光伏發(fā)電系統(tǒng)是指采用光伏組件，將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電系統(tǒng)。分布式光伏發(fā)電特指在用戶場地附近建設(shè)，運行方式以用戶側(cè)自發(fā)自用、余電上網(wǎng)，且在配電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。主要設(shè)備包括：光伏組件、支架、逆變器、配電柜、計量表及雙向電表等。
分布式光伏發(fā)電是一種新型的、具有廣闊發(fā)展前景的發(fā)電和能源綜合利用方式，它倡導(dǎo)因地制宜、就近發(fā)電、就近并網(wǎng)、就近轉(zhuǎn)換、就近使用的原則，充分利用當(dāng)?shù)靥柲苜Y源，減少化石能源消費，不僅能夠有效提高同等規(guī)模光伏電站的發(fā)電量，同時還有效解決了電力在升壓及長途輸運中的損耗問題。
目前,建在建筑物之上的光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種應(yīng)用廣泛的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)，簡稱BMPV (Building Mounted Photovoltaic)，涉及的建筑物包括民用建筑、公共建筑、工業(yè)建筑等一切可以承載光伏發(fā)電系統(tǒng)的建筑物。
BMPV分為BIPV (Building Integrated Photovoltaic)和BAPV (Building Attached Photovoltaic)兩種形式。
BIPV，是與建筑物同時設(shè)計、同時施工和安裝，并與建筑物形成完美結(jié)合的光伏發(fā)電系統(tǒng)，也稱為“構(gòu)建型”和“建材型”光伏建筑，是將光伏陣列做為建筑結(jié)構(gòu)的功能部分，包括用光伏組件取代傳統(tǒng)的屋頂材料，如：屋頂板、瓦、石板瓦、金屬屋頂、窗戶、遮雨棚等。它作為建筑物外部結(jié)構(gòu)的一部分，既具備發(fā)電功能，又具有建筑構(gòu)件和建筑材料的功能，甚至還能提升建筑物的美感，與建筑物形成完美的統(tǒng)一體。
BAPV，則是附著在建筑物上的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，也稱為“安裝型”光伏建筑。它的主要功能是發(fā)電，與建筑物功能不發(fā)生沖突，不破壞或削弱原有建筑物的功能。
本文中討論的分布式發(fā)電系統(tǒng)主要是指BAPV系統(tǒng)。
1 BAPV系統(tǒng)屋面防水設(shè)防
當(dāng)前，國家相關(guān)規(guī)劃明確提出鼓勵在中東部地區(qū)建設(shè)與建筑結(jié)合的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)。在國家及地方政府的政策大力支持下，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)成為應(yīng)用越來越廣泛，占光伏發(fā)電系統(tǒng)的總裝機容量的比例達(dá)到57%以上，成為未來的重要發(fā)展方向。
BAPV系統(tǒng)中，光伏組件在屋面上的安裝方式不僅要考慮日照和陰影，而且要因屋面形式而異。在工程上，組件的安裝必須考慮荷重、耐風(fēng)壓、抗地震、排水、防水以及防雷等問題。因為工程主要涉及到光伏支架與屋面的結(jié)合，進(jìn)而涉及屋面防水問題，因此設(shè)計方案、工程施工質(zhì)量的優(yōu)劣，不僅關(guān)系到建筑物的使用壽命，而且直接影響到生產(chǎn)活動和人民生活的正常進(jìn)行。目前，由于分布式光伏發(fā)電處于市場導(dǎo)入期，競爭激烈，設(shè)計、施工質(zhì)量良莠不齊，對所在屋面的防水問題更應(yīng)予以重視。
各類屋面工程包括屋面結(jié)構(gòu)層以上的屋面找平層、隔氣層、防水層、保溫隔熱層、保護(hù)層和使用面層，是房屋建筑的一項重要的分部工程。根據(jù)建筑物的性能、重要程度、使用功能及防水層合理使用年限等要求，國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50207-2007《屋面工程質(zhì)量驗收規(guī)范》規(guī)定將屋面防水劃分為四個等級，并規(guī)定了不同等級的設(shè)防要求及防水層厚度。
