扬州市建卫工程建设监理有限责任公司 肖枫 刘翼鹏
[摘要] 作者通过太阳能光伏发电项目的监理工作，论述对太阳能光伏发电工程的监理控制要点。
[关键词] 太阳能 光伏发电 工程监理 控制要点
太阳能光伏发电是根据光生伏打效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件。现以笔者监理的某工程为例：该工程共8幢建筑物，根据各建筑物屋面情况布置太阳能电池板，所发直流电由逆变器逆变后并入建筑内400V 低压电网系统。直流汇流箱在各建筑物屋顶就地安装，各建筑物内设置逆变区，逆变区内设置直流配电柜、逆变器和交流配电柜。工程设计主要包括：太阳能组件平面布置、直流汇流箱及逆变器布置、电气系统、防雷接地系统等几方面内容。太阳能电池组件为单晶硅电池组件，峰值功率为180WP ，最大电压：36.81V 、最大电流：4.89A 、开路电压：45.30V 、最大熔丝电流：10A 、最大系统电压：1000V 。
太阳能光伏发电原理简图如下：
引至建筑内400V 低压配电柜
太阳能光伏组件
直流汇流箱
逆变器
交流配电柜
1施工前期
1.1监理工程师在接受业主委托后，应认真查看施工图纸及施工图审查意见书，尽快了解设计意图，详细地查阅原建筑物建筑、结构图纸，了解“太阳能光伏组件支架布置图与原建筑图是否一致，组件支架能否在原建筑结构上布置，配电房内有无空间布置直流配电
柜、交流配电柜及逆变器，配电房内通风措施如何”等内容。
1.2查看设计图纸是否符合规范、强制性标准条文等要求。如设计图纸是否考虑线路检修时隔离装置的设置、设计资料中是否提供钢结构及支架结构安全验算资料、屋顶太阳能组件防雷接地做法是否明确等。
2施工阶段
2.1监理工程师依照监理规划、监理细则，认真审核施工组织设计、系统调试方案，重点审核其选用的规范、技术标准是否满足设计要求。有些施工单位对施工组织设计编制不够重视，将其它工程的组织设计照搬照抄，对此专业监理工程师要认真审核。对关键控制点，要求施工单位编写专项方案，要审查施工进度计划是否满足总进度计划要求。
2.2严格检验进场材料设备质量，验收合格并履行手续后方可使用。对进场的材料设备，必须检查出厂合格证、检测报告，技术性文件等是否齐全用效，有些材料必须试验合格后才能使用，如电线电缆、Z 型钢板等。镀锌支撑架座外观检查要无明显缺陷，钢板厚度、外观镀锌质量需符合要求。对进场的电池组件逐个要进行检验，测量太阳能电池板在阳光下的开路电压，检查电池板输出端与标识正负是否吻合、电池板正面玻璃有无裂纹损伤、背面有无划伤毛刺等，在阳光下测量单块电池板的开路电压应不低于开路电压的4V 。对直流汇流箱、
逆变器等设备，应组织业主、施工单位共同验收。
2.3监理要巡查施工单位是否按图施工，是否严格按规范、操作规程施工。工程质量控制主要体现在以下几个方面：
2.3.1基座、支架强度
基座与建筑主体结构连接牢固，预制基座应放置平稳、整齐，不得破坏屋面的防水层，连接件与基座之间的空隙，应采用细石混凝土振捣密实。
由于太阳能组件在已建成的建筑物房顶上施工，尽管工程设计是在原建筑设计图纸基础上进行的，但进场施工后，仍发现设计图纸与现场实际结构尺寸有一定出入，部分支座不在梁的部位，化学锚栓无法植筋。监理要求施工方对现场布置不合理的地方提出调整方案，由设计单位根据施工房顶设计承重要求（25kg/m²）做出符合房顶要求的基础、支架的变更设计方案。
2.3.2支架
安装光伏组件或方阵的支架应按设计要求制作。钢结构支架的安装和焊接应符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的要求。支架应按设计位置要求安装在主体结构上，并与主体结构可靠固定。钢结构支架焊接完毕，应进行防腐处理。钢结构支架应与建筑物接地系统可靠连接。
