肇东市屋面光伏承重第三方鉴定单位*新闻中心
屋顶的可利用面积
屋顶可利用面积直接关系到光伏电站建设容量，从目前光伏电站建设来看，光伏电站建设的容量要具有一定的规模性，过小容量的光伏电站当前还不具备商业投资（随着国家对分布式光伏电站的推广及融资业务的发展，屋顶、户用光伏电站越来越受到人们的关注）。对于较小的可利用面积屋顶不宜建设。屋顶可利用面积主要由屋顶的女儿墙高度、屋顶构筑物、设备等因素相关。对于女儿墙过高，周边有较多、较大广告牌、中央空调、太阳能热水器的屋顶相对可利用面积较少，不宜安装光伏电站。
屋顶的类型与承载力
常见屋顶类型混凝土和彩钢瓦类型，对于不同类型屋顶的光伏电站的技术方案也不同。屋顶的恒荷载和活荷载。恒荷载主要指屋顶结构自重及固定附属构造层的重量；活荷载是指可移动的负载重量，如家具、摆设、人员等。对混凝土屋顶需要考虑防水措施，对彩钢瓦屋顶要考虑瓦型朝向、瓦型结构、瓦型耐压能力等因素，瓦型朝向选用南北方向。
光伏发电自身存在的问题
1.1 从成本角度分析
无论是集中式的大型光伏电站还是分布式的屋顶电站，经济性是光伏发电是否被采用的*重要因素。从表1可以看出光伏发电相较于传统发电方式成本较高，年运营时间较短，上网电价高。
1.2 从发电效率（光伏组件）分析
在不考虑光照因素的前提下，屋顶光伏发电的发电系统组件的选择对光伏发电的发电效率有很大的影响，其中以光伏电池为*，而电池的选择却有很大的主观性。用于光伏电站的太阳能电池主要有单晶硅、多晶硅和非晶硅薄膜电池。从表2可以看出晶体硅电池是目前发展*成熟的，转换效率也很高，在应用中居主导地位。
2 政府实施力度不强
我国采取措施大力支持屋顶光伏发电的发展，在实施过程中重号召轻落实，政策连贯性不够，支撑体系不够完善。国内对光伏应用市场的扶持政策主要有“金太阳工程”和对分布式电站的补贴。但这些扶持政策基本上没有达到预期效果，没有实施细则。政府补贴以经济补助为主，比重达到50%，但没有设计出一个有效协调机制，光伏制造企业、施工单位、电网公司、物业、建筑物业主间关系和权责不清；而“金太阳”工程补贴较明确，但地方政府一般只是给予配套补贴，补贴范围和比例不明确，用户难以核算安装成本，无法预期收益和收回成本期限，采购光伏电站的积极性受到影响；政府扶持政策基本上是在光伏电站安装时给予一次性补贴，而电站建设完成之后的验收、测试、并网缺少政策指导
在太阳能系统中，太阳能辐射具有不可操作性，并且太阳能辐射随着季节和时间变化而变化，在控制理论中这种变化成为一项干扰。太阳能电站的动态参数（非线性和不确定性）十分适合控制理论。控制系统可以分为两部分。部分是本地控制，通过设置好的日光反射装置，将时间和太阳辐射角度反馈给上层控制系统。第二部分逻辑层面是数字控制系统（DCS），通过接收到的数据控制进行计算，给出下一步指令。
现阶段的太阳能板追踪系统控制趋势是利用开环控制系统，根据太阳能辐射的地点和时间，给出太阳辐射方向。当接收器接到温度和流量分布的模拟信号后，计算机根据输入算法中的模拟公式给出每块板支架的偏移量。控制参数的准确性会因时间、经度和纬度、支架位置、处理器度和环境干扰等因素而产生误差。
很多太阳辐射位置算法的研究均利用了小型计算机。很多算法利用微型计算机增加了追踪度。但研究表明此种算法只在有效时间段内有效[7]。大型计算机在长期数据监测下可以准确预测太阳辐射位置并将误差缩小至0.003度，但经济成本太高。
屋顶光伏发电系统使用寿命的优化设计
