T∕CPIA 0153-2025 光伏建筑一体化（BIPV）车棚设计规范

CCS27.160CCS中国光伏行业协会发布T/CPIA0153—2025I前言 2规范性引用文件 3术语和定义 24基本设计原则 24.1安全性 24.2稳定性 24.3经济性和耐久性 25光伏车棚规划设计 35.1一般规定 35.2总平面图布置 35.3光伏方阵布置 36光伏车棚设计 36.1结构形式与车棚样式 46.2材料选择 46.3结构设计 56.4节点设计 56.5防腐设计 66.6防火设计 66.7其他设计要点 67光伏发电系统设计 67.1一般规定 67.2主要设备选择 7.3电气系统 7.4发电量计算 7.5其他设计要点 88充电桩和储能设计 88.1充电桩设计 98.2储能设计 9T/CPIA0153—2025本文件依据GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国光伏行业协会标准化技术委员会提出并归口。本文件起草单位：智光绿能（江苏）科技有限公司、苏州大学、南昌大学共青城光氦储技术研究院、长三角太阳能光伏技术创新中心、国家太阳能光伏产品质量检验检测中心、苏州UL美华认证有限公司、浙江中南新能源有限公司、晶澳（扬州）太阳能科技有限公司、天合绿建（上海）光伏科技有限公司、江苏新有建设集团有限公司、上海亮贺建设工程有限公司、首投新能源科技无锡有限公司、重庆清电新能源开发有限公司、中铁五局集团有限公司、江苏凯伦零碳科技有限公司、中建八局浙江建设有限公司。本文件主要起草人：施强、王欣、岳之浩、徐建美、吴晓丽、朱华、张弦、孙寿亮、孙明亮、任倩倩、汪晓龙、曹睿、曹作旺、张劲松、孙国俊、孙学峰。T/CPIA0153—20251光伏建筑一体化（BIPV）车棚设计规范本文件规定了光伏建筑一体化车棚（以下简称光伏车棚）的术语和定义、基本设计原则、光伏车棚规划设计、光伏车棚设计、光伏发电系统设计、充电桩和储能设计。本文件适用于光伏建筑一体化车棚系统工程的设计。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T700碳素结构钢GB/T2297太阳光伏能源系统术语GB/T5237.1铝合金建筑型材第1部分：基材GB/T14285继电保护和安全自动装置技术规程GB/T16938紧固件螺栓、螺钉、螺柱和螺母通用技术条件GB/T18487.1电动汽车传导充电系统GB/T18802.12低压电源系统的电涌保护器选择和使用导则GB/T19939光伏系统并网技术要求GB/T20046光伏(PV)系统电网接口特性GB/T29551建筑用太阳能光伏夹层玻璃GB/T29759建筑用太阳能光伏中空玻璃GB50007建筑地基基础设计规范GB50016建筑设计防火规范GB50017钢结构设计标准GB50018冷弯薄壁型钢结构技术规范GB/T50034建筑照明设计标准GB5005320kV及以下变电所设计规范GB50057建筑物防雷设计规范GB50068建筑结构可靠性设计统一标准GB50217电力工程电缆设计标准GB50345屋面工程技术规范GB50429铝合金结构设计规范GB50661钢结构焊接规范GB50797光伏发电站设计标准GB51022门式刚架轻型房屋钢结构技术规范GB51048电化学储能电站设计规范GB/T51368建筑光伏系统应用技术标准GB55015建筑节能与可再生能源利用通用规范JGJ79建筑地基处理技术规范JGJ82钢结构高强度螺栓连接技术规程JGJ94建筑桩