钢结构支座材料进场后，监理验收发现：少量热镀锌角钢∠70×45×5.0（Q235）、∠50×50×5.0（Q235）等材料制作的主支撑及后支撑外形尺寸与设计图纸不符、部分镀锌材料外观质量不符合要求等问题。监理要求该批材料退场。在化学锚栓植筋过程中，由于原砼梁内部钢筋较密，植筋钻孔深度不够、植筋偏位现象较多，监理及时将现场施工情况汇报设计单位，设计单位出具了支座加固变更方案，经现场化学锚栓拉拔试验检测，符合设计参数要求。
2.3.3光伏组件
光伏组件的结构强度应满足设计强度要求。光伏组件上应标注带电警示标识。光伏组件应按设计间距排列整齐并可靠固定在支架或连接件上。光伏组件之间的连接件应便于拆卸和更换。
根据设计图纸要求，边压块与Z 型钢横梁连接用M6×35螺栓＋平垫6＋弹垫6＋六角螺母M6（不锈钢）固定，施工方擅自用M6强自攻螺钉连接，经监理现场检查，连接固定后强度及可靠性不符合要求，施工方对该连接方式全部整改并按图施工，保证了施工质量。
2.3.4电气系统
电气装置安装应符合《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303的相关要求。电缆线路施工应符合《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168的相关要求。电气系统接地应符合《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169的相关要求。光
伏系统直流侧施工时，应标识正、负极性，并宜分别布线。
由于本工程单体建筑较多，电缆走向复杂，原室内配电间未考虑太阳能光伏发电所需的直流汇流箱、逆变器、交流配电柜等设备的具体位置，监理要求施工单位在施工前根据现场情况、国标图集、规范等，绘制电缆走向、配电房室内布置图等，经设计单位书面确认后作为施工依据。
2.4认真做好旁站监理工作。
为保证工程施工、调试、运行质量和效果，监理要高度重视旁站工作。主要旁站部位有：化学锚栓植筋、线路绝缘电阻测试、防雷接地电阻测试、太阳能光伏组件电性能测试、系统调试等。
3系统调试
工程验收前应按照《光伏系统并网技术要求》GB/T19939的要求对光伏系统进行调试。光伏系统的调试应按单体调试、分系统调试和整套光伏系统启动调试三个步骤进行。
3.1单体调试
3.1.1检查柜内及柜与柜之间的连拼线、校核相应柜内线、测试绝缘电阻值。
3.1.2空载操作。按各产品技术要求进行，主回路不通电，仅
将控制回路接上，检查各控制电路是否正常，空操作各电源开关，检查是否有损坏情况。
3.1.3输出断开，每台设备输入加电，检查内部工作情况是否正常，输出参数是否正常。
3.2分系统调试
主要指单套逆变器、直流防雷汇流箱、直流开关柜到电网接入的分系统调试。
3.2.1空载调试。出线开关均断开，进线开关送临时电，按设计图要求进行调试，分步上电。按汇流箱、直流开关柜、逆变器顺序逐级试验检查，上级设备正常才能进行下级设备的调试。
3.2.2联动调试。整个子系统加电，检查各设备接口处的性能是否满足技术要求，如不满足，应立即停机检查，故障排除后才能进入下一环节。通电要求，现场设备调试时，必须采用临时电源。模拟试验，根据设计相关要求，分别模拟设备各种保护动作，检查保护动作是否正常。
3.2.3全部调试工作结束之后，拆除临时电源，将被拆除的电源线复位。
3.3整套光伏系统启动调试
整套光伏系统启动调试主要指太阳能电站逆变电源部分的调试。在各设备的单体调试报告批准后，整体调试方可进行。其主要内容是：建立在各子系统调试都通过的基础上，对逆变系统与太阳能阵列、逆变系统与低压配电的接口进行调试。
4工程运行移交及注意事项
在工程正式移交使用单位并投入运行前，监理应督促施工单位做好以下几方面工作：
4.1工程移交前需做好信息提示系统及显示屏安装调试。
4.2在交流控制柜内需装防逆流装置，否则不允许并网发电。
