沈陽工程學院新能源研究中心 遼寧太陽能研究應(yīng)用有限公司 ■ 鞠振河

一 引言

《太陽能光伏與建筑一體化技術(shù)規(guī)程》經(jīng)全體編審組成員的共同努力，通過兩年多的探索和實踐，已經(jīng)由遼寧省建設(shè)廳批準為遼寧省地方標準并予以發(fā)布，編號為DB21/T 1792—2010，J 11588—2010，自2010年3月24日起施行。

二 規(guī)程的主要內(nèi)容

本規(guī)程涉及內(nèi)容有：光伏建筑一體化相關(guān)的設(shè)備、電氣系統(tǒng)、建筑結(jié)構(gòu)、施工、驗收、維護，按照經(jīng)緯度建立的遼寧地區(qū)太陽能輻射量及相關(guān)氣象資料庫。

規(guī)程主要內(nèi)容有：總則、術(shù)語、光伏系統(tǒng)設(shè)備和部件、電氣技術(shù)及系統(tǒng)設(shè)計、建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計、安裝施工、工程驗收及其附錄。其中附錄A為遼寧主要地區(qū)的太陽能日照參數(shù)，附錄B為光伏系統(tǒng)維護和保養(yǎng)，附錄C為太陽能全玻組件檢驗項目。

三 規(guī)程的主要特點

1 BIPV設(shè)計的六項基本原則

基本原則為：安全可靠、環(huán)保節(jié)能、造型美觀、輕巧穩(wěn)定、維修方便、經(jīng)濟優(yōu)化。

2 涉及BIPV發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容

涉及BIPV發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容包括：光伏電池組件及其支架，光伏陣列防雷匯流箱，直流防雷配電柜，光伏并網(wǎng)逆變器，交流防雷配電柜，系統(tǒng)的通訊監(jiān)控裝置，系統(tǒng)的防雷及接地裝置，土建、配電等基礎(chǔ)設(shè)施，系統(tǒng)的連接電纜及防護材料。

規(guī)程中涵蓋了當前光伏建筑一體化主要的組成部件和系統(tǒng)亟待貫徹執(zhí)行的標準，可操作性高、實用性強、資料翔實。

3 防雷、防靜電及接地系統(tǒng)

規(guī)程首次提出了光伏與建筑一體化功能的建筑物的防雷設(shè)計，頂層雷擊和側(cè)向雷擊均為考慮因素；在光伏工程中，宜將光伏發(fā)電的面材、主支架(框架)、副支架(框架)及橫豎鉸接的結(jié)構(gòu)件進行直接接地或與防雷系統(tǒng)實現(xiàn)可靠接地。

光伏發(fā)電系統(tǒng)支撐框架結(jié)構(gòu)形成可靠接地通路，將光伏發(fā)電表面積聚的電荷及時導(dǎo)入地下，避免了靜電吸塵問題。光伏系統(tǒng)的支架在與防雷系統(tǒng)鋼帶相連接時必須做特殊處理(除銹或除掉保護膜)，確保接觸處的電阻最小。

4 規(guī)程編制具有結(jié)合實際的前瞻性

首次將光熱與光電一體化的組件列入建筑設(shè)施結(jié)構(gòu)設(shè)計的考慮范圍，其特殊性表現(xiàn)在設(shè)計時還應(yīng)考慮重力荷載、風荷載、雪荷載和地震作用效應(yīng)等。荷載條件和荷載組合見表1。

表1 荷載條件和荷載組合表

表中：G——固定荷載，組件質(zhì)量和支撐物質(zhì)量的總和；

S——積雪荷載，與組件面垂直的積雪荷載；

W——風壓荷載，加在組件上的風壓力和加在支撐物上的風壓力的總和；

K——地震荷載，加在支撐物上的水平地震力；

P——流動荷載，加在光電與光熱集成組件中傳熱介質(zhì)荷載。

在沒有光熱功能的光伏系統(tǒng)中，流動荷載P=0，在傳熱介質(zhì)為水的光電與光熱集成系統(tǒng)中，該值為組件熱水系統(tǒng)中加滿水時總的容水重量，其他傳熱介質(zhì)P值應(yīng)視實際情況確定。

在鋼結(jié)構(gòu)支架中地震荷載一般比風壓荷載小；在長部件支撐物焊接結(jié)構(gòu)中要考慮因溫度變化產(chǎn)生溫度荷載。

5 規(guī)程技術(shù)支持

規(guī)程編著取得了國際先進組織和機構(gòu)單位的關(guān)鍵技術(shù)支持，與目前國際BIPV工程實際技術(shù)接軌。歐洲太陽能研究中心、日本發(fā)電協(xié)會、日本建筑學會、NEDO日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)和美國尤尼索拉太陽能公司等均對本規(guī)程提供了建設(shè)性意見。