基技术规范JGJ100车库建筑设计规范T/CPIA0153—20252JG/T231建筑玻璃采光顶技术要求JGJ/T251建筑钢结构防腐蚀技术规程JGJ/T334建筑设备监控系统工程技术规范DL/T448电能计量装置技术管理规程DL/T5137电测量及电能计量装置设计技术规程NB/T33001电动汽车非车载传导式充电机技术条件3术语和定义GB/T2297界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1光伏建筑一体化车棚building-integratedphotovoltaiccarport利用光伏组件作为遮阳构件，与停车棚结合建设，具有发电功能的建筑设施。3.2并网光伏系统grid-connectedPVsystem与公共电网联接的光伏系统。3.3并网逆变器grid-connectedinverter将来自光伏方阵或光伏组件的直流电转换为符合电网要求的交流电并馈入电网的设备。3.4光伏组件倾角PVmoduletiltangle光伏组件所在平面与水平面的夹角。3.5安装容量capacityofinstallation光伏系统中安装的光伏组件的标称功率之和。3.6额定容量ratedcapacity光伏发电站中安装的逆变器的额定有功功率之和。4基本设计原则4.1安全性4.1.1光伏车棚设计应在恒荷载、风荷载、雪荷载等各种荷载组合下均能保持稳固，不发生倒塌、失稳或过度变形等情况。4.1.2光伏车棚组件的安装应牢固可靠。4.1.3光伏车棚应控制结构变形，其变形量应满足GB50017和JG/T231的规定。4.1.4光伏车棚应有完整的结构受力体系，如采用门式刚架结构形式，应具有屋面檩条系统和支撑系统等传力体系，相关规定应满足GB51022的要求。4.1.5光伏车棚应根据当地抗震设防烈度进行抗震设计，根据项目情况选用合适的结构形式和连接方式，提高结构的抗震性能。4.1.6光伏车棚建设在多雪地区时、应考虑雪荷载对结构的影响，必要时可设置融雪装置等防积雪措施。4.2稳定性4.2.1光伏车棚应控制各构件的长细比，构件长细比应满足GB50017的规定。4.2.2光伏组件在采用螺栓、压块、插槽或其他连接时，应采取紧固措施。4.3经济性和耐久性4.3.1光伏车棚宜采取优化结构形式、选择合适的材料、采用合理的连接方式等措施降低工程造价。T/CPIA0153—202534.3.2光伏车棚宜采用模块化设计理念，采用快捷装配式、简化施工流程，提高施工效率，降低建设成本。4.3.3光伏车棚的组件排布应便于使用过程中的清洗、维护和检修。在极端天气发生后或每年定期巡检时，应对组件的发电性能、接地性能、热斑情况和外观进行检测，如发现异常应及时维护或更换部件。5光伏车棚规划设计5.1一般规定5.1.1光伏车棚系统规划设计应进行气象参数、环境因素、电动车流量、电网接入等方面的资源评估。5.1.2光伏车棚系统应合理规划其在建筑群体中的位置，宜避免车棚周边环境、景观设施和绿化植物的阴影遮挡光伏组件。5.1.3光伏车棚系统的光伏方阵各排、列的布置宜在每天9:00～15:00(当地真太阳时)时段内东西向、南北向互不遮挡。5.1.4光伏车棚建设前应根据GB50797的规定对项目所在地的纬度、气候条件、周边环境等因素进行详细分析，并根据分析结果确定屋面的建设坡度、组件的排布范围、组件的排布方式等内容。5.1.5光伏车棚屋面当不能按照最佳发电坡度设计时，其最小排水坡度不宜小于5%。5.1.6光伏车棚宜采用有组织排水的方式将雨水引至地面排水系统。