1 引言
太阳能作为一种非常具有开发潜力的可再生能源因具有“清洁、无污染、取之不尽、用之不竭”的优点，并在诸多领域得到迅速的推广和应用。其中乡村户外屋顶太阳能光伏发电是近年来发展最快、最具活力、最受瞩目的太阳能应用领域。该类型屋面光伏电站配套屋面类型主要分为混凝土屋顶、彩钢瓦屋顶、瓦屋顶等。分布式光伏电站的安装对于混凝土屋顶主要采用配重法，对于彩钢瓦屋顶主要采用夹具法，瓦屋顶主要采用挂钩法安装。齐河屋顶光伏项目一期和二期均为混泥土平屋顶和瓦屋顶斜屋顶，结合先前屋顶光伏电站的整体执行情况，在原有基础上进行了部分创新技术，取得了良好的实践效果，其产生的质量效益、工期效益、经济效益可观。
2 关键安装工艺研究
2.1可调整支撑结构
采用简易可调整支撑结构，将可调整支撑结构固定在基础墩或其它结构上，采用卡箍套筒与支撑结构立柱连接，顶部转轴进行角度调整(参照图-1简易可调整支撑结构图)该调整支撑结构简单可行，安全性较高，保证了光伏板随季节的不同进行光照角度的随时调整。
图-1简易可调整支撑结构图
2.2 电缆敷设滚轴装置
可调整中、低压电缆敷设滚轴装置用方钢作为支撑柱，利用支撑卡块、锁止孔进行滚轴固定装置的卡位，从而完成电缆滚轴的支撑。该滚轴装置配有千斤顶顶升装置、支撑斜撑以及可移动滚轮，从而保证滚轴装置的稳定性和可移动性(图-2可调整中、低压电缆敷设滚轴装置图)。该技术简单可行且实用性高，满足了现场对于各类电缆滚轴设施的及时调整需要。
图-2可调整中、低压电缆敷设滚轴装置图
3 安装应用
3.1 平屋顶现浇顶支架底座安装
（1）根据图纸标注尺寸选择合适的底座固定位置进行定位。
（2）现浇层厚度大于100mm,允许使用冲击电钻取孔（M10螺栓要求打孔深度60mm以上）、吹灰。
（3）注入室外密封胶或沥青类防水材料（氯丁胶、聚氨酯等），使用化学螺栓时孔内可不注胶，但后续防水工序仍应进行。
（4）安装膨胀螺栓（膨胀螺栓规格要求：304不锈钢M12*80或M 10*80以上）或相同规格化学螺栓。
（5）安装底座前涂刷沥青胶（第一遍），锚固底座（确保膨胀丝完全张开），四周及底座中间涂灌沥青胶（第二遍）。
注意：取孔时一定注意深度，避免打穿楼板各工序均须处理到位，减少漏水隐患。
3.2 平屋顶C钢支架安装
（1） C型钢支架各部件应使用连接件+对穿螺栓的方式进 行固定，不得进行任何焊接；
（2）前后立柱安装时垂直度偏差不得大于2°；3、支架倾斜角度C1、C2、C3控制在25°左右 C4支架倾斜角度控制在18°左右。
（3）确保支架安装面的平整度，整体倾斜角度偏差不得 大于1°，对角线尺寸应拉线调整至相等。
（4）各紧固件配套的平垫、弹垫必须齐全且处于正确位 置，螺栓应紧固到位。
（5）支架承重斜梁间距宜控制在2000mm左右。
（6）支架阵列最高点在组件安装完成后不得超过3000m m、支架阵列最南侧在组件安装完成后须预留300以上 的运维及防落雪通道。
（7）组件安装完成后距离承重斜梁不得大于500mm， 压块预留距离不得少于100mm。
（8）C型钢切割面应去除飞边、毛刺，应进行适当的防锈 处理。
（9）当平屋顶安装面不平整需要调整立柱高度时，只允许单套C钢出现一个立柱适当悬空。
（10）加固原则为东西两端必须加十字加固，当立柱数量大于6套时，两端必须进行十字加固，中间隔一间隙加固一八字加固，不得出现连续三个间隙未加固的情况。