四 規(guī)程的實踐檢驗與完善

1 109kW BIPV系統(tǒng)工程

遼寧太陽能研究應(yīng)用有限公司新建研發(fā)中心建筑面積1.4萬m2，集成109kW BIPV系統(tǒng)，本光伏與建筑一體化項目作為遼寧省首批唯一獲得國家BIPV補貼項目，集單晶硅、多晶硅和非晶硅為一體，技術(shù)應(yīng)用以BIPV及BAPV為主，光伏建材型與構(gòu)建型互補、剛性組件與柔性組件相結(jié)合，采光頂玻璃發(fā)電與南立面玻璃發(fā)電為特色，如圖1所示。通過該項目的實踐為規(guī)程的完善提供可靠的檢驗途徑。

項目全部設(shè)計、施工、驗收均參照本規(guī)程內(nèi)容進行，并聘請專業(yè)玻璃幕墻公司、電力勘測設(shè)計院、組件生產(chǎn)相關(guān)公司及甲級施工資質(zhì)建筑專業(yè)工程公司對本項目進行現(xiàn)場施工和安裝校核工作。

2 3kW BIPV 系統(tǒng)工程

江西上饒?zhí)煊又袑W3kW BIPV工程，根據(jù)本規(guī)程及相關(guān)國家標準進行預(yù)可研、可研的編制。并完成了下列詳細設(shè)計：

(1)電氣系統(tǒng)設(shè)計說明書、設(shè)計方案圖、設(shè)計計算書及設(shè)備選擇表。

(2)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書、設(shè)計方案圖及設(shè)計計算書。

(3)部件材料：光伏玻璃(6+34A+6透明鋼化中空)、鋁型材(陽極氧化處理的6063-T5)、鋼材(國產(chǎn)235B碳素鋼表面熱鍍鋅防腐處理)、密封墊和密封條(黑色高密度三元乙丙橡膠制品)、耐候膠、結(jié)構(gòu)膠、線纜及五金配件。

(4)施工流程及方案。

3 2MW光伏并網(wǎng)電站

以本規(guī)程作為指導(dǎo)標準，完成了內(nèi)蒙通遼錦繡木業(yè)集團公司2MW光伏并網(wǎng)電站國家金太陽工程的申報工作，目前此項目已獲得國家審批。

4 建立遼寧主要地區(qū)的太陽能日照參數(shù)數(shù)據(jù)庫

以經(jīng)緯度為設(shè)計施工基礎(chǔ)點，國內(nèi)首次建立了完整的遼寧省太陽能資源數(shù)據(jù)庫。對于實際BIPV設(shè)計施工具有普遍指導(dǎo)意義。具體數(shù)據(jù)使用方便、操作性強，對我國的太陽能應(yīng)用具有很好的借鑒意義。遼寧主要地區(qū)(沈陽市、本溪市、遼陽市及撫順市)的太陽能數(shù)據(jù)見表2。

通過表2可以找出安裝地點處獨立、并網(wǎng)各種模式的組件，陣列月季年不同需求的最佳傾角及相對應(yīng)斜面上的太陽能輻射、平均峰值日照時間，對于太陽能光伏設(shè)計、經(jīng)濟評估具有重要的意義。

五 結(jié)論

2010年1月11日，遼寧省建設(shè)廳組織有關(guān)專家對遼寧省地方標準《太陽能光伏與建筑一體化技術(shù)規(guī)程》進行了評審鑒定。與會專家聽取規(guī)程編寫單位編制過程的匯報，審查相關(guān)技術(shù)資料，經(jīng)認真討論，提出鑒定意見如下：

表2 遼寧主要地區(qū)的太陽能數(shù)據(jù)表

(1)本規(guī)程貫徹執(zhí)行國家節(jié)能減排的方針政策，有利于推動遼寧省可再生能源的開發(fā)與利用，符合國家相關(guān)法律法規(guī)及標準的編制規(guī)定。

(2)本規(guī)程認真總結(jié)了國內(nèi)外太陽能光伏與建筑一體化技術(shù)應(yīng)用的實踐經(jīng)驗，密切結(jié)合工程建設(shè)實際需求，內(nèi)容全面、數(shù)據(jù)翔實、可操作性強。

(3)編制組深入研究、分析、總結(jié)和計算出遼寧省各地區(qū)太陽能日照等方面的大量相關(guān)數(shù)據(jù)，該成果對指導(dǎo)設(shè)計、施工及使用具有重要意義。

(4)本規(guī)程具有科學性、先進性和適用性，達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

[1]鞠振河.太陽能光伏與建筑一體化技術(shù)規(guī)程 [M].沈陽：遼寧科學技術(shù)出版社, 2010.

[2](日)太陽光發(fā)電協(xié)會.太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計與施工 [M].北京：科學出版社, 2006.