光伏车棚的排水天沟坡度和尺寸设计应满足GB50345的规定。5.2总平面图布置5.2.1光伏车棚总平面设计应包括下列内容：a)光伏车棚布局；b)光伏车棚电气设备的规划布局；c)光伏车棚管线规划布局；d)光伏车棚道路及出入口规划布局；e)光伏车棚防雷、防火等其他防护设施规划布局。5.2.2光伏车棚总平面布置应充分利用场地空间，合理规划光伏组件和车位的布局。同时还应考虑车辆进出路线及转弯半径等要求。5.2.3光伏车棚系统中的逆变器、变压器、线缆等与车辆、道路应保持安全距离，安全距离应满足GB50797中的规定。光伏车棚两侧悬挑不宜占用道路空间。5.2.4光伏车棚应根据使用功能、停放车辆的种类设计车棚的跨度和高度。车位大小与车棚净高应满足JGJ100的规定。5.2.5光伏车棚宜根据电动车流量布置一定比例的充电桩，对于双列车位充电桩宜设置在双列车位中间、对于单列车位充电桩宜设置在车位尾部，充电桩应设置在停车区域以外。车棚立柱宜避开车门位置设置，如不能避开宜适当加大车位宽度。5.2.6光伏车棚配置储能时，应合理规划储能放置位、储能设备热失控防护距离不小于3米。储能设计还应满足GB51048和GB50797的规定。5.3光伏方阵布置5.3.1光伏车棚中同一逆变器下的组串应选用相同型号同功率的光伏组件，且应选用相同电流档位的组件。组串设计应满足GB50797的规定。5.3.2光伏车棚设计时应考虑光伏组件工作温度的影响，光伏组件下方应留有足够的通风散热空间。5.3.3光伏车棚屋面光伏组件可采用横排或竖排布置，对基本风压超过0.55kN/㎡的地区宜采用光伏组件竖排方式布置、如采用横排方式布置，应在组件长边增加支撑点。5.3.4当在屋顶停车场建设光伏车棚时，光伏车棚结构和光伏方阵应在原屋顶结构变形缝位置断开，当不能断开时、应采用其他构造措施释放结构缝两侧应力。6光伏车棚设计T/CPIA0153—202546.1结构形式与车棚样式6.1.1结构形式6.1.1.1框架结构光伏车棚，立柱与横梁刚接、结构稳定、承载力强，常用在荷载较大地区的大中型车棚。其结构设计应满足GB50017的规定。6.1.1.2门式刚架结构光伏车棚，结构简单、受力合理，由工厂预制、现场拼装，安装简单施工周期较短。其结构设计应满足GB51022的规定。6.1.1.3冷弯薄壁型钢结构光伏车棚，结构轻巧、便于安装，采用螺栓连接。不适用于大跨度大荷载地区的车棚建设。其结构设计应满足GB50018的规定。6.1.1.4BIPV车棚结构还可以采用桁架结构、拱结构等其他结构形式。6.1.2车棚样式6.1.2.1单坡式车棚示意图参见图1。图1单坡式车棚示意图6.1.2.2双坡式车棚示意图参见图2。图2双坡式车棚示意图6.2材料选择T/CPIA0153—202556.2.1光伏车棚主体结构材料可根据需要选用碳素结构钢、冷弯薄壁型钢、铝合金等材料。碳素结构钢的材料指标应满足GB／T700和GB50017的规定；冷弯薄壁型钢的材料指标应满足GB50018的规定；铝合金的材料指标应满足GB/T5237.1和GB50429的规定。6.2.2光伏车棚屋面防水系统宜采用横纵向导水槽防水系统，导水槽材质可采用钢材或铝合金。对于防水要求不高的光伏车棚也可以采用耐候密封胶填充组件缝隙的防水系统。6.2.3光伏车棚主体结构连接螺栓宜采用外六角头碳钢螺栓，光伏车棚屋面连接螺栓宜采用不锈钢螺栓。紧固件的材料性能应满足JGJ82和GB/T16938的规定。6.3结构设计6.3.1一般规定6.3.1.1光伏车棚结构安全等级宜取三级，对大跨度连续车棚可适当提高安全等级。