分布式屋頂光伏電站設(shè)計注意事項

博學(xué)深思悟大道 2017-03-29

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　　分布式光伏電站在屋頂建筑的類型主要分為兩類，第一類是水泥混凝土屋頂，第二類鋼結(jié)構(gòu)的彩鋼瓦屋頂。

一、彩鋼瓦結(jié)構(gòu)屋頂

　　彩鋼瓦一般用在輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑物上多見于標(biāo)準(zhǔn)化廠房、倉庫。輕鋼結(jié)構(gòu)建筑使用了重量很輕的彩鋼瓦作為屋頂，跨距可以做的很大。非常適合大規(guī)模鋪設(shè)太陽能電池組件。城市的工業(yè)園區(qū)都是聯(lián)片建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化廠房，數(shù)量多面積大，往往一次可以建設(shè)幾十兆瓦的太陽能電站。

　　1、屋頂承載能力

　　彩鋼瓦屋頂面積大，但是承重低往往不超過100KG/㎡，而且需要預(yù)留風(fēng)荷載和雪荷載。

　　因此在屋頂設(shè)備選型時，應(yīng)盡量選擇質(zhì)輕設(shè)備。如電纜可選用鋁合金電纜、橋架選用鋁合金橋架。設(shè)備應(yīng)均用分布，避免產(chǎn)生集中荷載。

　　2、支撐系統(tǒng)

　　根據(jù)屋面的彩鋼瓦結(jié)構(gòu)類型，選擇合適的鋁合金夾具進(jìn)行固定支撐，應(yīng)盡量避免破壞屋頂原彩鋼屋面，造成露水等情況。

　　考慮經(jīng)濟(jì)性及降低屋頂荷載，屋頂光伏組件支撐系統(tǒng)可采用夾具與組件直接連接的形式，省掉上部的檁條，可節(jié)約支撐系統(tǒng)用料80%以上。

　　3、檢修通道

　　根據(jù)屋面的彩鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)設(shè)置屋面檢修通道。避免在后期檢修、運維時直接踩踏在彩鋼板上，造成局部集中荷載對屋面的破壞，產(chǎn)生露水情況。

　　屋面檢修通道采用夾具與彩鋼板連接達(dá)到支撐點的作用，上部采用一體化檢修平臺進(jìn)行組裝，一體化檢修平臺可以采用鋼結(jié)構(gòu)或者鋁合金?？紤]經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)根據(jù)屋面的承載能力情況優(yōu)先選用鋼結(jié)構(gòu)平臺。

　　4、電纜槽盒

　　屋面電纜在進(jìn)行匯線時考慮防紫外線需選擇電纜槽盒進(jìn)行匯線，在槽盒選擇時，應(yīng)根據(jù)溫度進(jìn)行修整計算選擇。

　　考慮屋面的承載能力，應(yīng)選擇鋁合金槽盒；由于屋頂溫度往往較高，考慮到電纜散熱問題，應(yīng)該選用梯形槽盒；考慮防紫外線及防水，選用帶蓋槽盒。

　　5、匯流箱及逆變器（組串式）

　　由于彩鋼屋頂?shù)脑O(shè)備固定形式均采用夾具固定，考慮到屋面的利用率，匯流箱、組串式逆變器應(yīng)采用平放的形式。如果采用平放，對匯流箱及組串式逆變器的防護(hù)等級需達(dá)到相應(yīng)的等級。

二、混凝土結(jié)構(gòu)屋頂

　　混凝土屋面通常不會太大，而且屋頂通常會布置通風(fēng)、電梯井、氣包、水箱等建筑，利用率相對較低。

　　1、屋頂承載能力

　　混凝土屋頂承重高，一般都在150KG以上，有相對較好的承載能力。

　　但由于混凝土屋頂需采用較重的基礎(chǔ)和支架，在基礎(chǔ)和支架選型時，任然需要對材料重量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，降低屋頂?shù)母郊雍奢d。

　　2、支撐系統(tǒng)

　　混凝土屋頂安裝太陽能支架系統(tǒng)都會使用水泥作為支架基礎(chǔ)?；A(chǔ)制作有兩種方式，現(xiàn)場澆筑水泥基礎(chǔ)。與屋面結(jié)合成一體基礎(chǔ)牢固水泥用量少。缺點：需要鋼筋提前預(yù)埋在建筑物屋頂。或者用膨脹螺絲把水泥基礎(chǔ)和屋頂連為一體，這樣做容易破壞屋頂?shù)姆浪畬?，時間長了容易漏水。另一種方式，需要精確統(tǒng)計項目地點的常年平均風(fēng)速和不同季節(jié)的風(fēng)向，計算出正風(fēng)壓和負(fù)風(fēng)壓。再通過風(fēng)壓大小折算出水泥基礎(chǔ)的配重。預(yù)先加工好尺寸一致的水泥壓塊，再運輸?shù)浆F(xiàn)場安裝。

　　3、匯流箱及組串式逆變器

　　混凝土屋頂一般都設(shè)有女兒墻，在匯流箱和組串式逆變器固定時，應(yīng)盡量考慮利用女兒墻，將其固定在女兒墻上，達(dá)到降低成本，增大屋頂利用率。

三、光伏系統(tǒng)設(shè)計

　　1、傾角設(shè)計

　　針對南方地區(qū)的彩鋼屋面，建議采用平鋪形式。一般彩鋼屋面的傾角為5°—10°，雖然對發(fā)電量有一定影響，但會增加屋面利用率，降低成本。

　　混凝土屋面一般為平屋頂，找坡處僅有2%左右坡度。因此，建議混凝土屋頂采用當(dāng)?shù)厝曜畲蟀l(fā)電量最佳傾角。

　　2、并聯(lián)、串聯(lián)設(shè)計

　　彩鋼屋面由于大多數(shù)無法采用最佳傾角，造成一定程度的輻照損失。因此，在并聯(lián)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)實際傾角，采用PVSYST軟件進(jìn)行并聯(lián)數(shù)模擬逆變器的容配比。

　　混凝土屋面采用最佳傾角，可按照常規(guī)方式進(jìn)行計算并聯(lián)數(shù)。

　　在計算串聯(lián)數(shù)時，最低溫度應(yīng)采用當(dāng)?shù)貙嶋H氣象數(shù)據(jù)記錄的有效發(fā)電時間段內(nèi)最低溫度，不應(yīng)直接采用歷年最低溫度。可增加串聯(lián)數(shù)，降低電纜、逆變器、匯流箱數(shù)量，提高系統(tǒng)效率，增加收益。

　　3、電纜選型

　　建議采用鋁合金電纜，鋁合金電纜具有質(zhì)輕、柔韌性好、機(jī)械性能好、價格低廉的優(yōu)勢。比銅電纜可降低成本30%以上。