分佈式屋頂勘察屬於專案的前期工作，通過實地勘察並與屋頂業主進行交流，搜集相關資料，可為下一步技術方案的初步設計和專案投資收益的分析做好準備。實際勘察中可能會遇到各種不同的屋頂，同時業主也會提出諸如屋頂建設的可行性、裝機容量、支架安裝方法、投資收益、合作模式等技術和商務問題，文中基於個人實際勘察總結，主要以分佈式電站中使用較多的彩鋼瓦和混凝土工業建築屋頂為對象，對勘察環節涉及到的相關技術內容從以下幾個方面進行簡單介紹：

1．環境因素評估
環境因素是光伏電站建設必須要考慮而且不能被忽視的重要問題，一般需瞭解專案地的氣候情況（年溫濕度、是否有暴風、暴雪、地震等），以及該工業廠房屋頂或者附近區域是否會有大量濕熱氣體或有弱酸弱鹼氣體的排放等，因為光伏組件本身對安裝環境就有一定的要求，安裝在不適當的環境中將會影響組件的可靠性，同時也給投資商乃至組件供應商帶來不必要的損失和麻煩，比如不具有抗PID功能的組件安裝在高溫高濕地帶，不做負極接地或虛擬接地保護處理的情況下容易在環境因素的誘發下產生PID問題，因此對環境做出評估後，在組件層面為了避免特殊環境對組件的長期可靠性帶來影響，需要投資方或建設方和組件供應商雙方進行溝通確認。圖1為我國不同地區的氣候分類圖，這個分類是依據全世界廣泛使用的柯本氣候分類法，其中深綠色部分Cfa區域為夏季炎熱型常濕溫暖性氣候，屬於PID易發區，其次為Cwa區域。

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圖1我國氣候分區對比（來源: World Maps of Köppen-Geigerclimate classification）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

表1柯本氣候分類說明

2. 屋頂資訊採集和支架安裝
屋頂資訊的採集需要瞭解建築屋頂的結構類型、建築高度、建築時間、使用年限、產權資訊、屋面面積、朝向、方位角、屋頂通道、防雷帶、周邊交通等等，瞭解女兒牆高度或在組件安裝區域將會產生陰影遮擋的建築物高度等基本資訊，相關尺寸可以通過實地測量或參考業主提供的建築結構圖紙和平面圖紙，便於在初步設計時用於陰影計算，確定實際可安裝面積。
對於鋼結構彩鋼瓦屋頂，一般都有一定的坡度，坡角較小（5°以內）的屋頂，因為晶矽類組件功率輸出受輻照影響大就不太適合平鋪，需要增大安裝傾角，以提高組件的發電量，同時在雨天也利於組件的自清潔。而對於薄膜組件，自身弱光效應較好，在有限的屋面面積可以考慮平鋪來提高裝機容量。
另需瞭解彩鋼瓦的類型，不同的類型決定了不同的支架安裝方式，常見的如梯形和角馳三型，對於梯形彩鋼瓦，如果不能夾持，則需要使用自攻螺釘進行打孔，在支架底座的安裝過程中為了保障屋面防水可使用防水橡膠墊和自攻螺釘防水墊，如圖2所示。而對於角馳三型，一般使用夾持件與彩鋼瓦固定，不用擔心防水性問題，如圖3所示。對於已有一定年限的彩鋼瓦，在組件和支架安裝過程中，需要在主通道上鋪設木板或組件的包裝託盤，防止人工反復踐踏對彩鋼瓦屋面造成傷害。彩鋼瓦固定件夾持的位置一般在檁條上，最好的位置是鋼樑和檁條的交界點，屋頂勘察時應該結合現場情況並能想到這些問題，做到心中有數。

