太阳能光伏与建筑一体化应用技术导则光伏建筑设计规范.docx

1、太阳能光伏与建筑一体化应用技术导则光伏建筑设计规范1总 则 12术 语 23光伏系统设计 43.1一般规定 43.2系统分类 43.3系统设计 53.4系统接入电网 74光伏与建筑一体化设计 94.1一般规定 94.2规划设计 94.3建筑设计 104.4结构设计 114.5电气设计 125光伏系统安装和调试 145.1一般规定 145.2基座工程安装 155.3支架工程安装 155.4光伏组件工程安装 165.5光伏系统电气工程安装 165.6数据检测系统工程安装、调试 175.7系统工程检测、调试 176环保及卫生、安全、消防 196.1环保及卫生 196.2安全 196.3消防 197工

2、程质量验收 207.1一般规定 207.2光伏系统测评 218运行管理与维护 228.1一般规定 228.2人员培训 228.3维护管理 22附录A子分项工程验收检査 24A.1子分项工程验收记录 24A.2子分项工程验收项目 24A.2.1基座工程 24A.2.2支架工程 25A.2.3光伏组件工程 26A.2.4系统电气工程 281.1 为规范太阳能光伏系统在建筑中的应用，促进太阳能光伏系统与建筑一体化在市的推广，制定本导则。1.1.2本导则适用于新建、改建和扩建的工业与民用建筑光伏系统工程，以及既有工业 与民用建筑光伏系统工程的设计、施工、验收和运行维护。1.1.3新建、改建和扩建的工业

3、与民用建筑光伏系统设计应纳入建筑工程设计，统一规 划、同步设计、同步施工、同步验收，与建筑工程同步投入使用。1.1.4既有建筑安装光伏系统应按照建筑工程审批程序进行专项工程的设计、施工和验 收。1.1.5工业与民用建筑光伏系统设计除应符合本导则规定外，还应符合现行的国家、行 业和浙江省有关标准的规定。2.1.1辐照度 iiTQdiQnce单位面积上的电磁辐射（通常指来自太阳或太阳模拟器的光）功率。2.1.2辐照量 iiTQdiQtion在给定时间间隔内辐照度的积分。2.1.3峰值日照时数 peak sun hours将太阳辐照量折算成标准测试条件（辐照度1000W/m2,光谱AM1.5和环境温

4、度 25C）下的小时数。2.1.4太阳能光伏系统（简称光伏系统）solar energy photovoltaic （PV） system利用太阳电池的光伏效应将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统，简称光伏系统。2.1.5光伏电池 PV cell将太阳辐射能直接转换成电能的一种器件。也称太阳电池（solar cell） o2.1.6光伏组件 PV module由若干光伏电池进行内部联结并封装、能输出直流电流、最基本的太阳电池单元，也称太阳电池组件。2.1.7光伏方阵 PV array由若干光伏组件或光伏构件通过机械及电气方式组装成型并安装在支撑装置上的直 流发电单元。2.1.8光伏组件倾角 P

5、V moudule tilt angle光伏组件所在平面与水平面的夹角。2.1.9并网光伏系统 grid-connected PV system与公共电网联接的光伏系统。2.1.10独立光伏系统 stand-alone PV system不与公共电网联接的光伏系统，也称离网光伏系统。2.1.11峰瓦(Wp) Peal Watt指太阳电池组件方阵，在标准测试条件下的额定最大输出功率。其需在252C, 太阳光源辐照度1000W/n?,符合AM1.5标准的太阳光谱辐照度等测试条件下获得。2.1.12光伏与建筑一体化 building-integrated photovoStics (BIPV)通过专

6、门设计，使光伏系统与建筑物外观协调、相互融合为一体。2.1.13建材型光伏组件 building material-integmted PV module指太阳能电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建筑材料复合在一起成为不可分割的材料，如 光伏瓦、光伏砖、光伏屋面卷材等。2.1.14建筑构件型光伏组件 building component-integrated PV module组合在一起或独立成为建筑构件的光伏构件,如以标准普通光伏组件或根据建筑要求 定制的光伏组件构成墙板、幕墙、屋面板、雨篷构件、遮阳构件、栏板构件等。2.1.15安装型光伏组件 building envelope-mounted P

