佛山市房屋屋面安裝光伏承載力檢測鑒定中心

　　目前國內從事屋頂光伏電站建設的企業(yè)相對比較分散，競爭格尚未完全形成，市場潛力巨大，對于企業(yè)是個很好的發(fā)展機會。基于此原因，京東方能源以國家“金太陽”政策的出臺為契機，從下游太陽能應用領域切入，以應用帶動核心技術、研發(fā)關鍵產品，以研發(fā)更好地服務于應用，以“金太陽”與“光伏建筑一體化”示范項目為主導，屋頂光伏電站建設的規(guī)模較小且相對分散，如何對分散的光伏電站系統(tǒng)運行狀況進行實時監(jiān)控，并及時對可能出現的故障作出應急處理成為光伏電站后期監(jiān)控管理的重要任務。構建一個安全的、智能化的綠色能源調度管理系統(tǒng)，實現分散式能源系統(tǒng)的集中調度管理與智能監(jiān)控，對光伏電站的安全可靠運行具有十分重要的現實意義，工業(yè)分布式光伏系統(tǒng)的選址一般可選擇安裝在廠房屋頂上，屋面承重能力必須大于20kg/m2。房屋房梁如果是木質結構的話就不要考慮了，光伏系統(tǒng)使用年限長達25年，木質房梁易腐壞，建議不要進行安裝。若在人字結構屋頂建設太陽能光伏電站，不能像地面電站那樣設計佳傾角，并且考慮前后遮擋間距。為了便于光伏組件和屋頂結合，一般都在屋面上直接平鋪支架，北半球鋪朝南面，南半球鋪朝北面，這樣方可大效率利用光能。支架與屋頂采用夾具連接，電池組件再安裝于支架上。這種方式不僅美觀，可以實現屋頂面積利用大化。在平頂結構屋頂建設太陽能光伏電站，需要架設光伏支架和設計佳傾角和組件前后間距。支架基礎強度的設計還要以當地氣象條件做依據。需要注意一點，考慮到組件的熱脹冷縮效應，安裝時上下左右組件之間的間隔要達到3cm左右為佳。

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　　太陽能電站產除了受環(huán)境因素影響，還與自身構造、電池板材料有關。下面根據研究，可能會產生主要影響的要素分析如下：

　　1 環(huán)境因素對太陽能電池板能效的影響

　　溫度和太陽能輻射照度是影響太陽能設備輸出效率的兩個主要因素。其他環(huán)境因素，如風、雨、云層和太能輻射分布會通過對溫度和太陽能輻射度的間接影響從而影響設備效率。

　　1.1 溫度

　　當光伏組件在環(huán)境溫度為25℃時工作時，其實際操作溫度將高于環(huán)境溫度，并導致較高14%的能源轉化損失。一般來說，單晶硅額定電池工作溫度（NOCT）為40℃。NOCT是指當太陽能組件或電池處于開路狀態(tài)，并在以下具有代表性情況時所達到的溫度[5]。

　�。�1）電池表面光強： 800 W/m2

　　（2） 環(huán)境溫度： 20℃

　�。�3）風速：1m/s

　　（4）電負荷： 無（開路）

　�。�5）傾角：與水平面成45°

　�。�6） 支架結構：后背面打開

　　通過對光伏組件電能生產監(jiān)控實驗發(fā)現[2]，高溫會導致組件產能下降。高風速會使環(huán)境溫度下降，從而降低了光伏組件工作溫度，提高產能。低溫是光伏組件的理想工作環(huán)境。當環(huán)境溫度高于25℃時，電能損失為標準測試條件（STC）功率的10%，光譜、組件衰減和其他因素會導致約7.7%的電能損失。太陽輻射照度通過影響光伏組件的多個輸出因數從而影響輸出效率。

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　　太陽能電池性能強烈依賴于光譜分布，不同的太陽能電池材料有不同的光譜輸出。光伏組件的不同材料在不同的光譜分布下將產生不同的電能輸出，光譜分布根據地點和每天時間段的不同而有所不同。

　　1.2 組件損傷

　　電池板不匹配導致的損毀的電池板會使太陽能電池板電流減小，在額定電壓范圍內工作時[6]，將電能以發(fā)熱形式散發(fā)，使得光伏組件溫度升高。當光伏組件在室外超時工作時溫度將升高，將有可能導致不可逆轉的組件損傷。不被旁路二極管保護的不匹配電池組件將引起電能耗散并產生過熱點，從而引起組件損傷。

　　太陽能電站組件的室外工作功率往往低于額定功率。研究表明氣象條件會引起光伏組件效能損失達18%。光伏電站設計使用時間為20-30年，但光伏組件的衰減和過早失效都應考慮在內。對組件潛在衰減的監(jiān)控是十分必要的。

　�。�1）平屋面面層恒荷載計算

　　平屋面，又稱建筑找坡屋面，排水坡度為2%～3%，屋面面層的基本構造、荷重如下：

　　 結構層（鋼筋混凝土屋面板）上水泥砂漿找平層：厚度15～30mm，容重20kN/m3；

　　 隔氣層：以成品為主，重量較輕，可以忽略；

　　 保溫層兼找坡層：一般采用憎水性能好、導熱系數小和重量輕的保溫材料，起坡處厚度必須滿足熱工要求、由建筑計算決定，如膨脹珍珠巖系列（容重7～15 kN/m3，現場拌制的砂漿取大值，成品取小值）、擠塑板系列（很輕，重量可以忽略）等；

　�、� 水泥砂漿找平層：厚度15～20mm，容重20kN/m3；

　　 防水層：如二氈三油系列、二布六膠系列等，重量2～8 kN/m2；

　　 保護面層：對于不上人屋面，可以是涂料、反射膜、砂石粘料（常稱綠豆砂）、蛭石云母粉、纖維紡織毯、水泥砂漿塊材等；對于上人屋面，與樓面面層的做法相同，一般以水泥砂漿面層為主；也可以結合環(huán)境綠化，采用種植屋面、蓄水屋面等。

　�。�2）坡屋面面層恒荷載計算

　　坡屋面，又稱結構找坡屋面，排水坡度≧5%，相對于平屋面來說屋面面層的基本構造要簡單一些，通常如下：

　　 結構層（鋼筋混凝土屋面板）上水泥砂漿找平層：厚度15～30mm，容重20kN/m3；

　　 隔氣層：以成品為主，重量較輕，可以忽略；

　　 保溫層：材料同平屋面；

　�、� 水泥砂漿找平層：厚度15～20mm，容重20kN/m3；

　　 保護面層：如涂料系列、瓦片系列（塊瓦、油氈瓦、鋼板彩瓦、琉璃瓦等，瓦片荷重較大，計算重量時必須根據瓦片的規(guī)格、樣品及施工方法決定）等。

　　3.1.1.3 墻體恒荷載

　　常用建筑墻體荷重及墻面面層荷重取值，可參考表3.1.3。

　　墻體恒荷載一般簡化為線荷載的形式，直接作用于支承板或支承梁上，由墻體引起的恒荷載計算方法如下：

　　對于無門窗洞口的墻體（實墻）：

　　墻體恒荷載（kN/m）= 墻體凈高×墻體單位面積荷重（kN/m2）

　　對于有門窗洞口的墻體：

　　墻體恒荷載（kN/m）= 墻體面積×墻體單位面積荷重（kN/m2）÷支承梁長度

　　墻體單位面積荷重可以直接查相應的設計手冊，如表3.1.3 所述，也可以按照下式計算：

　　墻體單位面積荷重 = 砌體容重×墻體厚度 + 砌體兩側墻面面層荷重。