我国的光伏发电系统组件基本都具有较长的理论使用寿命，通常的使用寿命在20年左右，长的可以达到30年，*短的也超过了十年。在实际的应用中，往往达不到理论使用寿命，大部分光伏组件在七八年的时间内就会损坏而无法使用，有些光伏组件的实际使用寿命甚至不超过五年。太阳能瓦片的使用寿命问题更为严峻，根据实际经验，有些地区的太阳能瓦片仅能使用两三年左右。这些使用寿命问题与光伏组件在设计上脱离实际有很大关系，在设计阶段只考虑到了物理冲击与发电能效，忽略了风蚀、酸雨、温差变化等一系列实际因素对组件的侵蚀。想要优化太阳能瓦片等光伏组件的寿命，必须结合实际的使用条件。举例来说，在酸雨频发地区，在设计光伏组件时要特别强化其耐酸碱能力；在风沙较大的地区，要提升光伏组件的抗风蚀、抗冲击能力；在雨水较多的地区，要额外强化屋顶光伏发电系统的防水设计。电站采取在轻钢屋面厂房、仓库屋顶采取沿屋面坡度3度倾角方式安装太阳能板。根据企业中每座厂房、仓库屋顶光伏组件的容量和厂房内负荷大小合理划分几个区域，配备容量适当的逆变器，组成几个独立的发电单元，多点并网。采用国家统一招标规定的230Wp多晶光伏组件，并合理选择设备配置，为下一步在上海乃至全国大面积推广和发展建设做好经验积累。自2012年投产来，光伏电站已成功运营了三年的时间。
1 光伏电站运行数据分析
电站自2013年投产运行以来，光能产出数据见表1。
光伏电站装机容量为32MWp，共170台光伏发电机组，至2013年5月全部投产，由于设备维修等其他因素并未实现满负荷发电。根据每月统计的产出数据统计出三年来发电量对比如图2和图3。
2013年因施工原因，投产机组逐渐增多。发电量在6月全部投产后呈指数上升趋势，对比可见每年7-9月是发电量高峰期，而11月至1月则发电量较低。2014年和2015年发电量变化曲线变化基本一致，图线变化与上海市气象局统计的上海市平均光照曲线变化趋势基本一致。光伏机组对太阳能的利用率与太阳辐射变化较为一致。
根据图3中三年平均每台产出数据，可看出其中2013年9月平均产出量*多，每台机组的平均产出变化较大，机组工作状态不稳定。通过对比发现，只有2013年9月的产出比例超出设计值，其他月份均与设计值相差较大。其中年度总发电量，2013年为设计值的46.3%，2014年为63.2%，2015年为70%。均未达到设计值参考产能的75%及以上。
2 未达设计值影响因素
太阳能电站产除了受环境因素影响，还与自身构造、电池板材料有关。下面根据研究，可能会产生主要影响的要素分析如下：
2.1 环境因素对太阳能电池板能效的影响
温度和太阳能辐射照度是影响太阳能设备输出效率的两个主要因素。其他环境因素，如风、雨、云层和太能辐射分布会通过对温度和太阳能辐射度的间接影响从而影响设备效率[3]。
2.1.1 温度
当光伏组件在环境温度为25℃时工作时，其实际操作温度将高于环境温度，并导致14%的能源转化损失[4]。一般来说，单晶硅额定电池工作温度（NOCT）为40℃。NOCT是指当太阳能组件或电池处于开路状态，并在以下具有代表性情况时所达到的温度[5]。
（1）电池表面光强： 800 W/m2
（2） 环境温度： 20℃
（3）风速：1m/s
（4）电负荷： 无（开路）
（5）倾角：与水平面成45°
（6） 支架结构：后背面打开
通过对光伏组件电能生产监控实验发现[2]，高温会导致组件产能下降。高风速会使环境温度下降，从而降低了光伏组件工作温度，提高产能。低温是光伏组件的理想工作环境。当环境温度高于25℃时，电能损失为标准测试条件（STC）功率的10%，光谱、组件衰减和其他因素会导致约7.7%的电能损失。