7、V module在屋顶或埴面上架空安装的光伏组件。2.1.16光伏接线箱 PV connecting box保证光伏组件有序连接和汇流功能的接线装置。2.1.17直流主开关 DC main switch安装在光伏方阵输出汇总点与后续设备之间的开关，包括隔离电器和短路保护电器2.1.18直流分开关 DC branch switch安装在光伏方阵侧，为维护、检查方阵，或分离异常光伏组件而设置的开关，包括隔 离电器和短路保护电器。2.1.19并网点 PV point of inter connection (POI)指光伏电站与电网之间的直接连接点，也是光伏电站解并列点。2.1.20逆变器 inve

8、rter光伏电站内将直流电变换为交流电的器佻用于将电能变换成适合于电网使用的一种 或多种形式的电能的电气设备。2.1.21孤岛效应 islanding effect电网失压时，并网光伏系统仍保持对失压电网中的某一部分线路继续供电的状态。2.1.22电网保护装置 protection device for grid检测光伏系统并网的运行状态在技术指标超限情况下将光伏系统与电网安全解列的 装置。3光伏系统设计3.1 一般规定3.1.1工业与民用建筑光伏系统应进行专项设计，做为建筑工程设计的一部分。3.1.2光伏组件的选型和设计应与建筑结合，在综合考虑发电效率、发电量、电气和结构 安全、适用美观的前

9、提下，优先选用建筑构件型和建材型光伏组件，并与建筑模数相协调， 满足安装、清洁、维护和局部更换的要求。3.1.3光伏系统输配电和控制用缆线应与其他管线统筹安排，安全、隐蔽、集中布置，满 足安装、维护的要求。3.1.4光伏组件结构要求应符合光伏(PV)组件安全鉴定第1部分：结构要求GB/T 20047.1-2006的相关规定，以使其在预期的使用期内提供安全的电气和机械的运行。3.1.5在光伏系统相关设备安装区域的四周，应设置明显醒目的防触电警示标识。3.1.6并网光伏系统设计应符合光伏系统并网技术要求GB/T 19939-2005和地方 标准中的规定：1应具有相应的并网保护功能、电能计量和逆流检

10、测装置等设备；2应符合电压偏差、闪变、频率偏差、相位、谐波、三相平衡度和功率因数等电能 质量指标的要求。3.1.7独立光伏系统设计应符合家用太阳能光伏电源系统技术条件和试验方法GB/T 19064-2003的相关规定。3.2系统分类3.2.1光伏系统按是否接入公共电网分为下列两种系统：1并网光伏系统；2独立光伏系统。3.2.2光伏系统按是否具有储能装置分为下列两种系统：1带有储能装置系统；2不带储能装置系统。3.2.3光伏系统按装机容量的大小分为下列三种系统：1小型系统一装机容量不大于50kWp；2中型系统一装机容量不小于50kWp,不大于200kWp；3大型系统一装机容量不小于200kWpo

11、3.2.4建筑中采用的光伏系统按其太阳电池组件的不同形式，分为以下三种系统:1建材型光伏系统；2建筑构件型光伏系统；3安装型光伏系统。3.3系统设计3.3.1应根据新建建筑或既有建筑的使用功能、建筑结构形式等因素，确定光伏系统的光伏组件材料为建材型、建筑构件型或安装型。3.3.2光伏系统由光伏方阵、光伏接线箱、过压保护装置、逆变器（限于包括交流线路系 统）、蓄电池及其充电控制装置（限于带有储能装置系统）、电能表和显示电能质量指标 的监测设备组成。3.3.3光伏系统的设备性能及正常使用寿命应符合以下要求：1光伏系统中设备及其部件的性能应满足国家或行业标准的相关要求，并应获得相 关认证；2光伏系统