4.3安全防护措施、铭牌标识等应完善到位。例：屋面光伏阵列临边未设置防护栏杆和防止锚固失效的防坠落措施，光伏阵列外围需设置带电警示牌等。
4.4太阳能并网发电需有供电局同意并网发电的书面手续。
4.5室外配电箱防水措施需到位，应做IP55防水等级。
4.6在项目验收合格后，需向使用单位做好技术交底工作。
4.7编制操作使用手册。
4.8编制详细操作培训计划，对使用单位操作人员进行技术培训。太阳能光伏发电操作人员需考核持证上岗。
“到处阳光到处电”是人类美丽的理想。太阳能光伏发电具有结构简单，体积小且轻；在-50℃~65℃温度范围均可正常工作；可靠性高，寿命长；可以与蓄电池相配组成独立电源，也可以并网发电等优点。但同时也存在初期工程建设投入大、发电有间歇性和随机性等特点。根据国家《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，我国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW （百万千瓦），到2050年将达到600GW （百万千瓦）。未来十几年，我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。我们坚信：随着科学技术的迅速发展，太阳能光伏组件、电气设备的制造成本一定会逐步降低，光伏发电工程的前景一定非常光明。
参考文献：
1、《太阳能光伏与建筑一体化应用技术规程》DGJ32/J87－2009
2、《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303－2002
3、《建筑安装工程施工图集》第三版 中国建筑工业出版社
4、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205－2001
5、《安装工程现场监理工程师手册》 郑大勇主编 中国计划出版社
扬州市建卫工程建设监理有限责任公司 肖枫 刘翼鹏
[摘要] 作者通过太阳能光伏发电项目的监理工作，论述对太阳能光伏发电工程的监理控制要点。
[关键词] 太阳能 光伏发电 工程监理 控制要点
太阳能光伏发电是根据光生伏打效应原理，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。不论是独立使用还是并网发电，光伏发电系统主要由太阳电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，它们主要由电子元器件构成，不涉及机械部件。现以笔者监理的某工程为例：该工程共8幢建筑物，根据各建筑物屋面情况布置太阳能电池板，所发直流电由逆变器逆变后并入建筑内400V 低压电网系统。直流汇流箱在各建筑物屋顶就地安装，各建筑物内设置逆变区，逆变区内设置直流配电柜、逆变器和交流配电柜。工程设计主要包括：太阳能组件平面布置、直流汇流箱及逆变器布置、电气系统、防雷接地系统等几方面内容。太阳能电池组件为单晶硅电池组件，峰值功率为180WP ，最大电压：36.81V 、最大电流：4.89A 、开路电压：45.30V 、最大熔丝电流：10A 、最大系统电压：1000V 。
太阳能光伏发电原理简图如下：
引至建筑内400V 低压配电柜
太阳能光伏组件
直流汇流箱
逆变器
交流配电柜
1施工前期
1.1监理工程师在接受业主委托后，应认真查看施工图纸及施工图审查意见书，尽快了解设计意图，详细地查阅原建筑物建筑、结构图纸，了解“太阳能光伏组件支架布置图与原建筑图是否一致，组件支架能否在原建筑结构上布置，配电房内有无空间布置直流配电
柜、交流配电柜及逆变器，配电房内通风措施如何”等内容。
1.2查看设计图纸是否符合规范、强制性标准条文等要求。如设计图纸是否考虑线路检修时隔离装置的设置、设计资料中是否提供钢结构及支架结构安全验算资料、屋顶太阳能组件防雷接地做法是否明确等。
