片组件的均匀，然后将所有组件紧固。安装时严格控制好组件和组件的空隙，做到横平竖直。2根据电气图纸进行组串连接。为了保证组串连接的可靠，在进行作业时需认真照操作规范进行。如图5.2.8-1、5.2.8-2。检查电池组件的类型、参数、数量电池组件安装组件支架接地组件支架安装电池组件安装电池组件接线、标识电池串列图5.2.8-1电气组件安装流程图16 图5.2.8-2电气组件安装5.2.9设备安装1逆变器安装1）安装和维护前必须保证直流侧均不带电。为了不导致逆变器损坏，任何直流输入电压不超过直流输入电压限值。2）在进行接线时，要确保并网点的开关及直流侧汇流箱中的直流断路器均处于断开状态。接线操作需要严格按照逆变器的说明书来进行。图5.2.9-1逆变器安装2直流交流配电柜安装1）引入配电柜的电缆应排列整齐，编号清晰。2）直流交流配电柜内防雷接地与PE线连接，PE线与配电室内的接地装置连接。16 图5.2.9-2配电柜安装5.2.10交流侧交流电缆布线1配管工程1）所有电缆穿线管都为镀锌水煤气管，配有标准规定的管件。2）穿线管的直径不小于20㎜，穿线管的规格，应根据设计要求，满足管内总线数的要求。3）在刚性穿线管不能终接到设备的情况下，终端可以使用柔性穿线管，应使用厂家提供的配有承插接头的包PVC金属软管。4）方形电线管盒应为镀锌铁质接线盒。5）接线盒开孔不准用电、气焊切割，应采用开孔器开孔，接线盒开孔应整齐，并与管径吻合，要求一管一孔，不得开长孔。2管内穿线1）电线管在穿线前，应首先检查各个管口的护口是否齐整，如有遗漏或破损，均应补齐和更换。2）导线在变缝处，补偿装置应活动自如，导线应留有一定的余度。3）穿入管内的绝缘导线，不准有接头和局部绝缘破损及死弯。导线外径总截面不应超过管内面积的40%。4）布线完成后，电压与极性的确认、短路电流的测量、非接地的检查，应按照产品说明书，用万用表测量是否有电压输出，用直流电压测试正、负极的极性是否接错，可用直流电流表测量短路电流。16 图5.2.10管内穿线5.2.11调试与验收系统在调试过程中，每道工序都应有相关人员的调试记录。因工程量较大，需要电站的相关单位密切配合，共同完成系统设备的调试和运行工作。直流电缆、交流电缆和通讯电缆接线、标识电池串列接线、标识单机调试合格确认各单元之间的连接电缆的正确性电池组件安装临时电源开关箱调试逆变器单机调试监控系统调试临时电缆撤除局域网低压侧送电系统设备联调系统试运行环境监测仪安装监控设备安装逆变器安装开关柜安装桥架和直流电缆安装16 图5.2.11系统设备的调试和运行5.2.12竣工验收1发电系统安装调试完毕，并经过了验收要求的168小时的负荷试运行。2电站正常运行时，噪声等环境影响因素满足规范规定。6材料与设备6.1主要材料6.1.1双玻组件：数量、外观、型号、规格等应符合设计要求。6.1.2电缆、逆变器及配电柜等：合格证、说明书、附件、备件应完好齐全。6.2设备表6-3机具设备配置表序号机械名称规格功率（KW台）1电焊机ARC-315D12.8KVA2磨光机SM-FF-100A540W3手枪站21C-FF-26620W4电锤GRH2-23S650W5汽车吊80T+9.5M副臂＼6叉车3T＼7水平仪＼＼8万用表＼＼7质量控制7.1本工法施工质量应符合《点支式玻璃幕墙工程技术规范》CECS127：2001、《碳素结构钢》GB700—2006、《不锈钢冷轧钢板和钢带》GB／T3280—16 2007、《建筑结构钢焊接规范》JGJ81—91、《夹层玻璃》GB/T9962—1999、《建筑用安全玻璃防火玻璃》GB15763.1-2001、《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范》GB50254-96等有关规定。