戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)支架安裝方式探究

趙海斌 包文龍 張良利 楊松 沈道軍

摘 要：本文是針對(duì)戶用光伏的安裝方式做詳細(xì)的探討，由于每家每戶的情況都是不盡相同的，所以，對(duì)于戶用光伏來(lái)說(shuō)，民用型房子一般都是自建房，沒(méi)有圖紙，在民用型的屋頂上安裝光伏時(shí)，其安裝方案可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行調(diào)整，并不是一成不變，適合的安裝方案可以減少安裝成本，從而整體上提高經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：民用型房子；安裝方案；步驟

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏打效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。這種技術(shù)的關(guān)鍵元件是太陽(yáng)能電池。太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)可形成大面積的太陽(yáng)電池組件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏發(fā)電裝置。光伏發(fā)電被稱為最理想的新能源。與常用的發(fā)電系統(tǒng)相比，太陽(yáng)能光伏發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)：①無(wú)枯竭危險(xiǎn)；②安全可靠，無(wú)噪聲，無(wú)污染排放外，絕對(duì)干凈（無(wú)公害）；③不受資源分布地域的限制，可利用建筑屋面的優(yōu)勢(shì)；④無(wú)須消耗燃料及大部分都不需要架設(shè)輸電線路即可就地發(fā)電供電；⑤能源質(zhì)量高；⑥使用者從感情上容易接受；⑦建設(shè)周期短，獲取能源花費(fèi)的時(shí)間短。隨著國(guó)家光伏補(bǔ)貼政策的相繼出臺(tái)以及大力扶持，我國(guó)的光伏技術(shù)由前期的摸索到現(xiàn)在的成熟，已經(jīng)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。由于太陽(yáng)能光伏的安裝使用惠國(guó)惠民，我國(guó)很多民用型家庭已經(jīng)安裝了太陽(yáng)能光伏，也已經(jīng)達(dá)到了預(yù)期的經(jīng)濟(jì)效益。

戶用光伏中，戶型類別的不同會(huì)導(dǎo)致安裝方案不同。屋面常采用鋼支架或鋁合金支架來(lái)與光伏組件連接。光伏支架是光伏發(fā)電系統(tǒng)中為了擺放、安裝、固定太陽(yáng)能面板而設(shè)計(jì)的特殊的支架。太陽(yáng)能光伏支架作為光伏電站的重要組成部分，它承載著光伏電站的發(fā)電主體。選擇合適的光伏支架不僅可以保證光伏組件的安全運(yùn)行、降低破損率，更能降低工程造價(jià)，減少后期的養(yǎng)護(hù)成本。本文中，將重點(diǎn)介紹幾種戶用光伏的安裝方案以及施工現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整組件的安裝方案，使得光伏組件與屋面能牢固連接。

1 探究平屋頂支架安裝方式

1.1 平屋頂?shù)脑敿?xì)描述

平屋頂目前主要存在于兩種形式，一種是現(xiàn)澆混凝土屋頂；一種是預(yù)制板混凝土屋頂。對(duì)于現(xiàn)澆混凝土屋頂，由于其樓板結(jié)構(gòu)配筋較好，可以滿足光伏支架的承載要求；對(duì)于預(yù)制板的混凝土屋頂，其自身的承載強(qiáng)度及整體性能不是很好，我們?cè)诎惭b光伏支架的時(shí)候，需要對(duì)其進(jìn)行核算其強(qiáng)度。安裝方式如圖1所示。

1.2 平屋頂?shù)陌惭b步驟

（1）首先清潔屋面雜物，使用皮尺在屋面上測(cè)量基礎(chǔ)的安裝位置，然后安放基礎(chǔ)。

（2）使用沖擊鉆對(duì)水泥基礎(chǔ)打孔，孔深根據(jù)基礎(chǔ)厚度及螺栓長(zhǎng)度決定，螺栓直徑可采用M10。

（3）將膨脹螺栓放入孔口，使用木槌或皮錘等非金屬錘子將螺栓輕輕敲入孔內(nèi)，與孔口間距30mm。

（4）安裝底梁或基座，將底梁孔或基座孔對(duì)準(zhǔn)螺栓使用扳手將螺母旋緊；（依照上面方式固定其他基礎(chǔ)基座）。

（5）按照支架角度量取后立柱安裝位置，使用螺栓將基座與后立柱固定。

（6）固定斜梁，使用角連接件與后支柱固定，用螺栓將斜梁與底座連接。

（7）固定龍骨，根據(jù)組件安裝孔確定龍骨安裝位置，龍骨與安裝孔距離保持在±100mm，組件兩端邊框距斜梁200mm～300mm，使用異型螺母將龍骨固定在斜梁上。