2施工阶段
2.1监理工程师依照监理规划、监理细则，认真审核施工组织设计、系统调试方案，重点审核其选用的规范、技术标准是否满足设计要求。有些施工单位对施工组织设计编制不够重视，将其它工程的组织设计照搬照抄，对此专业监理工程师要认真审核。对关键控制点，要求施工单位编写专项方案，要审查施工进度计划是否满足总进度计划要求。
2.2严格检验进场材料设备质量，验收合格并履行手续后方可使用。对进场的材料设备，必须检查出厂合格证、检测报告，技术性文件等是否齐全用效，有些材料必须试验合格后才能使用，如电线电缆、Z 型钢板等。镀锌支撑架座外观检查要无明显缺陷，钢板厚度、外观镀锌质量需符合要求。对进场的电池组件逐个要进行检验，测量太阳能电池板在阳光下的开路电压，检查电池板输出端与标识正负是否吻合、电池板正面玻璃有无裂纹损伤、背面有无划伤毛刺等，在阳光下测量单块电池板的开路电压应不低于开路电压的4V 。对直流汇流箱、
逆变器等设备，应组织业主、施工单位共同验收。
2.3监理要巡查施工单位是否按图施工，是否严格按规范、操作规程施工。工程质量控制主要体现在以下几个方面：
2.3.1基座、支架强度
基座与建筑主体结构连接牢固，预制基座应放置平稳、整齐，不得破坏屋面的防水层，连接件与基座之间的空隙，应采用细石混凝土振捣密实。
由于太阳能组件在已建成的建筑物房顶上施工，尽管工程设计是在原建筑设计图纸基础上进行的，但进场施工后，仍发现设计图纸与现场实际结构尺寸有一定出入，部分支座不在梁的部位，化学锚栓无法植筋。监理要求施工方对现场布置不合理的地方提出调整方案，由设计单位根据施工房顶设计承重要求（25kg/m²）做出符合房顶要求的基础、支架的变更设计方案。
2.3.2支架
安装光伏组件或方阵的支架应按设计要求制作。钢结构支架的安装和焊接应符合《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的要求。支架应按设计位置要求安装在主体结构上，并与主体结构可靠固定。钢结构支架焊接完毕，应进行防腐处理。钢结构支架应与建筑物接地系统可靠连接。
钢结构支座材料进场后，监理验收发现：少量热镀锌角钢∠70×45×5.0（Q235）、∠50×50×5.0（Q235）等材料制作的主支撑及后支撑外形尺寸与设计图纸不符、部分镀锌材料外观质量不符合要求等问题。监理要求该批材料退场。在化学锚栓植筋过程中，由于原砼梁内部钢筋较密，植筋钻孔深度不够、植筋偏位现象较多，监理及时将现场施工情况汇报设计单位，设计单位出具了支座加固变更方案，经现场化学锚栓拉拔试验检测，符合设计参数要求。
2.3.3光伏组件
光伏组件的结构强度应满足设计强度要求。光伏组件上应标注带电警示标识。光伏组件应按设计间距排列整齐并可靠固定在支架或连接件上。光伏组件之间的连接件应便于拆卸和更换。
根据设计图纸要求，边压块与Z 型钢横梁连接用M6×35螺栓＋平垫6＋弹垫6＋六角螺母M6（不锈钢）固定，施工方擅自用M6强自攻螺钉连接，经监理现场检查，连接固定后强度及可靠性不符合要求，施工方对该连接方式全部整改并按图施工，保证了施工质量。
2.3.4电气系统
电气装置安装应符合《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303的相关要求。电缆线路施工应符合《电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范》GB50168的相关要求。电气系统接地应符合《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》GB50169的相关要求。光
伏系统直流侧施工时，应标识正、负极性，并宜分别布线。
由于本工程单体建筑较多，电缆走向复杂，原室内配电间未考虑太阳能光伏发电所需的直流汇流箱、逆变器、交流配电柜等设备的具体位置，监理要求施工单位在施工前根据现场情况、国标图集、规范等，绘制电缆走向、配电房室内布置图等，经设计单位书面确认后作为施工依据。