（11）后立柱应使用背拉加固，增加组件阵列的抗风性能；加固原则为单排及双排组件，隔一立柱加固一套，三排及四排组件，每个立柱都应当使用背拉加固；当有前后排组件阵列时，前排阵列的背拉如无法固定在屋面上，可选择固定在后排阵列的前水泥墩上；钢丝绳加固一头穿过横梁，使用2个304钢丝绳夹头锁紧，夹头之间距离应大于100mm,夹头末端预留100mm以上的保护长度，另一头固定在屋面或背墙膨胀螺栓上，需要注意膨胀螺栓开孔后需要做孔内注胶防水。
3.3 斜屋顶支架安装
（1）现场复核屋顶安装面尺寸，现场遮挡物处理情况是否与设计文件相符。
（2）根据设计图纸确认前支点的固定位置及结构强度，进行南坡承重斜梁的搭建，斜梁间距宜控制在2000mm左右。
（3）每根承重斜梁下方间隔1500~2000mm的位置应使用 横向短C钢支撑加固，加固C钢应使用对穿螺栓或连接件 与斜梁可靠连接（长度要求300mm），禁止焊接；横向短C钢与瓦片间使用SBS防水胶垫铺设（长宽要求400*400mm），减少漏水隐患。
（4）斜梁前支点如遇门窗过高无法固定时，可采用隔一根斜 梁做前支的支撑固定，固定点应在可靠墙体或梁上；现场踏勘设计时如屋顶条件无法固定前支撑时，必须与技术人员咨询确认项目环境及对应的解决方案（例如：第一排使用的挂钩固定支撑，但组件不得挑出瓦面，挂钩距离组件末端不得超出600mm）。
（5）注意：非现浇混凝土盖瓦斜屋顶不得使用全挂钩的固定 安装方式，存在极大漏水隐患。
（6）有前厦的瓦面，视前厦的结构强度决定固定方式，减少漏水隐患。
（7）特别注意，组件安装完成时，北侧挑出屋脊不得大于300mm，南侧挑出瓦檐不得大于500mm，当有前厦时挑出厦边沿不得大于200mm， 如需要前挑500mm则需要在前侧墙上做斜撑加固。支架搭建时需注意尺 寸匹配。
（8）背拉斜梁目前安装标准为间距2000mm左右，不得超过2300mm，南坡和北坡的斜梁数量相等。当北坡施工困难的时候（对着邻居大门、窗户、彩钢棚等情况）背拉可以隔一拉一，但是需要增加整体横杆加固，横杆位置通常位于整根背拉支架的下1/3处，如果楼层2C及其以上可固定在1/2的位置。
3.4 光伏板组件安装
（1）搬运、安装组件时要求轻拿轻放，防止刮擦和撞击组件表面玻璃及背板。
（2）严禁踩踏组件施工，避免造成组件损坏及人身伤害。
（3）组件阵列应整齐平整，倾斜角度偏差不应大于±1°，组件之间的水平高差不得大于5mm。
（4）固定组件的各紧固件应确保型号、规格正确，与组件紧密贴合紧固到位，不得出现松动现象。
（5）安装压块的横梁与组件短边框之间的距离应控制在300-500mm之间，确保组件整体的结构稳定性。
（6） 组件南侧应与平台边缘预留300mm以上空间，便于后期运维及防止积雪滑落风险。
（7）最末端组件安装固定时，组件长边框至导轨末端须预留100mm左右长度，以便于边压固定。
（8）当有两排以上组件时，组件短边框之间可预留10-20mm空间，以便于调整组件平整度和后期维护。
（9）直流线应使用包塑铝扎丝进行绑扎固定在导轨（横梁）上，严禁将 MC4接头放入导轨槽或搭落在瓦面上。
（10）瓦面组件安装应预留大于300mm的维修通道，便于安装及维护。
