随着集中式光伏发电热潮逐渐褪去，取而代之的是分布式光伏市场崛起壮大。家庭屋顶电站作为分布式光伏发电的主力军，备受各方青睐，把闲置的厂房屋顶进行二次利用。2016年“630”抢装潮掀起在自家屋顶安装光伏电站的热潮，许多住户也跃跃欲试。河北能源工程设计有限公司分布式开发中心副主任兼设计总工程师张艳杰在第五届户用会议上，给到场的光伏同人介绍了屋顶电站的选址和设计的相关知识。
一、屋顶电站勘察要素
很多业主投资屋顶光伏电站时，都会非常关注屋顶光伏的可行性、装机容量、投资收益、合作模式的等问题，而分布式屋顶光伏勘察属于项目的前期工作，通过实地勘察，搜集屋顶相关资料，为后续设计最优方案和投资收益分析做准备。专业的踏勘记录是对屋面电站进行评估的一个重要因素。前期对屋顶电站踏勘总结起来主要包括以下几个要素：(1)厂房建设年限;(2)屋面状况;(3)屋面板类型;(4)彩钢板锈蚀情况;(5)电网接入距离;(6)原厂房设计资料、用电负荷等。并且根据所得到的汇总信息形成下面表格，对该屋面进行评价。
根据上述表格，可以对项目进行评分，总过综合评分评判是不是一个合适的电站选址。首先，要看的厂房建设时间，因为光伏电站的寿命在25年左右，如果建厂时间太长，后续年限达不到25年，也是不符合要求。再看屋顶的状况，屋顶比较整齐，投资少，收益好。其中，彩钢板屋顶存在屋顶安装，设计打孔等比较头疼的问题。然后是厂房的承重问题，承重是厂房能不能作为建设电站使用的前提。再就是电网的间隔情况，间隔的距离越短，投资越小。还要看电站的建设规模，规模越大电站转让和折算的投资越低。最后，资料齐全，1设计资料包括厂房的建筑、结构、电气图纸等设计资料;2.厂房的原始资料，包括土地证，房产等资料。
光伏电站现场踏勘一般采用GPS定位，拍现场照片，测量屋顶突出物的方式取得前期初步成果。GPS定位一般用于从谷歌地球当中得到实际厂房定位关系，拍照片可以真实反映厂房的现阶段的状况，测量屋顶突出物可以为后续的组件图纸提供依据。
二，电站选址的建议
虽然光伏行业经过多年发展，但设计规范、验收规范没有对电站选址做出合理的建议，尤其是对屋顶电站。总结以往的经验四点经验。
1)注意原厂房的设计使用功能
所有的生产企业包括仓储企业都有危险等级，根据《建筑防火设计规范》GB50016-2014，生产车间以及存储仓库的火灾危险等级可以分为甲、乙、丙、丁、戊类，由于甲、乙类厂房及仓库火灾危险等级较高，因此严禁在该类厂房上部建设光伏电站，丙类厂房和仓库可以根据下部厂房的使用功能并且结合生产工艺综合确定，丁、戊类厂房可以作为电站的建设地点。
2)临建厂房禁止建设光伏电站。
根据规范要求建筑的设计使用年限1、临时性结构5年;2、易于替换结构构件25年;普通房屋和构筑物50年;4、纪念性和特别重要的建筑结构100年。
光伏电站设计使用寿命为25年，临建结构不能满足电站设计的使用耐久性的要求，因此临建建筑物和构筑物不能进行光伏电站的建设。尤其是厂区内建设的一些临时通道，临时车棚等建筑。
厂房的使用寿命已经大于10年，并且屋顶彩钢板锈蚀严重或者防水层破漏水较为严重，对于这样的厂房要慎重选择。
4)选择厂房的结构承载能力满足光伏电站建设承载力要求。
根据《光伏电站设计规范》的要求，在既有建筑物上面增设光伏发电系统，必须进行建筑物结构和电气的复核，并应满足建筑物结构及电气的安全要求。
根据该规范10.1.4要求，在既有建筑物上面增设光伏发电系统的时候，应根据建筑物的种类分别按照《工业建筑可靠性鉴定标准》GB50144和《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292的规定进行可靠性鉴定。
位于抗震设防烈度为6~9度地区的建筑还应该根据其设防烈度、抗震设防类别、后续使用年限和结构类型，按照《建筑抗震鉴定标准》GB50023的规定进行抗震鉴定。
5)适宜建设电站的屋面形式。
(1)满足前面四条所提出的要求。
(2)屋面彩钢板形式为角驰型或者直立锁边型彩钢板
(3)混凝土屋面防水良好。