2.4认真做好旁站监理工作。
为保证工程施工、调试、运行质量和效果，监理要高度重视旁站工作。主要旁站部位有：化学锚栓植筋、线路绝缘电阻测试、防雷接地电阻测试、太阳能光伏组件电性能测试、系统调试等。
3系统调试
工程验收前应按照《光伏系统并网技术要求》GB/T19939的要求对光伏系统进行调试。光伏系统的调试应按单体调试、分系统调试和整套光伏系统启动调试三个步骤进行。
3.1单体调试
3.1.1检查柜内及柜与柜之间的连拼线、校核相应柜内线、测试绝缘电阻值。
3.1.2空载操作。按各产品技术要求进行，主回路不通电，仅
将控制回路接上，检查各控制电路是否正常，空操作各电源开关，检查是否有损坏情况。
3.1.3输出断开，每台设备输入加电，检查内部工作情况是否正常，输出参数是否正常。
3.2分系统调试
主要指单套逆变器、直流防雷汇流箱、直流开关柜到电网接入的分系统调试。
3.2.1空载调试。出线开关均断开，进线开关送临时电，按设计图要求进行调试，分步上电。按汇流箱、直流开关柜、逆变器顺序逐级试验检查，上级设备正常才能进行下级设备的调试。
3.2.2联动调试。整个子系统加电，检查各设备接口处的性能是否满足技术要求，如不满足，应立即停机检查，故障排除后才能进入下一环节。通电要求，现场设备调试时，必须采用临时电源。模拟试验，根据设计相关要求，分别模拟设备各种保护动作，检查保护动作是否正常。
3.2.3全部调试工作结束之后，拆除临时电源，将被拆除的电源线复位。
3.3整套光伏系统启动调试
整套光伏系统启动调试主要指太阳能电站逆变电源部分的调试。在各设备的单体调试报告批准后，整体调试方可进行。其主要内容是：建立在各子系统调试都通过的基础上，对逆变系统与太阳能阵列、逆变系统与低压配电的接口进行调试。
4工程运行移交及注意事项
在工程正式移交使用单位并投入运行前，监理应督促施工单位做好以下几方面工作：
4.1工程移交前需做好信息提示系统及显示屏安装调试。
4.2在交流控制柜内需装防逆流装置，否则不允许并网发电。
4.3安全防护措施、铭牌标识等应完善到位。例：屋面光伏阵列临边未设置防护栏杆和防止锚固失效的防坠落措施，光伏阵列外围需设置带电警示牌等。
4.4太阳能并网发电需有供电局同意并网发电的书面手续。
4.5室外配电箱防水措施需到位，应做IP55防水等级。
4.6在项目验收合格后，需向使用单位做好技术交底工作。
4.7编制操作使用手册。
4.8编制详细操作培训计划，对使用单位操作人员进行技术培训。太阳能光伏发电操作人员需考核持证上岗。
“到处阳光到处电”是人类美丽的理想。太阳能光伏发电具有结构简单，体积小且轻；在-50℃~65℃温度范围均可正常工作；可靠性高，寿命长；可以与蓄电池相配组成独立电源，也可以并网发电等优点。但同时也存在初期工程建设投入大、发电有间歇性和随机性等特点。根据国家《可再生能源中长期发展规划》，到2020年，我国力争使太阳能发电装机容量达到1.8GW （百万千瓦），到2050年将达到600GW （百万千瓦）。未来十几年，我国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。我们坚信：随着科学技术的迅速发展，太阳能光伏组件、电气设备的制造成本一定会逐步降低，光伏发电工程的前景一定非常光明。
参考文献：
1、《太阳能光伏与建筑一体化应用技术规程》DGJ32/J87－2009
2、《建筑电气工程施工质量验收规范》GB50303－2002
3、《建筑安装工程施工图集》第三版 中国建筑工业出版社
4、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205－2001
5、《安装工程现场监理工程师手册》 郑大勇主编 中国计划出版社