對于BAPV來說，城市中較大型的公共建筑和別墅屋面屬于Ⅱ級設(shè)防；一般的工業(yè)與民用建筑、普通住宅、一般辦公樓、學(xué)校、旅館等屬于Ⅲ級設(shè)防。
2 BAPV常見安裝方式及BAPV屋面滲漏原因簡析
2.1 BAPV常見安裝方式
光伏組件的安裝方式因屋面形式而異。大部分是采用分離式設(shè)計，靈活性較大，以點式連接構(gòu)件架空在屋面結(jié)構(gòu)之上，在不影響原有屋面性能的同時，創(chuàng)造較好的通風(fēng)條件，使太陽電池板獲得最佳的工作效率，維護(hù)也比較方便，特別適用于平屋面和坡屋面上。
平屋面BAPV常見安裝方式有：混凝土配重法（含：澆注混凝土基座法和預(yù)制混凝土塊配重法）、現(xiàn)澆混凝土連接屋面法、化學(xué)錨固螺栓固定法等。
坡屋面BAPV常見安裝方式有：連接屋面主結(jié)構(gòu)法、專用夾具固定法、雙組分膠粘接法（輕量安裝法）。
2.2 BAPV屋面滲漏原因簡析
BAPV系統(tǒng)施工案例中，在結(jié)構(gòu)載荷等設(shè)計正確的前提下，如果正確、安全、文明施工，那么不進(jìn)行屋面鉆孔的施工方法，一般來說也不會破壞屋面防水層，造成屋面滲漏。這類的施工方法有：混凝土配重法、鋼構(gòu)連接法、專用夾具固定法、雙組份膠粘接法等。
造成屋面可能發(fā)生滲漏的情況，有如下幾種：
1）在混凝土平屋面或別墅混凝土坡屋面上安裝光伏支架時，利用預(yù)埋螺栓、膨脹螺栓或化學(xué)錨固螺栓固定法安裝光伏支架的工程；
2）在鋼結(jié)構(gòu)坡屋面上安裝光伏支架時，對于彩鋼板肋板截面為梯形截面的情況，利用自攻螺絲將支架與彩鋼瓦屋面牢固固定的工程；
3）電纜套管或屋面給水管道穿過屋面板；
4）屋面彩鋼板銹蝕并出現(xiàn)漏點，或局部區(qū)域銹蝕；
5）錯誤、粗暴的施工方法。
上述幾種情況都有可能在系統(tǒng)安裝過程中破壞原有防水層或防水瓦片，使屋面在光伏系統(tǒng)使用壽命期內(nèi)發(fā)生滲漏。但在使用條形基座且與排水方向垂直布置時，則有可能阻礙屋面雨水排放，造成滲漏。另外，即使在光伏系統(tǒng)安裝過程中做了屋面防水處理，但由于施工質(zhì)量和自然環(huán)境的原因，如在氣候惡劣地區(qū)，經(jīng)歷年凍融循環(huán)、日曬等，屋面起鼓開裂，加速防水層老化及破損后，屋面亦很有可能在后期發(fā)生滲漏。
3 BAPV屋面防水
屋面防水處理遵循的一般原則是：宜導(dǎo)不宜堵，即保證節(jié)點處理在暴雨積水時能順利的讓水瀉掉而保障屋面不漏。因此，在設(shè)計時首先應(yīng)使支架基座不與排水方向垂直布置，不阻礙屋面雨水排放。另外，施工中在既有屋面上采用直接放置支架基座的方式安裝光伏系統(tǒng)時，基座不與原屋面的結(jié)構(gòu)層發(fā)生關(guān)系，因此為保證結(jié)構(gòu)的安全性，必須保證基座放置平穩(wěn)、整齊，并需要采取措施進(jìn)行固定，避免發(fā)生傾覆、滑移等現(xiàn)象。由于基座與結(jié)構(gòu)層不發(fā)生關(guān)系，設(shè)置附加防水層困難，應(yīng)盡量保全原屋面的防水層，防止發(fā)生滲漏。
對于必須打孔破壞原屋面的情況，則要做到因地制宜，根據(jù)不同情況做不同處理。
3.1 BAPV混凝土平屋面或別墅混凝土坡屋面防水
對于混凝土平屋面或別墅混凝土坡屋面（上覆瓦片）的新建建筑，通常在設(shè)計時就應(yīng)預(yù)埋螺栓，按照常規(guī)做法做好屋面防水。
對于混凝土平屋面或別墅混凝土坡屋面（上覆瓦片）的既有建筑，應(yīng)首先確認(rèn)屋面結(jié)構(gòu)。將光伏組件基座與結(jié)構(gòu)層連接時，基座頂部金屬埋件周邊是防水薄弱環(huán)節(jié)，若處理不當(dāng)，雨水容易從埋件的螺栓周圍下滲到達(dá)結(jié)構(gòu)層，對結(jié)構(gòu)層的受力鋼筋造成腐蝕，形成安全隱患。因此，設(shè)置光伏組件基座時，應(yīng)當(dāng)將防水層應(yīng)鋪設(shè)到基座和金屬埋件的上部，并在地腳螺栓周圍做密封處理，穿防水層處用防水密封膠填實，隔絕雨水下滲路徑（圖1）；此外還應(yīng)在基座下部增設(shè)一層附加防水層，即使基座頂部發(fā)生滲漏，雨水也不會到達(dá)結(jié)構(gòu)層。