7.2工艺部分质量控制措施7.2.1所有设备安装之前都要根据供货清单、装箱单和图纸进行全面清点，注意检查表面有无裂纹、撞伤、龟裂、压扁、分层等缺陷。7.2.2设备油漆工艺必须先进行表面清理，清除污泥、灰尘、焊渣、药皮，并除锈后再进行油漆。7.2.3组件在运输及安装过程中，选择合理的吊点及工具，必要时进行强度计算和校核，尽量减小其变形、保证设备安全。对口焊接前除去坡口及离坡口10～15mm范围内锈蚀油脂等杂物，对口间隙保持均匀，严禁强力及膨胀对口。7.3电气专业质量控制措施7.3.1施工前，桥架应进行予组合，校正偏差。7.3.2桥架不准用电火焊切割，用锯弓切接。7.3.3施工每个盘柜接线，宜由同一人作业，不宜换人，防止差错。7.3.4施工线间时，应使用特制固定卡卡固，保持间距一致，平整美观。7.3.5施工拐弯处时应处在同一位置，宜布置同一型号电缆应采用同弯度，保持平整美观，一般线间其凸出误差应小于0.5mm以内，为了达到上述要求，宜增加布置卡具。7.3.6施工每块盘电缆头，应事先统筹规划布置，保持盘前及盘后整洁和整齐。7.3.7每个螺丝只能固定一个线头，任何情况不得超过两个同径的线头。7.4组件质量控制措施7.4.1安装前对组件质量进行检查，对表面镀锌层有破损的构件应退换或返厂处理。7.4.2对运输中产生的变形应进行矫正后再安装。因双玻组件接线盒与玻璃之间的密封胶未固化，运输过程中导致接线盒移位。图7.4.2-1～7.4.2-3为接线盒移位修复。图7.4.1桥架卡扣更换16 图7.4.2-1接线盒移位图7.4.2-2接线盒拆除图7.4.2-3电缆连接，重新打胶7.4.3组件安装时应设置坐标基准线和标高基准线，确保支架安装横平竖直，间距一致。7.4.4光伏组件组合安装时，要保证螺栓连接牢固，同时保证光伏面板的平整度和设计倾角。8安全措施8.0.1现场焊接时，应在焊件下方加设接火斗，以免发生火灾。8.0.2高空作业应铺设搬运走道及作业平台。图8.0.1明火作业下方挂设接火斗图8.0.2高空作业铺设搬运走道及作业平台9环保措施9.0.1施工中严格执行《建筑施工场界噪声限值》GB12523，控制和降低施工机械造成的噪声污染。9.0.2合理安排作业时间，避免在中午和夜间进行切割作业，使施工噪声对周围环境影响减少到最低程度。在施工场界噪声敏感区域宜选择用低噪声的设备并实行封闭施工，采取有效措施控制噪声、扬尘、废物排放。环境污染分类污染源改善措施噪音污染钢架制装吊装作业材料进出场运输人作业中禁止大声喧哗机尽量使用噪音低的工具及设备料改善施工工艺法环禁止夜间施工，避开周围人群休息时间进行作业16 9.0.3油漆施工完毕后，油漆桶及时回收，集中处理，严禁乱扔、乱放。9.0.4施工现场材料堆放整齐做好标识生活垃圾和建筑垃圾分开堆放，生活垃圾要按卫生制度规定及时处理。10效益分析（光伏一期+光伏二期）10.1.1发电量依据温州太阳辐射量与气候环境数据，结合以往并网光伏发电系统的运行情况与经验，预测温州**会议展览中心三期光伏建筑一体化工程建成后首年发电量约为42万千瓦时，按照本项目25年运行期，发电量每年线性衰减6%计算，在25年内。共可发电约975万千瓦时，平均每年发电约39万千瓦时。