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隨著集中式光伏發電熱潮逐漸褪去，取而代之的是分布式光伏市場崛起壯大。家庭屋頂電站作為分布式光伏發電的主力軍，備受各方青睞，把閑置的廠房屋頂進行二次利用。2016年“630”搶裝潮掀起在自家屋頂安裝光伏電站的熱潮，許多住戶也躍躍欲試。河北能源工程設計有限公司分布式開發中心副主任兼設計總工程師張艷杰在第五屆戶用會議上，給到場的光伏同人介紹了屋頂電站的選址和設計的相關知識。
一、屋頂電站勘察要素
很多業主投資屋頂光伏電站時，都會非常關注屋頂光伏的可行性、裝機容量、投資收益、合作模式的等問題，而分布式屋頂光伏勘察屬于項目的前期工作，通過實地勘察，搜集屋頂相關資料，為后續設計最優方案和投資收益分析做準備。專業的踏勘記錄是對屋面電站進行評估的一個重要因素。前期對屋頂電站踏勘總結起來主要包括以下幾個要素：(1)廠房建設年限;(2)屋面狀況;(3)屋面板類型;(4)彩鋼板銹蝕情況;(5)電網接入距離;(6)原廠房設計資料、用電負荷等。并且根據所得到的匯總信息形成下面表格，對該屋面進行評價。
根據上述表格，可以對項目進行評分，總過綜合評分評判是不是一個合適的電站選址。首先，要看的廠房建設時間，因為光伏電站的壽命在25年左右，如果建廠時間太長，后續年限達不到25年，也是不符合要求。再看屋頂的狀況，屋頂比較整齊，投資少，收益好。其中，彩鋼板屋頂存在屋頂安裝，設計打孔等比較頭疼的問題。然后是廠房的承重問題，承重是廠房能不能作為建設電站使用的前提。再就是電網的間隔情況，間隔的距離越短，投資越小。還要看電站的建設規模，規模越大電站轉讓和折算的投資越低。最后，資料齊全，1設計資料包括廠房的建筑、結構、電氣圖紙等設計資料;2.廠房的原始資料，包括土地證，房產等資料。
光伏電站現場踏勘一般采用GPS定位，拍現場照片，測量屋頂突出物的方式取得前期初步成果。GPS定位一般用于從谷歌地球當中得到實際廠房定位關系，拍照片可以真實反映廠房的現階段的狀況，測量屋頂突出物可以為后續的組件圖紙提供依據。
二，電站選址的建議
雖然光伏行業經過多年發展，但設計規范、驗收規范沒有對電站選址做出合理的建議，尤其是對屋頂電站。總結以往的經驗四點經驗。
1)注意原廠房的設計使用功能
所有的生產企業包括倉儲企業都有危險等級，根據《建筑防火設計規范》GB50016-2014，生產車間以及存儲倉庫的火災危險等級可以分為甲、乙、丙、丁、戊類，由于甲、乙類廠房及倉庫火災危險等級較高，因此嚴禁在該類廠房上部建設光伏電站，丙類廠房和倉庫可以根據下部廠房的使用功能并且結合生產工藝綜合確定，丁、戊類廠房可以作為電站的建設地點。
2)臨建廠房禁止建設光伏電站。
根據規范要求建筑的設計使用年限1、臨時性結構5年;2、易于替換結構構件25年;普通房屋和構筑物50年;4、紀念性和特別重要的建筑結構100年。
光伏電站設計使用壽命為25年，臨建結構不能滿足電站設計的使用耐久性的要求，因此臨建建筑物和構筑物不能進行光伏電站的建設。尤其是廠區內建設的一些臨時通道，臨時車棚等建筑。
廠房的使用壽命已經大于10年，并且屋頂彩鋼板銹蝕嚴重或者防水層破漏水較為嚴重，對于這樣的廠房要慎重選擇。
4)選擇廠房的結構承載能力滿足光伏電站建設承載力要求。
根據《光伏電站設計規范》的要求，在既有建筑物上面增設光伏發電系統，必須進行建筑物結構和電氣的復核，并應滿足建筑物結構及電氣的安全要求。
根據該規范10.1.4要求，在既有建筑物上面增設光伏發電系統的時候，應根據建筑物的種類分別按照《工業建筑可靠性鑒定標準》GB50144和《民用建筑可靠性鑒定標準》GB50292的規定進行可靠性鑒定。
位于抗震設防烈度為6~9度地區的建筑還應該根據其設防烈度、抗震設防類別、后續使用年限和結構類型，按照《建筑抗震鑒定標準》GB50023的規定進行抗震鑒定。