（8）組件安裝，安裝前確定組件安裝高度，組件下端玻璃面距離地面300mm，使用側(cè)壓塊固定組件，先固定下端壓塊防止組件滑落，組件邊框距離龍骨兩端距離20mm～30mm。固定時(shí)需兩人配合，使用拉線法或水平尺確定組件整體平行度。

總體來(lái)說(shuō)，我們更傾向于對(duì)現(xiàn)澆混凝土屋頂安裝光伏支架，而對(duì)于預(yù)制板的混凝土屋面，一般都是不能滿足其承載要求的。

2 探究瓦屋頂支架安裝方式

2.1 瓦屋頂?shù)脑敿?xì)描述

瓦屋頂主要采用順坡架空安裝方式，同時(shí)組件與屋面之間的垂直距離需要滿足安裝和通風(fēng)散熱間隙的要求。光伏陣列相對(duì)于屋頂平行鋪設(shè)，支架采用鋼制預(yù)埋件點(diǎn)陣式固定橫梁。瓦屋頂光伏支架安裝方式如圖2所示。

2.2 瓦屋頂?shù)囊话惆惭b步驟

（1）小心翼翼地將安裝位置的瓦片揭下，防止打碎。

（2）將掛鉤與屋面橫梁用螺栓固定好。

（3）將掛鉤與屋面鋼支架用螺栓連接。

（4）依次將掛鉤與屋面鋼支架用螺栓連接。

（5）將組件與鋼支架用螺栓連接。

（6）依次將組件與鋼支架用螺栓固定，并擰緊。

農(nóng)村的民用型住宅一般都是自建房，缺少圖紙?？傮w來(lái)說(shuō)，對(duì)于普通的磚墻瓦屋頂，一般都是可以滿足光伏支架的承載要求的；對(duì)于土墻以及保溫墻的瓦屋頂，一般都是不滿足其承載能力的，安裝支架會(huì)存在一定的安全隱患。

3 探究彩鋼瓦屋頂支架安裝方式

對(duì)于戶用光伏來(lái)說(shuō)，居民建筑常見(jiàn)的戶型是瓦屋頂與平屋頂。戶用彩鋼瓦屋頂還是偏少的，主要常見(jiàn)于廠房，倉(cāng)庫(kù)等大型建筑物。這里主要簡(jiǎn)單介紹下安裝方式。

彩鋼瓦屋頂光伏支架是為彩鋼板屋頂分布式光伏電站設(shè)計(jì)的，適合于廠房或倉(cāng)庫(kù)等大面積的彩鋼瓦屋頂。根據(jù)彩鋼瓦的不同類型結(jié)構(gòu)配套特定的鋁合金夾具（角馳式、直立鎖邊、暗扣式），達(dá)到最穩(wěn)固的安裝效果。此安裝方式不破壞原有建筑的防水，并有效地和原有屋頂結(jié)合在一起。光伏支架主材均采用鋁合金夾具來(lái)連接導(dǎo)軌與組件，使其牢固結(jié)合。彩鋼瓦屋頂?shù)闹Ъ馨惭b方式如圖3所示。

4 結(jié)論與建議

針對(duì)戶用光伏支架安裝方式簡(jiǎn)單介紹以上三種典型的類型?？傮w的經(jīng)濟(jì)效益來(lái)說(shuō)，我們更傾向于彩鋼瓦屋頂?shù)闹Ъ馨惭b方案，與其他兩種安裝方案，經(jīng)濟(jì)成本不是很高。其實(shí)對(duì)于戶用光伏支架安裝來(lái)說(shuō)，由于每家每戶安裝要求和戶型不同，沒(méi)有固定的安裝方式，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況，來(lái)進(jìn)行調(diào)整，畢竟工程施工不同于設(shè)計(jì)方案。每個(gè)工程都沒(méi)有統(tǒng)一的安裝標(biāo)準(zhǔn)，我們只要在滿足安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下，還是推薦采用快速型和經(jīng)濟(jì)型的安裝方式。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50017—2003，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]GB50009—2012，建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范[S].

[3]趙爭(zhēng)鳴，孫曉英，劉建政.太陽(yáng)能光伏發(fā)電及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2005.