屋頂光伏系統(tǒng)是利用太陽能發(fā)電的一種方式,其安裝方式主要分為平屋頂和傾斜屋頂兩種。平屋頂光伏系統(tǒng)是將太陽能電池板直接安裝在屋頂上,而傾斜屋頂光伏系統(tǒng)則是通過在屋頂上鋪設(shè)一定角度的太陽能跟蹤裝置,以最大化接收陽光。這兩種安裝方式各有特點,平屋頂安裝簡單、維護(hù)方便,但受天氣影響大;傾斜屋頂則能更好地利用太陽能,但需要定期調(diào)整跟蹤裝置。
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屋頂光伏安裝方式
一、按屋頂類型區(qū)分的安裝方式
(一)平屋頂安裝方式
- 水平安裝(最佳角度安裝)
- 在平屋頂(屋頂坡度小于5%(2.86度))上,光伏陣列可以按最佳角度安裝。這樣能獲得最大發(fā)電量,并且可采用常規(guī)晶硅光伏組件,減少組件投資成本,往往經(jīng)濟(jì)性相對較好。這種安裝方式適合平屋頂面積較大且對發(fā)電量有較高要求的情況,如大型商場、工業(yè)廠房等的平屋頂光伏安裝??梢允褂没炷粱A(chǔ)安裝等方式固定光伏組件,需要考慮屋頂?shù)某兄睾头浪畣栴}。例如一些大型倉儲式超市的屋頂光伏電站,采用這種安裝方式,既充分利用了屋頂空間,又能獲得較好的發(fā)電效益。
- 采用鋼結(jié)構(gòu)小屋形式安裝
- 鋼結(jié)構(gòu)小屋是指將支柱加高設(shè)置屋頂光伏發(fā)電站,在屋頂上建造遮陽小屋,不影響屋頂?shù)目蓜涌臻g。臺架安裝采用混凝土基礎(chǔ)太陽能電站形式,為保證發(fā)電量,并根據(jù)地區(qū)地理位置,結(jié)合實際情況確定傾角,使前排組件不遮擋后排組件之間的空間。這種方式除了發(fā)電,還有隔熱降溫的效果,安裝一套光伏電站可以使屋頂下的空間冷卻5 - 7度。比如一些住宅的平屋頂采用這種方式,在發(fā)電的同時還能改善居住環(huán)境的溫度。
(二)傾斜屋頂安裝方式
- 按最佳或接近最佳角度安裝(正南方向傾斜屋頂)
- 在北半球,對于正南方向的傾斜屋頂,可以按照最佳角度或接近最佳角度安裝光伏陣列,從而獲得較大發(fā)電量。可以采用常規(guī)的晶體硅光伏組件,性能好、成本低,因此也有較好經(jīng)濟(jì)性。并且與建筑物功能不發(fā)生沖突,可與屋頂緊密結(jié)合,美觀性較好。這種方式適用于各種住宅、小型商業(yè)建筑等傾斜屋頂?shù)墓夥惭b,安裝時與屋頂?shù)娜诤隙雀?,不影響建筑整體美觀。
- 根據(jù)屋頂傾斜角度直接鋪設(shè)(一般傾斜屋頂)
- 在斜坡屋頂上設(shè)置屋頂光伏發(fā)電站,不需要抬高支架或計算傾斜角。安裝時可根據(jù)屋面本身的傾斜角度鋪設(shè),同時安裝容量不受面積影響,坡度大的話,還具有自動清洗電廠的效果。建筑一體化效果顯著,和屋頂?shù)南嗳菪院芎?,不會影響房子的美觀,可以使屋頂成為高科技的展示。例如在一些傳統(tǒng)的斜屋頂民居上安裝光伏系統(tǒng),就可以直接利用屋頂?shù)膬A斜角度進(jìn)行鋪設(shè)。
二、按施工方式區(qū)分的安裝方式
(一)混凝土基礎(chǔ)安裝
- 按施工方式細(xì)分
- 預(yù)制水泥基礎(chǔ):預(yù)先制作好水泥基礎(chǔ),然后將其放置在合適位置用于安裝光伏支架和組件。這種方式施工相對靈活,在一些大型混凝土平屋頂?shù)墓夥娬窘ㄔO(shè)中比較適用。
- 直接澆筑基礎(chǔ):直接在屋頂指定位置澆筑水泥基礎(chǔ)。適用于對基礎(chǔ)穩(wěn)定性要求較高的情況,如在強(qiáng)風(fēng)或地震多發(fā)地區(qū)的大型工業(yè)廠房平屋頂光伏安裝。
- 按基礎(chǔ)大小細(xì)分