5)適宜建設電站的屋面形式。
(1)滿足前面四條所提出的要求。
(2)屋面彩鋼板形式為角馳型或者直立鎖邊型彩鋼板
(3)混凝土屋面防水良好。
(4)屋面突出物、遮擋物較少
三、屋頂電站結構設計要點
1、鋼筋混凝土屋面
鋼筋混凝土屋面分為上人屋面和不上人屋面，上人屋面多為平屋面，不上人屋面中平屋面與坡屋面均常見。平屋面的廠房結構形式多為鋼筋混凝土框架結構，排水坡度多為材料找坡2%;坡屋面的廠房結構形式多為鋼筋混凝土排架結構，常見坡度為10%。上人屋面的屋面活荷載多為2.0kN/m2，不上人屋面的屋面活荷載多為0.5kN/m2。根據屋面防水形式的不同，屋面又分為柔性防水屋面(防水層外露)和剛性防水屋面(防水層在內部，外表面多為40厚細石混凝土)。對不同結構形式的廠房及不同防水形式的屋面，支架設計采用不同的設計方案。對于鋼筋混凝土屋面，光伏組件可沿屋面坡度平行鋪設，也可設計成一定傾角的方式布置。
光伏電站同鋼筋混凝土屋面結構的連接方式主要有(1)混凝土配重、(2)植筋連接、(3)結構膠連接。
混凝土配重
鋼筋混凝土屋面植筋連接
結構膠連接
2、彩鋼板形式屋面。
光伏電站同鋼筋混凝土屋面結構的連接方式主要有(1)通過光伏專用夾具連接(2)通過鉚釘固定或者冷焊連接。彩鋼板屋面一般原廠房設計恒荷載多為0.3KN/㎡，屋頂光伏電站滿布荷載為0.15KN/㎡。
光伏專用夾具連接二(小角度)
四、電站收益分析模型
想要投資光伏電站，要考慮銀行貸款、融資等資金問題，還要計算電站的收益率是多少?給多少租金合適?所以，項目前期開發階段，善于利用經濟評價工具，初步評估項目的經濟效益，有以下幾種模式：
模式一：直接計算項目經濟收益指標，用于投資決策
投資方給出邊界條件，如貸款比例及利率、運維成本、折舊率等;設計院根據設計方案，確定單瓦造價(靜態及動態)，計算出發電量;設計院根據并網模式、經營方式，計算出電價。根據以上條件，直接計算項目收益指標，如內部收益率IRR、投資回收期，用于投資方決策。
模式二：比較不同并網模式下，投資方和屋頂產權方的經濟收益
(1)設計院根據設計方案，確定單瓦造價(靜態及動態)，發電量;(2)投資方有邊界條件，如貸款比例及利率、運維成本、折舊率等;(3)設計院計算出各種并網模式、經營方式計算電價。 根據以上條件，測算不同模式下的投資方和屋頂產權方收益，用于投資決策。
模式三：反算EMC電價，用于投資方與屋頂產權方談判電價折扣
投資方已確定合同能源管理模式，自發自用余電上網，設計院計算出一個用戶折算電價;投資方有一個預期的全投資或資本金的內部收益率IRR;投資方給出邊界條件，如貸款比例及利率、運維成本、折舊率等;設計院根據設計方案，確定單瓦造價(靜態及動態)，計算出發電量。根據以上條件，反算出一個電價，將其用戶折算電價比較，確定EMC電價折扣。
模式四：反算屋頂租金，用于業主與屋頂產權方談判
(1)投資方已確定全額上網的模式，采用屋頂固定租金方式結算;(2)投資方有一個預期的全投資或資本金的內部收益率IRR;(3) 投資方給出邊界條件，如貸款比例及利率、運維成本(不含租金)、折舊率等;(4) 設計院根據設計方案，確定單瓦造價(靜態及動態)，發電量。根據以上條件，在投資方預期收益的前提下，反算出一個屋頂租金。
模式五：反算融資利率，
(1)投資方已確定并網模式和經營方式 ;(2)投資方有一個預期的全投資或資本金的內部收益率IRR;(3)投資方有部分邊界條件，如運維成本、折舊率等;(4)設計院根據設計方案，確定單瓦造價(靜態及動態)，發電量。根據以上條件，計算不同融資模型下的經濟收益指標，確定融資方式和最高融資利率。
模式六：反算單瓦投資，用于投資方控制投資水平