(4)屋面突出物、遮挡物较少
三、屋顶电站结构设计要点
1、钢筋混凝土屋面
钢筋混凝土屋面分为上人屋面和不上人屋面，上人屋面多为平屋面，不上人屋面中平屋面与坡屋面均常见。平屋面的厂房结构形式多为钢筋混凝土框架结构，排水坡度多为材料找坡2%;坡屋面的厂房结构形式多为钢筋混凝土排架结构，常见坡度为10%。上人屋面的屋面活荷载多为2.0kN/m2，不上人屋面的屋面活荷载多为0.5kN/m2。根据屋面防水形式的不同，屋面又分为柔性防水屋面(防水层外露)和刚性防水屋面(防水层在内部，外表面多为40厚细石混凝土)。对不同结构形式的厂房及不同防水形式的屋面，支架设计采用不同的设计方案。对于钢筋混凝土屋面，光伏组件可沿屋面坡度平行铺设，也可设计成一定倾角的方式布置。
光伏电站同钢筋混凝土屋面结构的连接方式主要有(1)混凝土配重、(2)植筋连接、(3)结构胶连接。
混凝土配重
钢筋混凝土屋面植筋连接
结构胶连接
2、彩钢板形式屋面。
光伏电站同钢筋混凝土屋面结构的连接方式主要有(1)通过光伏专用夹具连接(2)通过铆钉固定或者冷焊连接。彩钢板屋面一般原厂房设计恒荷载多为0.3KN/㎡，屋顶光伏电站满布荷载为0.15KN/㎡。
光伏专用夹具连接二(小角度)
四、电站收益分析模型
想要投资光伏电站，要考虑银行贷款、融资等资金问题，还要计算电站的收益率是多少?给多少租金合适?所以，项目前期开发阶段，善于利用经济评价工具，初步评估项目的经济效益，有以下几种模式：
模式一：直接计算项目经济收益指标，用于投资决策
投资方给出边界条件，如贷款比例及利率、运维成本、折旧率等;设计院根据设计方案，确定单瓦造价(静态及动态)，计算出发电量;设计院根据并网模式、经营方式，计算出电价。根据以上条件，直接计算项目收益指标，如内部收益率IRR、投资回收期，用于投资方决策。
模式二：比较不同并网模式下，投资方和屋顶产权方的经济收益
(1)设计院根据设计方案，确定单瓦造价(静态及动态)，发电量;(2)投资方有边界条件，如贷款比例及利率、运维成本、折旧率等;(3)设计院计算出各种并网模式、经营方式计算电价。 根据以上条件，测算不同模式下的投资方和屋顶产权方收益，用于投资决策。
模式三：反算EMC电价，用于投资方与屋顶产权方谈判电价折扣
投资方已确定合同能源管理模式，自发自用余电上网，设计院计算出一个用户折算电价;投资方有一个预期的全投资或资本金的内部收益率IRR;投资方给出边界条件，如贷款比例及利率、运维成本、折旧率等;设计院根据设计方案，确定单瓦造价(静态及动态)，计算出发电量。根据以上条件，反算出一个电价，将其用户折算电价比较，确定EMC电价折扣。
模式四：反算屋顶租金，用于业主与屋顶产权方谈判
(1)投资方已确定全额上网的模式，采用屋顶固定租金方式结算;(2)投资方有一个预期的全投资或资本金的内部收益率IRR;(3) 投资方给出边界条件，如贷款比例及利率、运维成本(不含租金)、折旧率等;(4) 设计院根据设计方案，确定单瓦造价(静态及动态)，发电量。根据以上条件，在投资方预期收益的前提下，反算出一个屋顶租金。
模式五：反算融资利率，
(1)投资方已确定并网模式和经营方式 ;(2)投资方有一个预期的全投资或资本金的内部收益率IRR;(3)投资方有部分边界条件，如运维成本、折旧率等;(4)设计院根据设计方案，确定单瓦造价(静态及动态)，发电量。根据以上条件，计算不同融资模型下的经济收益指标，确定融资方式和最高融资利率。
模式六：反算单瓦投资，用于投资方控制投资水平
(1)投资方有一个预期的全投资或资本金的内部收益率IRR;(2)投资方有边界条件，如贷款比例及利率、运维成本、折旧率等;(3)投资方已确定并网模式和经营方式 。根据以上条件，在投资方预期收益的前提下，反算出一个单瓦投资报价，扣除项目前期开发费用后，也可做为EPC报价依据。这种计算模型是现实投资决策经常用到的一种方式。
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