光伏建筑光伏组件安装要求优化方案

2023-07-02 理论教育版权反馈

【摘要】：根据民用建筑光伏系统应用技术规范，建筑物的光伏组件安装要符合以下要求。当光伏组件安装倾角小于10°时，应考虑设置维修、人工清洗的设施与通道。支架安装型光伏方阵中光伏组件的间距应满足冬至日不遮挡太阳光的要求。

太阳能电池方阵有3种安装形式：①安装在柱上；②安装在地面上；③安装在屋顶上。采用哪一种安装形式取决于诸多因素，包括方阵尺寸、可利用的空间、采光条件、防止破坏和盗窃、风负载、视觉效果及安装难度等。除“屋顶集成”的光伏模块外，所有太阳能电池方阵都要求使用金属支架，支架除要有一定强度外，还要有利于固定和支撑。方阵的框架应该十分坚固，要有足够的硬度，重量要轻。方阵支架必须能经受大风和冰雪堆积物的附加重，不会因为人为的和一些大动物破坏造成方阵坍塌。

方阵支架需要地脚支柱，目的有两个：①离地面有一定高度，便于通风；②北方冬季堆积在太阳能电池板下面的雪可能会腐蚀电池板，地脚支柱可防止融化的雪落到电池板上。

一年之内，至少在夏天和冬天改变两次电池板倾角，以此方式固定的太阳能电池方阵有利于增加发电量。而且，手动改变倾角的太阳能电池板对风压的耐受能力较好。

决定在屋顶安装电池板之前，工作人员中最好有一个建筑工程师，先检查一下屋顶。要确定屋顶能否承受附加的太阳能电池板的重量、要安装的设备重量、堆积的冰雪重量以及安装期间站在屋顶上人的重量等。

太阳能电池板应该面向中午的太阳，而不需要对着指南针的方向，这一点在地志图和太阳能参考书中都有说明。太阳能电池板与水平面的最小倾角是10°，这样可使落在太阳能电池板上的雨水很快地滑落到地面上，从而保持了电池板表面的清洁。

在这3种安装形式中，在地面上安装是最简单的。在柱上安装太阳能电池板的难度依电池板离地的高度而定。而在屋顶上安装电池板的难度由屋顶是否陡峭而定。在比较陡的屋顶上工作不仅非常危险，而且也更加耗时费力。绳子、铲车、脚手架可以提高安装速度。在安装过程中，太阳能电池板的表面应该用东西覆盖，从而减小对电池板电气性能的损伤。在光伏电站周围修建围墙是一种常规做法，可以保证系统安全，使牲畜无法靠近设备。

在屋顶安装太阳能电池方阵，有四种常用方法：支架安装、独立安装、直接安装和一体化安装。

1.支架安装

在支架安装方式中，电池组件用一个金属框架支撑，并呈现一个预先设定好的倾角。用支架安装的方阵，通过用螺钉将支架固定在屋顶上。这种安装方法会带来增加屋顶承重及风应力等问题。但是，由于气流通路完全环绕电池组件周围，组件可保持相对较低的工作温度，从而提高了效率。有些支架安装方式可以按季节调节倾角，以提高光伏系统效率。

2.独立安装

独立安装方式将电池组件安装在屋顶上的框架上，这个框架平行于屋顶的倾角，并且离屋顶10～20cm高。支撑横杆固定在独立的框架上，组件固定在这些横杆上。独立安装方式为方阵提供了空气自由流动的通路。独立安装方式的缺点是维护方阵和更换屋顶材料都比较困难。

3.直接安装

直接安装方式将电池组件直接安装在普通屋顶的覆盖物上，因此不需支撑框架和横杆。组件必须保持屋顶覆盖物密封的完整性，因此要经常使用合适的密封剂密封屋顶。

直接安装系统的空气流不能在方阵组件周围流动，这就导致了在这种安装方式中的组件工作温度比其他安装方式大约高20℃。由于不能完全观察到方阵的电气连接情况，这给分析、修理和维护都带来困难。

4.一体化安装

一体化安装方式将电池组件直接安装在屋顶的椽子上，并用电池组件取代了常规的屋顶覆盖物。方阵使用釉面丁基合成橡胶或装有金属板条的衬垫材料密封。这种安装方式适合于屋顶朝向和倾角都适宜日光照射的场合使用。这种系统很容易通风，因此可以保证电池方阵运行在效率较高的工作温度下。由于太阳能电池板的连接线路都暴露在阁楼中，这样很容易检查和维修线路。