12、中设备及其部件的正常使用寿命应满足国家或行业标准的相关要求。3.3.4光伏方阵的选择、设计应遵循以下原则：1根据建筑设计确定光伏组件的类型、规格、数量、安装位置、安装方式和可安装 场地面积；2根据光伏组件规格及安装面积确定光伏系统最大装机容量；3根据并网逆变器的额定直流电压、最大功率跟踪控制范围、光伏组件的最大输出 工作电压及其温度系数，确定光伏组件的串联数；4根据总装机容量及光伏组件串的容量确定光伏组件串的并联数；5建材型光伏系统和建筑构件型光伏系统在建筑设计时就需要统筹考虑电气线路的 安装布置，同时要保证每一块建材型光伏组件和建筑构件型光伏组件金属外框的 可靠接地。3.3.5光伏接线箱设置

13、应遵循以下原则：1光伏接线箱内应设置汇流铜母排；2每一个光伏组件串应分别由光伏专用线缆引至汇流母排，在母排前分别设置直流 分开关或直流熔断器，并在输出端设置直流主开关；3光伏接线箱内应设置防雷保护装置；4光伏接线箱的设置位置应便于操作和检修，宜选择室内干燥的场所。设置在室外 的光伏接线箱应具有防水、防尘、防腐措施，其防护等级应为IP65以上。3.3.6独立光伏系统逆变器的总额定容量应根据交流侧负荷最大功率及负荷性质选择。337并网逆变器的数量应根据光伏系统装机容量及单台并网逆变器额定容量确定。并网 逆变器的选择还应遵循以下原则：1并网逆变器应具备自动运行和停止功能、最大功率跟踪控制功能和防止孤

14、岛效应 功能；2逆流型并网逆变器应具备自动电压调整功能；3不带工频隔离变压器的并网逆变器应具备直流检测功能；4无隔离变压器的并网逆变器应具备直流接地检测功能；5并网逆变器应具有并网保护装置，与电力系统具备相同的电压、相数、相位、频 率及接线方式；6并网逆变器的选择应满足高效、节能、环保的要求。3.3.8直流侧部分的选择应遵循以下原则：1耐压等级应不小于光伏方阵额定输出电压的1.25倍；2额定载流量应不小于短路保护电器整定值，短路保护电器整定值应不小于光伏组 件或光伏方阵标准测试条件下的短路电流的1.25倍；3线路损耗应小于2%03.3.9光伏系统防雷和接地保护应符合以下要求：1 设置光伏系统的

15、工业与民用建筑应采取防雷措施，其防雷等级分类及防雷措施遵 守国家现行标准建筑物防雷设计规范GB 50057-1994的相关规定，且最低 按三类防雷设防；2光伏系统防直击雷和防雷击电磁脉冲的措施，应按建筑物防雷设计规范GB 50057-1994的相关规定执行；3光伏系统和并网接口设备的防雷和接地措施，应符合光伏（PV）发电系统过电 压保护-导则SJ/T 11127-1997的相关规定。3.3.10建材型光伏系统1建材型光伏组件应保留建筑材料本身固有功能；2建材型光伏组件的电气连接部分需设置可断开点，便于对光伏系统进行检测。3.3.11建筑构件型光伏系统1建筑构件型光伏组件应保留建筑构件本身固有功

16、能；2建筑构件型光伏系统为了保留建筑构件本身固有的功能时如果影响到太阳辐射的 一致性，对于每一串组件根据实际需要，可采用阻塞二极管隔离，或者单独使用 控制器或者逆变器。3.4系统接入电网3.4.1中、小型光伏系统不具备接入公共电网条件时，经论证同意，可以就近接入企业（用 户）内部电网，接入企业（用户）内部电网的光伏系统宜采用不可逆流方式。3.4.2光伏系统与公共电网之间应设隔离装置，并应符合以下要求：1光伏系统在供电负荷与并网逆变器之间和公共电网与负荷之间应设置隔离装置，包括隔离开关和断路器，并应具有明显断开点指示及断零功能（断零功能仅对0.4KV及以下低压系统适用）；2光伏系统在并网处应设置