(1)投資方有一個預期的全投資或資本金的內部收益率IRR;(2)投資方有邊界條件，如貸款比例及利率、運維成本、折舊率等;(3)投資方已確定并網模式和經營方式 。根據以上條件，在投資方預期收益的前提下，反算出一個單瓦投資報價，扣除項目前期開發費用后，也可做為EPC報價依據。這種計算模型是現實投資決策經常用到的一種方式。
一、屋頂電站勘察要素
很多業主投資屋頂光伏電站時，都會非常關注屋頂光伏的可行性、裝機容量、投資收益、合作模式的等問題，而分布式屋頂光伏勘察屬于項目的前期工作，通過實地勘察，搜集屋頂相關資料，為后續設計最優方案和投資收益分析做準備。專業的踏勘記錄是對屋面電站進行評估的一個重要因素。前期對屋頂電站踏勘總結起來主要包括以下幾個要素：(1)廠房建設年限;(2)屋面狀況;(3)屋面板類型;(4)彩鋼板銹蝕情況;(5)電網接入距離;(6)原廠房設計資料、用電負荷等。并且根據所得到的匯總信息形成下面表格，對該屋面進行評價。
根據上述表格，可以對項目進行評分，總過綜合評分評判是不是一個合適的電站選址。首先，要看的廠房建設時間，因為光伏電站的壽命在25年左右，如果建廠時間太長，后續年限達不到25年，也是不符合要求。再看屋頂的狀況，屋頂比較整齊，投資少，收益好。其中，彩鋼板屋頂存在屋頂安裝，設計打孔等比較頭疼的問題。然后是廠房的承重問題，承重是廠房能不能作為建設電站使用的前提。再就是電網的間隔情況，間隔的距離越短，投資越小。還要看電站的建設規模，規模越大電站轉讓和折算的投資越低。最后，資料齊全，1設計資料包括廠房的建筑、結構、電氣圖紙等設計資料;2.廠房的原始資料，包括土地證，房產等資料。
光伏電站現場踏勘一般采用GPS定位，拍現場照片，測量屋頂突出物的方式取得前期初步成果。GPS定位一般用于從谷歌地球當中得到實際廠房定位關系，拍照片可以真實反映廠房的現階段的狀況，測量屋頂突出物可以為后續的組件圖紙提供依據。
二，電站選址的建議
雖然光伏行業經過多年發展，但設計規范、驗收規范沒有對電站選址做出合理的建議，尤其是對屋頂電站。總結以往的經驗四點經驗。
1)注意原廠房的設計使用功能
所有的生產企業包括倉儲企業都有危險等級，根據《建筑防火設計規范》GB50016-2014，生產車間以及存儲倉庫的火災危險等級可以分為甲、乙、丙、丁、戊類，由于甲、乙類廠房及倉庫火災危險等級較高，因此嚴禁在該類廠房上部建設光伏電站，丙類廠房和倉庫可以根據下部廠房的使用功能并且結合生產工藝綜合確定，丁、戊類廠房可以作為電站的建設地點。
2)臨建廠房禁止建設光伏電站。
根據規范要求建筑的設計使用年限1、臨時性結構5年;2、易于替換結構構件25年;普通房屋和構筑物50年;4、紀念性和特別重要的建筑結構100年。
光伏電站設計使用壽命為25年，臨建結構不能滿足電站設計的使用耐久性的要求，因此臨建建筑物和構筑物不能進行光伏電站的建設。尤其是廠區內建設的一些臨時通道，臨時車棚等建筑。
廠房的使用壽命已經大于10年，并且屋頂彩鋼板銹蝕嚴重或者防水層破漏水較為嚴重，對于這樣的廠房要慎重選擇。
4)選擇廠房的結構承載能力滿足光伏電站建設承載力要求。
根據《光伏電站設計規范》的要求，在既有建筑物上面增設光伏發電系統，必須進行建筑物結構和電氣的復核，并應滿足建筑物結構及電氣的安全要求。
根據該規范10.1.4要求，在既有建筑物上面增設光伏發電系統的時候，應根據建筑物的種類分別按照《工業建筑可靠性鑒定標準》GB50144和《民用建筑可靠性鑒定標準》GB50292的規定進行可靠性鑒定。
位于抗震設防烈度為6~9度地區的建筑還應該根據其設防烈度、抗震設防類別、后續使用年限和結構類型，按照《建筑抗震鑒定標準》GB50023的規定進行抗震鑒定。
5)適宜建設電站的屋面形式。
(1)滿足前面四條所提出的要求。
(2)屋面彩鋼板形式為角馳型或者直立鎖邊型彩鋼板
(3)混凝土屋面防水良好。
(4)屋面突出物、遮擋物較少
三、屋頂電站結構設計要點
1、鋼筋混凝土屋面