6.3.1.2光伏车棚可变荷载宜按照50年重现期取值。6.3.1.3光伏车棚应考虑光伏组件的安装方式（固定式、跟踪式等）对结构的影响。6.3.1.4光伏车棚主体钢结构设计使用年限宜按照50年考虑，光伏车棚屋面构件等易于替换的构件可按照25年考虑。6.3.2荷载与荷载组合6.3.2.1光伏车棚设计应考虑恒荷载、活荷载、风荷载、雪荷载、温度等作用。荷载标准值应满足GB50009中的规定。6.3.2.2光伏车棚上的永久荷载包括光伏组件自重、车棚结构自重、屋面材料配件自重以及其他需要按照永久荷载考虑的荷载。6.3.2.3光伏车棚上的可变荷载包括风荷载、雪荷载、施工荷载、活荷载等。6.3.2.4光伏车棚上的特殊荷载包括地震荷载、温度荷载。6.3.2.5光伏车棚屋面活荷载可不与雪荷载同时组合。6.3.2.6光伏车棚风振系数根据结构形式可取1.0～1.3。风荷载体型系数应按照GB50009取值。6.3.3结构计算6.3.3.1光伏车棚构件设计时,应按荷载基本组合。光伏车棚系统构件进行挠度设计时,应采用荷载的标准组合。荷载的作用分项系数应按GB50068取值。6.3.3.2光伏车棚钢结构部分的计算应满足GB50017的相关规定，铝合金结构部分的计算满足GB50429的相关规定。6.3.3.3光伏车棚在风荷载标准值作用下、柱顶水平位移不宜大于H/60。6.3.3.4光伏车棚在永久荷载和可变荷载标准值作用下，车棚结构钢梁挠度不宜大于L/200。6.3.3.5光伏车棚在永久荷载和可变荷载标准值作用下，屋面檩条挠度不宜大于L/200。6.3.3.6光伏车棚在永久荷载和可变荷载标准值作用下，光伏组件最大挠度不宜大于L/60。6.3.4基础设计6.3.4.1光伏车棚的基础设计之前，应对拟建场地进行地质勘察。地质勘察包括土壤类型、土壤层分布、地下水位、土壤承载力等关键参数。还应通过实验室测试，确定土壤的物理力学性质。6.3.4.2光伏车棚拟建场地如有沉降、滑坡等地质灾害的风险，应对拟建场地采取相应的防护措施。防护措施应满足GB50007的规定。6.3.4.3光伏车棚的基础形式和埋深应根据地质勘察报告进行设计；对场地地下管线条件比较复杂的，基础设计时应考虑地下管线的影响。6.3.4.4光伏车棚基础的计算应满足GB50007和JGJ94的规定。6.3.4.5光伏车棚建设场地的地质条件较差时，应采用强夯、换填、注浆等方式进行地基处理，地基处理应满足JGJ79中的规定。6.4节点设计T/CPIA0153—202566.4.1光伏车棚的节点连接方式可采用螺栓连接或现场焊接连接。螺栓连接应按照GB50017中的规定设计，焊接连接的焊缝质量要求应满足GB50661的规定。6.4.2光伏车棚节点设计应考虑荷载传递路径，避免应力集中，节点处的设计强度应不低于构件强度6.4.3钢柱柱脚节点在地面以下时，可采用强度等级较低的混凝土包裹，包裹的混凝土高出地面不宜小于150mm。6.4.4钢柱柱脚节点在地面以上时，柱脚高出地面不应小于100mm，且应做好防撞标识。6.4.5光伏车棚屋面的光伏组件连接节点应采用便于拆卸的连接方式。6.5防腐设计6.5.1光伏车棚的防腐设计应按结构构件的重要性、大气环境侵蚀性分类和防腐设计使用年限确定防腐涂装设计方案。6.5.2光伏车棚可采用耐腐蚀性的材料以满足防腐设计要求，如不锈钢、铝合金等材料。6.5.3光伏车棚也可采用碳素钢材料，通过热镀锌、喷塑、喷涂防腐漆等方式防腐。表面处理的相关要求应满足JGJ/T251的规定。