17、并网专用低压开关箱（柜），并设置专用标识和“警告”、“双电源”等提示性文字和符号；3光伏系统在并网处设置的并网专用开关箱（柜）应设置手动隔离开关和自动断路 器，断路器应采用带可视断点的机械开关；4中型或大型光伏系统宜设置独立控制机房，机房内应设置配电柜、仪表柜、并网 逆变器、监视器等。3.4.3通信与电能计量装置应符合以下要求：1根据当地供电部门的要求，应配置光伏系统自动控制、通信和电能计量装置；光 伏系统宜配置相应的自动化终端设备，采集光伏系统装置及并网线路的遥测、遥 信数据，并将数据实时传输至相应的调度主站；2光伏系统应在发电侧和电能计量点分别配置、安装专用电能计量装置，并接入自 动化终端

18、设备；3电能计量点原则上设置在产权分界点，计量装置应符合电测量及电能计量装置 设计技术规程DL/T 5137-2001和电能计量装置技术管理规程DL/T 448-2000的相关规定。4光伏与建筑一体化设计4.1 一般规定4.1.1应用光伏系统的工业与民用建筑，其规划设计应根据建设地点的地理、气候及太阳 能资源条件等因素，统筹确定建筑的布局、朝向、间距、群体组合和空间环境，满足光伏 系统设计和安装的技术要求。4.1.2应结合建筑的功能、外观、安装场地以及周围环境条件，合理选择光伏组件的类型、 色泽及安装位置，不得影响安装部位的建筑功能，外观应与建筑统一协调，使之成为建筑 的有机组成部分。4.1.

19、3光伏系统设计应与建筑设计、建筑结构设计等相关专业密切配合，共同确定光伏系 统各组成部分在建筑中的位置。4.1.4安装在建筑各部位或直接构成建筑围护结构的光伏组件，应满足该部位的使用功 能、建筑节能、结构安全及使用功能和电气安全等要求，并应配置带电警告标识及电气安 全防护设施。4.1.5在既有建筑上増设或改造光伏系统，应进行建筑结构安全及使用功能、建筑电气安 全的复核，并满足光伏组件所在建筑部位的防火、防雷、防静电等相关功能要求和建筑节 能要求。4.1.6安装光伏组件的建筑部位，应设置防止光伏组件损坏、坠落的安全防护措施。4.1.7规划与建筑设计应为光伏系统的安装、使用、检修和更换等提供必要的

20、承载条件和 空间。4.1.8光伏组件的使用期限应符合国家、行业的有关现行标准的规定。4.2规划设计4.2.1安装光伏系统的建筑，主要朝向宜为可获取光伏发电量最大的朝向。4.2.2安装光伏系统的建筑不应降低建筑本身或相邻建筑的建筑日照标准。4.2.3应合理规划光伏组件的安装位置,避免建筑周围的环境景观与绿化种植及建筑自身的构件的投影遮挡投射到光伏组件上的阳光。4.2.4应对光伏构件可能引起的二次辐射光污染对本建筑或周围建筑造成的影响进行预 测并采取相应的措施。4.3建筑设计4.3.1安装光伏组件的建筑部位在冬至日全天日照应不低于3ho4.3.2合理确定光伏系统各组成部分在建筑中的位置，并满足其所

21、在部位的建筑防水、排 水、雨水、隔热及节能等功能要求。4.3.3建筑设计应为光伏系统提供安全的安装条件。并在安装光伏组件的部位采取安全防 护措施。4.3.4安装的光伏组件不应跨越建筑变形缝。4.3.5光伏组件的安装应采取通风降温措施，减少由于温度升高而引起光伏系统发电效率降低,单个光伏方阵面积宜不大于50m2 ,且最小边宜不大于3mo4.3.6光伏组件布置在建筑平屋面上时，应符合以下要求:12345674.3.71234.3.81应用建材型光伏组件和建筑构件型光伏组件时，应保障屋面排水通畅;安装型光伏组件安装支架采用固定式或可调节式安装支架；安装型光伏方阵中光伏组件的间距应满足冬至日上午9:0