光伏玻璃幕墙也属于一体化安装方式。这种方式下太阳能电池被夹在两层超白玻璃之间，解决太阳能电池的散热问题是该方式利用的技术关键。

根据民用建筑光伏系统应用技术规范，建筑物的光伏组件安装要符合以下要求。

3.3.10.1 平屋面上安装光伏组件要求

（1）光伏组件安装宜按最佳倾角进行设计。当光伏组件安装倾角小于10°时，应考虑设置维修、人工清洗的设施与通道。

（2）光伏组件安装支架宜采用可调节支架，包括自动跟踪型和手动调节型。

（3）支架安装型光伏方阵中光伏组件的间距应满足冬至日不遮挡太阳光的要求。

（4）在建筑屋面上安装光伏组件，应选择不影响屋面排水功能的基座形式和安装方式。

（5）光伏组件基座与结构层相连时，防水层应包到支座和金属埋件的上部，并在地脚螺栓周围作密封处理。

（6）在屋面防水层上安装光伏组件时，其支架基座下部应增设附加防水层。

（7）直接构成建筑屋面面层的建材型光伏组件，除应保障屋面排水通畅外，安装基层还应具有一定的刚度。在空气质量较差的地区，还应设置清洗光伏组件表面的设施。

（8）光伏组件周围屋面、检修通道、屋面出入口和光伏方阵之间的人行通道上部应铺设屋面保护层。

（9）光伏组件的引线穿过屋面处应预埋防水套管，并作防水密封处理。防水套管应在屋面防水层施工前埋设完毕。

3.3.10.2 坡屋面上安装光伏组件要求

（1）坡屋面坡度宜按照光伏组件全年获得电能最多的倾角设计。

（2）光伏组件宜采用顺坡镶嵌或顺坡架空安装方式。

（3）建材型光伏构件与周围屋面材料连接部位应做好建筑构造处理，并应满足屋面整体的保温、防水等围护结构功能要求。

（4）顺坡架空安装的光伏组件与屋面之间的垂直距离应满足安装和通风散热间隙的要求。

3.3.10.3 阳台或平台上安装光伏组件要求

（1）低纬度地区安装在阳台或平台栏板上的晶体硅光伏组件应有适当的倾角。

（2）安装在阳台或平台栏板上的光伏组件支架应与栏板结构主体构件上的预埋件牢固连接。

（3）构成阳台或平台栏板的构件型光伏构件，应满足刚度、强度、防护功能和电气安全要求。

（4）应采取保护人身安全的防护措施。

3.3.10.4 墙面上安装光伏组件要求

（1）低纬度地区安装在墙面上的晶体硅光伏组件应有适当的倾角。

（2）安装在墙面的光伏组件支架应与墙面结构主体上的预埋件牢固锚固。

（3）光伏组件与墙面的连接不应影响墙体的保温构造和节能效果。

（4）设置在墙面的光伏组件的引线穿过墙面处，应预埋防水套管。穿墙管线不宜设在结构柱处。

（5）光伏组件镶嵌在墙面时，宜与墙面装饰材料、色彩、分格等协调处理。

（6）安装在墙面上作为遮阳构件的光伏组件应作遮阳分析，满足室内采光和日照的要求。

（7）光伏组件安装在窗面上时，应满足窗面采光、通风等围护结构功能要求。

（8）应采取保护人身安全的防护措施。

3.3.10.5 幕墙上安装光伏组件的要求：

（1）安装在幕墙上的光伏组件宜采用光伏幕墙。

（2）光伏组件尺寸应符合幕墙设计模数，光伏组件表面颜色、质感应与幕墙协调统一。

（3）光伏幕墙的性能应满足所安装幕墙整体物理性能的要求，并应满足建筑节能的要求。

（4）对于有采光和安全双重性能要求的部位，应使用双玻光伏幕墙，其使用的夹胶层应为PVB或其他满足安全玻璃要求的夹胶。

（5）玻璃光伏幕墙的结构性能应满足国家现行标准《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ 102—2003）的要求，并应满足建筑室内对视线和透光性能的要求。

（6）由玻璃光伏幕墙构成的雨篷、檐口和采光顶，应满足建筑相应部位的刚度、强度、排水功能及防止空中坠物的安全性要求。

光伏建筑光伏组件安装要求优化方案

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