糧庫倉頂光伏發電項目設計方案探討摘要：當前太陽能、風能等大規模可再生能源發電技術的應用規模和范圍正在不斷擴大，可再生新能源并網發電已經成為新型電力系統的大勢所趨。本文以安徽省懷遠縣糧庫倉頂光伏發電項目為例，探討了利用既有的糧庫倉頂進行光伏發電項目建設的方案設計。

關鍵詞：太陽能、光伏發電、糧庫倉頂

1引言

太陽能光伏發電屬于國家大力支持的可再生能源產業，具有明顯的環保和節能效果。光伏發電是直接利用太陽能發電的一項高新技術，它具有許多優點，如：安全可靠、無噪聲、無污染，能量隨處可得，不受地域限制，無需消耗燃料，無機械轉動部件，故障率低，維護簡便，可以無人值守，建站周期短，規模大小隨意，無需額外架設輸電線路，可以方便地與建筑物相結合等。這些優點都是常規發電和其他發電方式所不可比擬的。

安徽電網目前主要是火電電網，單一的電源結構難以滿足用電需求和電力系統可持續發展的戰略要求。因此，積極地開發利用本地區的太陽能等清潔可再生能源是大勢所趨，以多元化能源開發的方式滿足經濟發展的需求是電力發展的長遠目標，也是對安徽省能源消耗的有益補充，符合我國能源可持續發展的戰略要求。

2產業政策分析

在2016年1月召開的全國糧食流通工作會議上，國家糧食局表示：將充分利用糧食行業的既有資源，鼓勵各地糧食倉儲基地利用糧庫倉頂鋪設光伏發電系統，在全國范圍內啟動“倉頂陽光工程”新能源項目。

國家發展改革委、國家糧食局2016年10月13日印發了《國家發展改革委、國家糧食局關于印發<糧食行業“十三五”發展規劃綱要>的通知》。綱要第三節提出：“十三五期間發展綠色環保新型糧食產業，充分利用糧庫設施資源和條件，引導社會投入，支持糧食企業加快實施‘倉頂陽光工程’示范，爭取到2020年裝機容量達到1GW。”

“綱要”專欄6“糧食產業轉型升級行動”分項(七)中對“倉頂陽光工程”做出了明確解釋，“倉頂陽光工程”是指在糧庫倉頂鋪設光伏發電板(瓦)，促進綠色準低溫儲糧，保持糧食品質，提高經濟效益。

因此，糧庫倉頂光伏發電項目完全符合國家的產業政策，具有區域示范效應。

3項目設計方案

3.1糧庫基本情況

根據調研及實地勘察情況，懷遠縣目前有儲量為4-8萬噸的糧庫約18個（不含中央儲備糧庫），倉頂結構多為鋼筋混凝土屋面，部分為彩鋼瓦屋面，基本在2015年至2017年間建成。單體倉頂面積不等，約在5000-15000平方米之間，18個糧庫屋頂總面積約為20萬平方米。糧庫分布在全縣19個鄉鎮，所有權歸屬為蚌埠市懷遠縣糧食局。

3.2電力接入情況

經咨詢安徽省電力設計院，單體容量小于4MW的光伏項目可以通過10kV線路就近接入。項目設計每個糧庫倉頂單體光伏容量約為1MW，經現場實地調研，每個糧庫均有10kV變壓器，可就近接入，線路長度不超過300m。

3.3指標情況

根據《國家發展改革委國家能源局關于完善光伏發電規模管理和實行競爭方式配置項目的指導意見》（發改能源〔2016〕1163號），文件指出“利用固定建筑物屋頂、墻面及附屬場所建設的光伏發電項目以及全部自發自用的地面光伏電站項目不受年度規模限制，各地區可隨時受理項目備案，項目投產后即納入國家可再生能源發電補貼范圍。”項目設計為分布式屋頂光伏項目，符合不限規模的光伏發電類型。