22、0至下午15:00不遮挡 太阳光的要求；光伏组件的基座与结构层相连时，防水层应包到支座和金属埋件的上部，并在地 脚螺栓周围作密封处理；在屋面防水层上安装光伏组件时，其支架基座下部应増 设附加防水层；光伏组件宜按最佳倾角布置，并应考虑设置维修通道与人工清洗设施，通道最小 宽度为500mm;光伏组件周围屋面、检修通道、屋面出入口和光伏方阵之间的人行通道上部应铺 设屋面保护层；光伏组件的引线穿过屋面处应预埋防水套管，并作防水密封处理。防水套管应在 屋面防水层施工前埋设完毕。光伏组件布置在建筑坡屋面上，应符合以下要求：建材型光伏组件与周围屋面材料连接部位应做好建筑构造处理，并应满足屋面的 保温、隔热、

23、防水等围护结构功能要求；安装型光伏组件应采用顺坡架空的安装方式，支架应与埋设在屋面板上的预埋件 牢固连接，并应采取相应防水构造措施；顺坡架空安装的光伏组件与屋面之间的垂直距离应满足安装和通风散热间隙的要 求，自然通风间隙应不低于150mm。光伏组件布置在阳台上，应符合以下要求： 构件型阳台栏板式光伏组件，应符合阳台栏板的刚度、强度、防护功能的要求;2安装型光伏组件附设或镶嵌在阳台栏板上，应最大程度地满足光伏系统的设计要 求；3构件型、安装型阳台栏板的光伏组件及支架应与栏板结构主体上的预埋件牢固连 接，并有防坠落措施。4.3.9光伏组件布置在埴面及窗面上，应符合以下要求：1安装型光伏组件及支架应

24、与墙面结构主体上的预埋件牢固连接锚固，并不应影响 墙体的保温构造和节能效果；2设置在埴面的光伏组件的引线应暗设，其穿过埴面处应预埋防水套管。穿墙管线 不宜设在结构柱节点处；3光伏组件镶嵌在埴面时，应与墙面装饰材料、色彩、分格等协调；4光伏组件设置在窗面上时，应满足窗面采光、通风、节能等围护结构功能要求。4.3.10光伏组件应用在幕墙及雨篷等构件上，应符合以下要求：1由光伏组件构成的雨篷、檐口和采光顶，其刚度、强度应符合使用要求，还应满 足排水功能及防止空中坠物的安全性要求；2光伏幕埴的性能应满足所安装幕墙整体物理性能的要求，并应满足建筑节能的要 求。4.4结构设计4.4.1应根据光伏系统的类型

25、，对光伏组件的安装结构、支撑光伏系统的主体结构或结构构件及相关连接件进行相应结构设计。4.4.2光伏建筑结构荷载取值应符合建筑结构荷载规范GB 50009-2001的规定。4.4.3光伏组件的支架和连接件的结构设计应计算以下效应：1非抗震设计时，应计算系统自重荷载、风荷载和雪荷载作用效应；2抗震设计时，应计算系统自重荷载、风荷载、雪荷载和地震作用效应；3风荷载、雪荷载按50年一遇的荷载值计算。4.4.4在新建建筑上安装光伏系统，应考虑其传递的荷载效应；在既有建筑上安装光伏系 统，应事先请有相关资质的单位对既有建筑的结构进行结构安全性复核，加固设计应符合 相应国家规范的要求。4.4.5光伏组件的

26、支架，应由预埋在钢筋混凝土基座中的钢制热浸镀锌连接件或不锈钢地 脚螺栓固定，钢筋混凝土基座的主筋应锚固在主体结构内。不能与主体结构锚固时，应设 置支架基座，并采取措施提高支架基座与主体结构间的附着力，满足风荷载、雪荷载与地 震荷载作用的要求。4.4.6连接件与基座的锚固承载力设计值应不小于连接件本身的承载力设计值。4.4.7支架基座设计应进行稳定性验算，包括抗滑移和抗倾覆验算。4.4.8光伏方阵与主体结构采用后加锚栓连接时，应符合混凝土结构后锚固技术规程JGJ 145-2004 的规定。4.4.9安装光伏系统的预埋件设计使用年限应符合建筑物主体结构的设计寿命要求。4.4.10支架及其它的安装材