6.6防火设计6.6.1光伏车棚材料宜使用防火材料，防火分区及防火设计应满足GB50016的规定。6.6.2光伏车棚宜结合场地条件设置防火措施，光伏车棚可共用场地原有消防设备。6.7其他设计要点6.7.1光伏车棚还应进行防雷设计、宜进行照明设计和监控设计。6.7.2光伏车棚的防雷及接地保护宜与建筑物防雷及接地系统合用，安装光伏发电系统后不应降低建筑物的防雷保护等级，且光伏方阵接地电阻不应大于4Ω。6.7.3光伏车棚安装的组件带金属边框时，可利用光伏组件的金属边框作为接闪器，利用光伏车棚的金属结构作为自然引下线，并利用建筑物基础内钢筋作为自然接地体。具体要求应满足GB/T50057的规定。6.7.4光伏车棚安装的组件无金属边框时应满足以下规定：a)利用建筑物已安装的外部雷电防护装置对光伏发电系统进行直击雷防护。b)利用金属维护通道或金属桥架等作为接闪器。c)接闪器的安装不得遮挡光伏组件。6.7.5光伏车棚应采取等电位连接防护。电气设备外壳和金属支架应就近进行防雷等电位连接，其过渡电阻应不大于0.2Ω。6.7.6光伏车棚照明设计应满足GB/T50034的规定。6.7.7光伏车棚监控设计应满足JGJ/T334和GB50797的规定。6.7.8光伏车棚宜划分多个模块，每个模块独立设计、制造和安装。6.7.9光伏车棚刚架宜考虑经济性、美观性、适用性，宜每两个车位或三个车位设置一榀刚架。7光伏发电系统设计7.1一般规定7.1.1光伏发电系统中光伏方阵与逆变器之间的容量配比应综合考虑光伏方阵的安装类型、场地条件、太阳能资源、各项损耗、当地电网要求等因素，经技术经济比较后确定。光伏方阵的安装容量与逆变器额定容量之比符合下列规定：a)一类太阳能资源地区，不宜超过1.2。b)二类太阳能资源地区，不宜超过1.5。c)三类太阳能资源地区，不宜超过1.8。7.1.2光伏发电系统直流侧的设计电压应高于光伏组件串在当地昼间极端气温下的最大开路电压，系统中所采用的设备和材料的最高允许电压应不低于该设计电压。T/CPIA0153—202577.1.3光伏组件串的最大功率工作电压变化范围应在逆变器的最大功率跟踪电压范围内。7.1.4并网光伏系统配变电间设计除应符合本规范外，还应符合GB50053的规定。7.1.5光伏发电系统的配电间、变电间应根据光伏方阵规模和建筑物形式采取集中或分散方式布置。7.1.6光伏组件的选型在满足本规范的要求外，还需要满足GB/T29551、GB/T29759的规定。7.2主要设备选择7.2.1光伏组件的机械载荷性能（风压、雪压等）应满足GB50009中拟建地区的风雪荷载要求。同时不同安装方式均应满足JG/T231的规定。7.2.2光伏组件的防火性能应不低于所在建筑部位的材料防火等级。7.2.3光伏组件应满足湿热、高海拔、沙漠、沿海等应用场景，光伏组件的功率首年衰减率与逐年衰减率应满足GB55015的规定。7.2.4光伏车棚采用高压上网方式并网时，光伏系统的变压器宜选用干式变压器。7.2.5光伏系统配套设备应满足GB/T51368的规定。7.3电气系统7.3.1光伏发电系统与公共电网并网应满足当地供电机构的相关规定和要求。7.3.2光伏发电系统以中压或高压方式(10kV及以上)与公共电网并网时，电能质量相关部分应满足GB/T19939中的规定，并应满足以下要求：a)光伏发电系统并网点的运行电压为额定电压的100%％～110％时，光伏系统应能正常运行。b)光伏发电系统在并网运行6个月内应向供电机构提供有关光伏系统运行特性的测试报告。