惠州市房屋屋面安装光伏承载力检测鉴定中心

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　　目前国内从事屋顶光伏电站建设的企业相对比较分散，竞争格尚未完全形成，市场潜力巨大，对于企业是个很好的发展机会。基于此原因，京东方能源以国家“金太阳”政策的出台为契机，从下游太阳能应用领域切入，以应用带动核心技术、研发关键产品，以研发更好地服务于应用，以“金太阳”与“光伏建筑一体化”示范项目为主导，屋顶光伏电站建设的规模较小且相对分散，如何对分散的光伏电站系统运行状况进行实时监控，并及时对可能出现的故障作出应急处理成为光伏电站后期监控管理的重要任务。构建一个安全的、智能化的绿色能源调度管理系统，实现分散式能源系统的集中调度管理与智能监控，对光伏电站的安全可靠运行具有十分重要的现实意义，工业分布式光伏系统的选址一般可选择安装在厂房屋顶上，屋面承重能力必须大于20kg/m2。房屋房梁如果是木质结构的话就不要考虑了，光伏系统使用年限长达25年，木质房梁易腐坏，建议不要进行安装。若在人字结构屋顶建设太阳能光伏电站，不能像地面电站那样设计佳倾角，并且考虑前后遮挡间距。为了便于光伏组件和屋顶结合，一般都在屋面上直接平铺支架，北半球铺朝南面，南半球铺朝北面，这样方可大效率利用光能。支架与屋顶采用夹具连接，电池组件再安装于支架上。这种方式不仅美观，可以实现屋顶面积利用大化。在平顶结构屋顶建设太阳能光伏电站，需要架设光伏支架和设计佳倾角和组件前后间距。支架基础强度的设计还要以当地气象条件做依据。需要注意一点，考虑到组件的热胀冷缩效应，安装时上下左右组件之间的间隔要达到3cm左右为佳。

　　太阳能电站产除了受环境因素影响，还与自身构造、电池板材料有关。下面根据研究，可能会产生主要影响的要素分析如下：

　　1 环境因素对太阳能电池板能效的影响

　　温度和太阳能辐射照度是影响太阳能设备输出效率的两个主要因素。其他环境因素，如风、雨、云层和太能辐射分布会通过对温度和太阳能辐射度的间接影响从而影响设备效率。

　　1.1 温度

　　当光伏组件在环境温度为25℃时工作时，其实际操作温度将高于环境温度，并导致较高14%的能源转化损失。一般来说，单晶硅额定电池工作温度（NOCT）为40℃。NOCT是指当太阳能组件或电池处于开路状态，并在以下具有代表性情况时所达到的温度[5]。

　　（1）电池表面光强： 800 W/m2

　　（2） 环境温度： 20℃

　　（3）风速：1m/s

　　（4）电负荷： 无（开路）

　　（5）倾角：与水平面成45°

　　（6） 支架结构：后背面打开

　　通过对光伏组件电能生产监控实验发现[2]，高温会导致组件产能下降。高风速会使环境温度下降，从而降低了光伏组件工作温度，提高产能。低温是光伏组件的理想工作环境。当环境温度高于25℃时，电能损失为标准测试条件（STC）功率的10%，光谱、组件衰减和其他因素会导致约7.7%的电能损失。太阳辐射照度通过影响光伏组件的多个输出因数从而影响输出效率。

　　太阳能电池性能强烈依赖于光谱分布，不同的太阳能电池材料有不同的光谱输出。光伏组件的不同材料在不同的光谱分布下将产生不同的电能输出，光谱分布根据地点和每天时间段的不同而有所不同。

　　1.2 组件损伤

　　电池板不匹配导致的损毁的电池板会使太阳能电池板电流减小，在额定电压范围内工作时[6]，将电能以发热形式散发，使得光伏组件温度升高。当光伏组件在室外超时工作时温度将升高，将有可能导致不可逆转的组件损伤。不被旁路二极管保护的不匹配电池组件将引起电能耗散并产生过热点，从而引起组件损伤。

　　太阳能电站组件的室外工作功率往往低于额定功率。研究表明气象条件会引起光伏组件效能损失达18%。光伏电站设计使用时间为20-30年，但光伏组件的衰减和过早失效都应考虑在内。对组件潜在衰减的监控是十分必要的。

　　（1）平屋面面层恒荷载计算

　　平屋面，又称建筑找坡屋面，排水坡度为2%～3%，屋面面层的基本构造、荷重如下：

　　① 结构层（钢筋混凝土屋面板）上水泥砂浆找平层：厚度15～30mm，容重20kN/m3；

　　② 隔气层：以成品为主，重量较轻，可以忽略；

　　③保温层兼找坡层：一般采用憎水性能好、导热系数小和重量轻的保温材料，起坡处厚度必须满足热工要求、由建筑计算决定，如膨胀珍珠岩系列（容重7～15kN/m3，现场拌制的砂浆取大值，成品取小值）、挤塑板系列（很轻，重量可以忽略）等；

　　④ 水泥砂浆找平层：厚度15～20mm，容重20kN/m3；

　　⑤ 防水层：如二毡三油系列、二布六胶系列等，重量2～8 kN/m2；

　　⑥保护面层：对于不上人屋面，可以是涂料、反射膜、砂石粘料（常称绿豆砂）、蛭石云母粉、纤维纺织毯、水泥砂浆块材等；对于上人屋面，与楼面面层的做法相同，一般以水泥砂浆面层为主；也可以结合环境绿化，采用种植屋面、蓄水屋面等。

　　（2）坡屋面面层恒荷载计算

　　坡屋面，又称结构找坡屋面，排水坡度≧5%，相对于平屋面来说屋面面层的基本构造要简单一些，通常如下：

　　① 结构层（钢筋混凝土屋面板）上水泥砂浆找平层：厚度15～30mm，容重20kN/m3；

　　② 隔气层：以成品为主，重量较轻，可以忽略；

　　③ 保温层：材料同平屋面；

　　④ 水泥砂浆找平层：厚度15～20mm，容重20kN/m3；

　　⑤保护面层：如涂料系列、瓦片系列（块瓦、油毡瓦、钢板彩瓦、琉璃瓦等，瓦片荷重较大，计算重量时必须根据瓦片的规格、样品及施工方法决定）等。

　　3.1.1.3 墙体恒荷载

　　常用建筑墙体荷重及墙面面层荷重取值，可参考表3.1.3。

　　墙体恒荷载一般简化为线荷载的形式，直接作用于支承板或支承梁上，由墙体引起的恒荷载计算方法如下：

　　对于无门窗洞口的墙体（实墙）：

　　墙体恒荷载（kN/m）= 墙体净高×墙体单位面积荷重（kN/m2）

　　对于有门窗洞口的墙体：

　　墙体恒荷载（kN/m）= 墙体面积×墙体单位面积荷重（kN/m2）÷支承梁长度

　　墙体单位面积荷重可以直接查相应的设计手册，如表3.1.3 所述，也可以按照下式计算：

　　墙体单位面积荷重 = 砌体容重×墙体厚度 + 砌体两侧墙面面层荷重。