10.1.2费效比以温州**会议展览中心三期工程为例，光伏建筑一体化总投资约为人民币1188万元，按照财办建｛2011｝187号文件规定（对建材型等与建筑高度紧密结合的光电一体化项目，2012年补助标准暂定为7元∕千瓦，对与建筑一般结合的利用形势，补助标准暂定为5.5元∕千瓦），太阳能光电建筑一体化应用项目财政补助资金为人民币564万元，本项目按25年运营期计算，累计可发电975万千瓦时，综合费效比约为0.1051元∕千瓦时。10.2技术经济分析10.2.1经济效益以温州**会议展览中心三期工程为例，光伏建筑一体化工程平均每年发电39万千瓦时，按照目前浙江温州电价，商业用电约0.9元∕千瓦时计算，项目每年可节省电费支出约35万元。按照该项目25年运行期计算，累计发电约975万千瓦时，总计可节省电费约为876万元。实际运行25年后，该电站仍具有发电能力。与常规能源发电比较，光伏电站的运行、维护费用很低，降低了运营成本。10.2.2环境效益本项目平均每年发电量约为39万千瓦时，全部为自发自用。本电站与相同发电量的火电厂相比。每年可节约标准煤约130T，同时每年可减排二氧化碳59T、二氧化硫2.6T、粉尘1.3T，本项目的实施还节约了大量的水资源。10.2.3社会效益温州**会展中心是国内重要的会议及展览举办地，本项目的建成将成为温州**16 会展中心的又一亮点，通过展会等方式可以更好的向全世界人民展示光伏发展的前景和优势。它将作为一个宣传节能减排、为推广浙江省太阳能光电建筑应用做出积极的贡献。本工法将深化设计、采光顶安装与设备安装、检验测试、并网等一起系统化考虑，优化了工艺流程，具有施工简便，系统性好，质量可控，降低施工成本和缩短工期。本工程采用此工法赢得建设单位和监理单位的一致好评，取得了显著的社会效益，具有一定的推广价值。10.3节能量计算本项目平均每年发电量约为39万千瓦时，全部为自发自用。本电站与相同发电量的火电厂相比，每年可节约标准煤约130T，25年累计节约标准煤约3254T。11应用实例11.0.1温州**会议展览中心三期光伏建筑一体化工程温州**会议展览中心三期工程，位于温州市滨江商务区18-02、03地块。开工日期为2012年3月15日，竣工日期为2013年5月31日。建成后的会展中心总建筑面积44768.39㎡。光伏双波组件采光顶面积1613㎡，建成后首年发电量约为42万千瓦时，平均每年可发电约39万千瓦时，节省电费支出约35万元，节约标准煤约130吨。该工程的建成，既保证了发电效果又节约了建筑材料，成为集节能、环保与高科技为一体的，充满现代气息的节能建筑。本工法将深化设计、采光顶安装与设备安装、检验测试、并网等一起系统化考虑，优化了工艺流程。本工程采用此工法工艺成熟，施工速度快，质量稳定，操作简便，施工完成后满足规范要求，施工效果好。16 图11.0.1温州**会议展览中心三期光伏建筑一体化工程11.0.2江苏省镇江市**物流大厦光伏建筑一体化江苏省镇江市**物流大厦工程，占地面积为34000㎡，总建筑面积为83000㎡，2010年6月开工，2012年9月竣工。在建筑物的东、西、南立面及屋顶都安装了非晶硅电池板，属于节能环保新型建筑，该光伏工程寿命期（20年）内发电量约为420万kwh，按照目前火电厂的煤耗，可节约标准煤1613吨，减排粉尘约20吨，减排灰渣约424吨，减排二氧化碳约714吨，减排二氧化硫约32吨，是真正的无污染的绿色能源。图11.0.2江苏省镇江市**物流大厦光伏建筑一体化16'