7.3.3光伏发电系统与公共电网之间应设隔离装置，并应满足以下列要求：a)光伏方阵与逆变器之间，逆变器与公共电网之间应设置隔离装置。b)光伏发电系统在并网处应设置并网专用低压开关箱(柜)，并应设置专用标识和“警告“双电源”等提示性文字和符号。7.3.4并网光伏发电系统的安全及保护要求应满足GB/T19939的规定，并应满足以下要求：a)并网光伏发电系统应具有自动检测功能及并网切断保护功能。b)光伏发电系统应根据系统接入条件和供电部门要求选择安装并网保护装置，并应满足GB/T20046和GB/T14285的规定。7.3.5并网光伏发电系统的控制与通信应满足以下要求：a)根据当地供电部门的要求，配置相应的自动化终端设备与通信装置，采集光伏系统装置及并网线路的遥测、遥信数据，并将数据实时传输至相应的调度主站。b)在并网光伏发电系统电网接口/公共联络点应配置电能质量实时在线监测装置，并将可测量到所有电能质量参数(电压、频率、谐波、功率因数等)传输至相应的调度主站。7.3.6并网光伏发电系统应根据当地供电部门的关口计量点设置原则确定电能计量点，并应满足以下要求：a)光伏发电系统在电能关口计量点配置专用电能计量装置。b)电能计量装置应满足DL/T5137和DL/T448的规定。7.3.7作为应急电源的光伏发电系统应满足下列规定：a)光伏发电系统在紧急情况下光伏系统应与公共电网解列，并切断光伏系统供电的非特定负荷。b)开关柜(箱)中的应急回路应设置相应的应急标志和警告标识。7.3.8光伏发电系统与电网之间的自动切换开关应选用不自复方式。7.4发电量计算7.4.1光伏发电站发电量预测应根据站址所在地的太阳能资源情况，并考虑光伏发电站系统设计、光伏方阵布置和环境条件等各种因素后计算确定。7.4.2发电量计算宜按照不大于1h间隔的逐时段发电量累积计算。7.4.3光伏发电站发电量可按公式（1）计算：式中：T/CPIA0153—20258EP——光伏发电站上网电量，单位为千瓦时（kWhn——计算时段数，对于一个完整计算年，若按1小时间隔计算，则为8760小时（hH——计算时段水平面太阳能辐射量，单位为千瓦时每平方米（kWh/m²);q——计算时段光伏方阵太阳能辐射量倾角、方位角修正系；y——计算时段光伏方阵太阳能辐射量阴影遮挡损失修正系数；s——计算时段光伏组件表面太阳入射角损失修正系数；d——计算时段光伏组件工作温度修正系数；s——计算时段逆变器输入功率限制引起的发电量损失修正系数，如果该时段没有功率限制，b——计算时段光照条件下的逆变器输入功率对应的转化效；PAZ——光伏电站的安装容量，单位为容量千瓦（kWpEs——标准条件下的辐照度，单位为千瓦时每平方米（kWh/m²);K——其它效率系数。其它效率系数是考虑光伏组件类型、光伏组件输出功率偏离峰值、光伏组件表面污染、组串适配损失、光伏组件衰减、集电线路损耗、升压变压器损耗、站用电率、系统可利用率等各种因素后的修正系数。7.4.4采用双面发电组件的光伏系统宜对正面和反面分别计算后获得总发电量。7.4.5光伏发电系统效率可按公式100%...........................................................................(2)式中：PR——光伏发电系统效率；PAZ——光伏电站的安装，单位为容量千瓦（kWpEp——光伏发电站上网电量，单位为千瓦时（kWhGA——光伏阵列面太阳能总辐射量（kWh/m²);Es——标准条件下的辐照度，单位为千瓦时每平方米（kWh/m²)。7.4.6光伏发电综合效