3.4安裝方式

項目初步設計總裝機容量約為16MW，全部采用固定式支架安裝，共使用屋面面積約為20萬平方米。設計項目屬于分布式光伏電站，在糧庫倉頂上鋪設太陽能光伏發電系統及相應的配套設施。

經咨詢安徽省電力設計院，鋪設太陽能電池板及附件設備的總重量不超過60kg/㎡（0.6kN/㎡）（按水平投影面）。項目實施前，將通過第三方對屋面增加太陽能設備進行全方位的安全評估，根據安全評估結果提出對廠房結構的處理意見及建議，以確保建筑物的安全和合理使用。

3.5倉頂屋面加固方案

原則：按現有的結構進行布置，對構件截面、材質和荷載情況建立計算模型，對糧庫倉頂按增加太陽能設備荷載后的工況進行計算復核。糧庫倉頂光伏板鋪設將避開風機等屋面設備，并留出維修通道，同時注重防水、保溫措施，滿足國家規范及安全使用要求。

彩鋼瓦屋面：通過屋面檁條核算、檁條驗算、檁條加固等技術步驟，計算復核主體結構，符合最新設計規范標準，后加檁條與原有檁條協同受力，側向穩定性將有所提高，承載力將高于原設計標準。

混凝土屋面：對加固前與加固后“有限元模型”計算分析，由于原混凝土屋面設有外露卷材防水層，為了不破壞已有卷材防水層，新增太陽能光伏支架擬采用鋼筋混凝土支墩配重方案：配重砼支墩頂部預埋地腳錨栓，錨栓上固定鋼連接件，鋼連接件上再固定支架斜梁，支架斜梁垂直于屋脊、間距為3米、為冷彎薄壁C型鋼截面，支架斜梁上再固定組件導軌，組件導軌平行于屋脊、垂直于斜梁，導軌多跨連續、跨度3米、為冷彎薄壁U型鋼截面，組件采用壓塊固定于U型截面導軌上。

3.6投資情況

經初步測算，結合建設規模及當地日照條件等情況，預計總投資1.12億元人民幣；屋面租金按市場行情，價格約為5元每平米每年，按懷遠縣糧庫屋頂總面積20萬平方米計算，每年屋面租金的直接收入將達到100萬元。

項目落地后，中國能源建設集團投資有限公司將在懷遠縣成立項目公司，項目建設期將為當地政府與居民帶來可觀的人工消費以及工程收益，帶動當地就業。項目建設期將為懷遠縣帶來約300萬元的稅收，項目建成運營后，每年將為懷遠縣帶來約230萬的稅收（以每年項目產生的發電量計算）。

4現實意義

與已有建筑相結合，在糧庫倉頂設計建設光伏發電項目，具有重要的現實意義。

（1）充分利用土地資源

在屋面上安裝光伏陣列，實現了土地資源的充分利用，無需額外用地或增建其他設施。

（2）補充企業用電，減少當地電網壓力

隨著經濟發展的增快，用電需求大幅增加，特別是夏季，白天工作時間，由于大量制冷設備的使用，形成電網用電高峰。而這時也是光伏陣列發電最多，上網電量最大的時候，光伏系統能夠給企業提供電力補充，減少當地電網壓力。

（3）節能減排

在化石能源逐步枯竭、環境污染日異嚴重、生態意識不斷增強的今天，實現對太陽能、建筑的綜合利用，避免了由于使用一般化石燃料發電所導致的空氣污染和廢渣污染，不產生固體廢棄物，又能夠優化能源結構，創造生態環境，改善居住條件，還將對建設生態文明與和諧社會發揮十分重要的戰略作用。

（4）打造城市形象

太陽能光伏并網發電是一個前途光明且又極具社會效益的項目。光伏發電示范項目的興建不僅能減少對電網電力的消耗，減輕當地電網的壓力，使用綠色能源，還能起到節約傳統能源的作用，有助于提升懷遠縣的城市形象。

參考文獻：

[1]白建勇.屋頂光伏系統技術經濟評價及運營模式選擇研究[D].北京：華北電力大學，2014

[2]暴二平，祝新成，崔海明.某工程屋頂光伏