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圖2梯形彩鋼瓦支架底座的安裝方法

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另外還需考慮屋頂的承載性能，要從圖紙中瞭解鋼樑之間的跨度及檁條之間的間距、檁條的規格、彩鋼瓦的厚度、原建築設計院提供的屋頂荷載值等等，考慮到在彩鋼瓦屋頂上安裝組件將增加屋頂結構的荷載，檁條是屋頂結構的直接承載部位，也是該屋頂結構中的薄弱部位，一般需把組件安裝在承重鋼樑處，減少荷載增加導致的檁條變形，後續需要對屋頂檁條進行載荷應力分析。對於導軌的安裝，根據我們和支架廠商交流的經驗，角馳三型彩鋼瓦屋頂的檁條間距如果在1.2m以下，比如1m，那麼彩鋼瓦固定件和彩鋼瓦固定後，可直接放置角度導軌安裝光伏組件，可以不用額外增加方形導軌。如果檁條間距在1.2m以上（實際遇到的屋頂檁條間距大多在1.5m左右），且彩鋼瓦單層厚度小於0.8mm，需要加方形導軌。彩鋼瓦屋頂的安裝傾角都較小，一般在15度以下，陣列安裝傾角較小的，導軌的壁厚可以做的薄點，如果傾角增大，需要增加導軌的壁厚來增強其載荷能力。
對於水泥屋頂，支架和屋面的固定也是一個非常重要的工作，一般採用預製壓塊式或支架整體連接方案較多，壓塊方式需要根據屋頂載荷計算允許的壓塊尺寸重量、壓塊數量及壓塊前後左右的間距，組件和支架的安裝需要滿足屋頂所能承受的載荷且不能破壞屋面原有的防水層，而對於整體連接方案，女兒牆四周均需要和支架導軌固定連接，支架橫向和縱向形成一個整體，重點要考慮支架的抗風能力，而且安裝傾角不宜過大，圖4和圖5為實際工程中所使用的方法，事實上每個屋頂都有自己的特點，這就需要設計時根據勘察時屋頂的具體特點綜合考慮，採用最合適的安裝方案。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖4支架整體連接安裝固定方法

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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圖5 預製壓塊式安裝固定方法

3. 接入條件
系統並網接入需要考慮企業負荷年用電量、配電房位置和用戶變壓器容量等情況，需要瞭解用戶用電現狀、未來用電預測、用電負荷曲線和峰穀平電價，如果企業用電量很小或已經被其他電站消納，就近區域是否存在用電大戶企業，這樣優先採用自發自用餘電上網模式在現行政策下收益較高，完全上網模式作為備選方案。現實情況中業主可能有多個廠房，且單個屋面使用面積較小，配電房通常也分散在某一棟或幾棟廠房內，這種情況下一般都建議多點接入模式，一個廠房一個並網接入點或者兩個鄰近廠房方陣同時接入一臺逆變器，再接入用戶配電房380V低壓母線處。如果配電房內沒有空間放置逆變器、直流櫃、並網櫃等電氣設備，配電房外就近處是否可規劃一塊土地用於安裝戶外房，當然土建基礎的施工量會增加。初步確定逆變器、並網櫃等電氣設備的位置後，需要考慮匯流箱出線到配電房的走線方式和電纜敷設方式，原有電纜溝走線是否可行，根據建築物的結構特點，從路線最短、造價最低、施工方便、佈線規範等幾個方面考慮。

4.屋頂略評
實際的屋頂是複雜多樣的，首先需要評估屋頂能否用於建設，其次再考慮安裝、設計優化及投資收益問題，特挑選以下幾個屋頂作為例子進行簡單分析和比較，各屋頂對比要點參考表2, 屋頂圖片如圖6所示。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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表2各屋頂對比情況（部分列出來作為參考）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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圖6各種屋頂局部照片

從上可知，A屋面較老，屋面打膨脹螺栓可能會破壞原有的防水層，C屋面在未來幾年內將面臨彩鋼瓦的更換，D屋頂需要防範PID問題，需要在系統端做好負極接地，另外高溫高濕氣體對組件的壽命也會有一定的影響，從屋頂整體狀況對比來看園區內的B屋頂最適合建設光伏電站，然後我們在此基礎上再考察負荷使用情況、電價水準、配電房位置、房產權等等，並與業主就商務合作上的相關問題進行交流，後續擬制初步的技術方案，包括氣象資源分析、陰影計算、陣列佈置、荷載計算、設備選型和配置、支架安裝、接入方案和發電量模擬等等，並對投資專案進行經濟評價，計算財務內部收益率、投資回收期和敏感性分析等指標，這些內容都將作為專案是否可行的重要評估依據。