- 獨立底座基礎(chǔ):
- 方形柱:前后支架分開放置在混凝土平面屋頂上,方形柱基座從連接方式上有多種情況。例如支架與水泥基礎(chǔ)基座螺絲連接、支架連同水泥基礎(chǔ)一起澆筑、支架直接壓在混凝土基礎(chǔ)凹槽下、混凝土直接放置在支架上。
- 圓形柱:圓形柱基座從連接方式上分為支架與混凝土基礎(chǔ)基座螺絲連接、支架連同水泥基礎(chǔ)一起澆筑。
- 復(fù)合底座基礎(chǔ)(條形基礎(chǔ)):將前后支架連接為一體,具有更好的抵抗載荷能力。其與支架的連接方式可分為支架與混凝土基礎(chǔ)基座螺絲連接和支架連同水泥基礎(chǔ)一起澆筑。這種基礎(chǔ)在混凝土平屋頂安裝光伏時,如果屋頂面積較大且對承載能力和穩(wěn)定性要求較高時較為適用。
- 獨立底座基礎(chǔ):
(二)夾具安裝
- 按材質(zhì)分類
- 鋁型材、熱鍍鋅鋼、鋁合金、不銹鋼等:不同材質(zhì)的夾具具有不同的特性,如鋁型材夾具重量較輕,不銹鋼夾具耐腐蝕性能較好。
- 針對彩鋼瓦的夾具安裝類型
- 彩鋼瓦的安裝夾具(夾持):適用彩鋼瓦類型為角馳三型、直立鎖邊結(jié)構(gòu)。
- 馬鞍支座:適用彩鋼瓦類型為角馳三型、直立鎖邊結(jié)構(gòu)、梯形結(jié)構(gòu)。與彩鋼瓦的連接方式分為粘接和螺栓固定。
- 琉璃瓦掛鉤固定基礎(chǔ):通過掛鉤用螺栓固定于橫梁上的方式來安裝光伏組件,適用于琉璃瓦屋頂?shù)墓夥惭b。
(三)支架與屋頂粘接安裝
- 此安裝方式主要應(yīng)用于混凝土斜屋頂和混凝土拱形屋頂。這種方式不需要在屋頂進(jìn)行大量的打孔等破壞屋頂結(jié)構(gòu)的操作,對于一些對屋頂結(jié)構(gòu)完整性要求較高的混凝土斜屋頂或拱形屋頂建筑比較適用。
三、特殊的安裝方式
- 光伏陽光房、光伏陽光棚安裝
- 屬于戶用家庭光伏系統(tǒng)的一種安裝形式。光伏陽光房是用玻璃和金屬框架建造的全明非傳統(tǒng)建筑,在其中安裝屋頂光伏發(fā)電設(shè)備,不僅可以減少紫外線的直接照射,還可以提供家庭日常用電。光伏陽光棚類似,也能起到發(fā)電和一定的遮擋作用。這種方式在家庭住宅中應(yīng)用較多,既增加了房屋的使用功能,又能實現(xiàn)光伏發(fā)電。
- BIPV(光伏建筑一體化)安裝
- 這種安裝形式是將太陽能電池板與建筑外墻或屋頂融為一體,形成一個整體的建筑設(shè)計。這種安裝形式的優(yōu)點是可以提高建筑的美觀度和節(jié)能性能,但需要解決技術(shù)和成本問題。在一些新型建筑或者對建筑外觀和節(jié)能要求較高的建筑中會采用這種方式,例如一些現(xiàn)代化的辦公大樓或者高端住宅項目。
- 工業(yè)廠房的特殊安裝方式
- 在鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)廠房(彩鋼瓦屋頂為主),有方陣安裝和BIPV結(jié)構(gòu)安裝兩種方式。方陣安裝簡單,節(jié)省前期投資成本;BIPV結(jié)構(gòu)安裝較為復(fù)雜,加上了防水排水功能,前期投資成本較高。對于水泥建筑廠房,有水泥配重基礎(chǔ)和鋼結(jié)構(gòu)兩種安裝方式,水泥基墩安裝光伏發(fā)電靈活經(jīng)濟(jì),是主要的安裝形式,投資成本較低;鋼結(jié)構(gòu)前期投資成本較高,是屋頂再利用較好的方式。
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屋頂光伏安裝的最佳角度
光伏陽光房的設(shè)計與功能
BIPV技術(shù)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用
平屋頂與傾斜屋頂光伏對比