（11） 组件与组件之间，应使用4mm²黄绿双色等位接地线进行连接，平顶组件应使用4mm、6mm、8mm自紧螺母固定在边框接地孔上；瓦顶组件可选用5.5*25mm304不锈钢燕尾钉，固定在组件侧边框上，不允许固定在底边上。所有组件都应连接形成等位接地并确保紧固到位，接触良好无松动。
12组件阵列与C钢支架之间使用同样方式进行连接，注意每个阵列两侧都应有与支架相连的等位接地，确保双重保护。
3.5 电气安装
（1）按设计走线图将同回路组串进行串联，如组件自带线缆长度不够，应使用MC4接头及专用直流电缆制作串联线进行连接，严禁直接用直流线进行铰接或使用其他线缆代替。
（2）组串直流线预留正负极通过自制直流串联线接入逆变器，所有暴露在阳光下的线缆均须套PVC管减缓氧化，预留检修长度后，穿阻燃PVC软管，接入逆变器相应分区，接入时应注意同一分区内，不同组串的组件朝向及数量必须相同。
（3）逆变器交流端接线后下行200-300mm后接入配电箱，预留300mm左右长度做好剥线并使用绝缘胶带缠绕，接入断路器时应使用铜接线端子，禁止直接使用裸线压接。
（4）电表箱接地线使用25mm²黄绿双色铝线加铜铝鼻子，10mm²黄绿双色铜线加铜鼻子。套PVC管后接入接地极。所有电缆不允许外漏。
（5）电表箱并网线根据逆变器型号及并网点距离选择合适的电缆线径，加装对应线径的铜铝插针连接至配电箱刀闸处，不允许使用铜镀锡插针代替。
（6）组件完成串联后应使用万用表测量直流开路电压判断回路接线是否正确，在测量直流电压时，黑色测试笔应插在COM 孔，红色测试笔插在VΩ孔，万用表拧到直流电压档V --- ，单块组件用200V，串联组件用1000V，万用表红色测试笔接 MC4正极（红色直流线），黑色测试笔接 MC4负极（黑色直流线）。测量读数应为单块组件开路电压*该组串组件数量。
3.6 逆变器及配电箱安装
（1）配电箱安装高度一般不低于1800mm，具体须满足当地供电部门要求。
（2）安装配电箱的墙体应为实体砖墙或现浇混凝土 墙，保证膨胀螺栓能够可靠固定。
（3）安装时根据配电箱背侧预留腰孔位置在墙体上 标记定位，取孔后用相应规格的不锈钢膨胀螺栓将 配电箱固定在墙体上，确保螺栓紧固到位，配电箱 水平平整度可通过长腰孔进行调整。
（4）逆变器、配电箱应避开燃气管道安装；若环境因素确实不允许，则逆变器配电箱优先选择安装在燃气管道下方，且顶部至少离管道300mm，逆变器、配电箱下端离地至少1800mm。若以上要求均达不到，方可申请将逆变器、配电箱安装在燃气管道上方，且底部至少离管道300mm, 同时燃气管道需进行安全防护措施，该区域管道用绝缘PVC管进行防护（割开PVC管后套在燃气管道上，左右须超出配电箱逆变器100mm。
4 结 论
从本文的阐述和实践应用当中可以获知，深入探究与分析乡村屋顶光伏的安装工艺及过程具有重要的研究意义与实践价值。本文通过研究探讨乡村屋顶光伏的技术特点和安装工艺，发明了可调整支撑结构、电缆敷设滚轴装置等，改进了包括屋顶可调整支架的安装、光伏板的安装、配电设备的安装、控制系统的安装和电缆敷设等安装工艺，整体具有操作简单，安装快捷，安全可靠等优点，希望此次研究的内容和结果，可对同类乡村屋顶光伏的安装提供一定的借鉴和参考，推动光伏及新能源产业的发展与建设。
作者简介：马利星 本科，工程师，国王港项目副总经理兼安全总监，从事项目管理和安全技术管理工作。
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