27、料，应根据光伏系统设计的使用年限选择相应的耐候材料， 并采取相应的防护措施。4.4.11受盐雾影响的安装区域和场所，应选择符合使用环境的材料及部件作为支撑结构，并采取相应的防护措施。4.5电气设计4.5.1光伏系统机房的形式宜根据光伏方阵规模、布置形式、建筑物（群）分布、周围环境 条件和用电负荷的密度等因素确定，并应符合下列要求：1逆变器安装位置应靠近光伏方阵；2配电装置和控制柜的布置，应便于设备的操作、搬运、检修和实验。4.5.2机房的建筑设计应符合民用建筑电气设计规范JGJ 16-2008的相关规定。4.5.3储能光伏系统宜设置独立的蓄电池室，并靠近控制器。4.5.4蓄电池应布置在无高温、

28、无潮湿、无震动、少灰尘、避免阳光直射、通风的场所, 并应符合电力工程直流系统设计技术规程DL/T 5044-2004的相关规定。4.5.5既有建筑设计光伏系统时，光伏系统的电缆通道应满足建筑结构安全、电气安全,并宜建成隐蔽工程，以保持建筑物外观整齐。5光伏系统安装和调试5.1 一般规定5.1安装方案1新建建筑光伏系统的安装施工方案应制定相应的安装施工方案与安全技术措施， 纳入建筑设备安装施工组织设计与质量控制程序；2既有建筑光伏系统的安装施工方案应制定相应的安装施工方案与安全技术措施， 应编制施工组织设计与质量控制程序，应进行可行性论证。5.1.2光伏系统安装前应具备以下条件：1设计文件齐备，

29、且已通过论证、审批，并网接入系统已获有关部门批准并备案；2施工组织设计与施工方案已经批准；3建筑、场地、电源、道路等条件能满足正常施工需要；4预留基座、预留孔洞、预埋件、预埋管和相关设施符合设计图纸的要求，并已验 收合格。5.1.3光伏系统安装施工流程与操作方案应选择易于施工、维护的作业方式。5.1.4安装光伏系统时，应对建筑物成品采取保护措施。5.1.5施工安装人员应采取以下防触电措施：1应穿绝缘鞋，带低压绝缘手套，使用绝缘工具；2施工场所应有醒目、清晰、易懂的电气安全标识；3在雨、雪、大风5级以上天气情况下不得进行室外施工作业;4使用手持式电动工具应符合手持式电动工具的管理、使用、检査和维

30、修安全技 术规程GB/T 3787-2006的规定。5.1.6 安装施工光伏系统时应采取以下安全措施：1光伏系统各部件在存放、搬运、吊装等过程中不得碰撞受损。光伏组件吊装时， 其底部要衬垫木，背面不得受到任何碰撞和重压；2光伏组件在安装时表面应铺有效遮光物，防止电击危险；3光伏组件的输出电缆应采取可靠措施，不应非正常短路；4连接无断弧功能的开关时，不应在有负荷或能够形成低阻回路的情况下接通正、 负极或断开；5连接完成或部分完成的光伏系统，遇有光伏组件破裂的情况应及时设置限制接近 的措施，并由专业人员处置；6接通光伏组件电路后应注意热斑效应的影响，不得局部遮挡光伏组件；7在建筑工地安装光伏系统时

31、，安装场所上空的架空电线应有隔离措施；8在坡度大于10的坡屋面上安装施工，应设置专用踏脚板；9施工人员进行高空作业时，应设置可靠防护措施：佩带安全防护用品，设置醒目、 清晰、易懂的安全标识；10在特殊气象条件下，禁止施工，并设置可靠防护措施。5.2基座工程安装5.2.1既有建筑光伏支架、基座应与建筑主体结构连接牢固，并由有资质的专业人员负责 施工。5.2.2在屋面结构层上现场砌（浇）筑的基座应进行防水处理，应符合屋面工程质量验 收规范GB 50207-2002的规定。5.2.3预制基座应放置平稳、整齐，不得破坏屋面的防水层。5.2.4钢基座及混凝土基座顶面的预埋件，需根据前期设计，在支架安装前应涂防腐涂料, 并妥善保护。5.2.5连接件与基座之间的空隙，应采用细石混凝土填捣密实。5.3支架工程安装5.3.1