鋼筋混凝土屋面分為上人屋面和不上人屋面，上人屋面多為平屋面，不上人屋面中平屋面與坡屋面均常見。平屋面的廠房結構形式多為鋼筋混凝土框架結構，排水坡度多為材料找坡2%;坡屋面的廠房結構形式多為鋼筋混凝土排架結構，常見坡度為10%。上人屋面的屋面活荷載多為2.0kN/m2，不上人屋面的屋面活荷載多為0.5kN/m2。根據屋面防水形式的不同，屋面又分為柔性防水屋面(防水層外露)和剛性防水屋面(防水層在內部，外表面多為40厚細石混凝土)。對不同結構形式的廠房及不同防水形式的屋面，支架設計采用不同的設計方案。對于鋼筋混凝土屋面，光伏組件可沿屋面坡度平行鋪設，也可設計成一定傾角的方式布置。
光伏電站同鋼筋混凝土屋面結構的連接方式主要有(1)混凝土配重、(2)植筋連接、(3)結構膠連接。
混凝土配重
鋼筋混凝土屋面植筋連接
結構膠連接
2、彩鋼板形式屋面。
光伏電站同鋼筋混凝土屋面結構的連接方式主要有(1)通過光伏專用夾具連接(2)通過鉚釘固定或者冷焊連接。彩鋼板屋面一般原廠房設計恒荷載多為0.3KN/㎡，屋頂光伏電站滿布荷載為0.15KN/㎡。
光伏專用夾具連接二(小角度)
四、電站收益分析模型
想要投資光伏電站，要考慮銀行貸款、融資等資金問題，還要計算電站的收益率是多少?給多少租金合適?所以，項目前期開發階段，善于利用經濟評價工具，初步評估項目的經濟效益，有以下幾種模式：
模式一：直接計算項目經濟收益指標，用于投資決策
投資方給出邊界條件，如貸款比例及利率、運維成本、折舊率等;設計院根據設計方案，確定單瓦造價(靜態及動態)，計算出發電量;設計院根據并網模式、經營方式，計算出電價。根據以上條件，直接計算項目收益指標，如內部收益率IRR、投資回收期，用于投資方決策。
模式二：比較不同并網模式下，投資方和屋頂產權方的經濟收益
(1)設計院根據設計方案，確定單瓦造價(靜態及動態)，發電量;(2)投資方有邊界條件，如貸款比例及利率、運維成本、折舊率等;(3)設計院計算出各種并網模式、經營方式計算電價。 根據以上條件，測算不同模式下的投資方和屋頂產權方收益，用于投資決策。
模式三：反算EMC電價，用于投資方與屋頂產權方談判電價折扣
投資方已確定合同能源管理模式，自發自用余電上網，設計院計算出一個用戶折算電價;投資方有一個預期的全投資或資本金的內部收益率IRR;投資方給出邊界條件，如貸款比例及利率、運維成本、折舊率等;設計院根據設計方案，確定單瓦造價(靜態及動態)，計算出發電量。根據以上條件，反算出一個電價，將其用戶折算電價比較，確定EMC電價折扣。
模式四：反算屋頂租金，用于業主與屋頂產權方談判
(1)投資方已確定全額上網的模式，采用屋頂固定租金方式結算;(2)投資方有一個預期的全投資或資本金的內部收益率IRR;(3) 投資方給出邊界條件，如貸款比例及利率、運維成本(不含租金)、折舊率等;(4) 設計院根據設計方案，確定單瓦造價(靜態及動態)，發電量。根據以上條件，在投資方預期收益的前提下，反算出一個屋頂租金。
模式五：反算融資利率，
(1)投資方已確定并網模式和經營方式 ;(2)投資方有一個預期的全投資或資本金的內部收益率IRR;(3)投資方有部分邊界條件，如運維成本、折舊率等;(4)設計院根據設計方案，確定單瓦造價(靜態及動態)，發電量。根據以上條件，計算不同融資模型下的經濟收益指標，確定融資方式和最高融資利率。
模式六：反算單瓦投資，用于投資方控制投資水平
(1)投資方有一個預期的全投資或資本金的內部收益率IRR;(2)投資方有邊界條件，如貸款比例及利率、運維成本、折舊率等;(3)投資方已確定并網模式和經營方式 。根據以上條件，在投資方預期收益的前提下，反算出一個單瓦投資報價，扣除項目前期開發費用后，也可做為EPC報價依據。這種計算模型是現實投資決策經常用到的一種方式。
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