光伏支架热镀锌含量不低于 65 μ m

　　屋顶分布式光伏发电支架结构设计浅析_电力/水利_工程科技_专业资料。屋顶分布式光伏发电支架结构设计浅析

　　屋顶分布式光伏发电支架结构设计浅析 摘 要：随着国家对绿色能源的需求，国家有关部门 非常重视光伏产业的发展和分布式光伏发电的推广，屋顶分 布式光伏是将光伏系统安装于已建建筑的屋面，而不同的屋 顶选择的支架结构形式也不同，因此光伏系统支架设计需要 重点关注已建建筑的屋顶形式和结构承载能力，支架结构的 基础固定方式、抗风载、雪载的能力以及支架材料的选择等 方面的问题，该文结合笔者光伏支架设计经验，简要阐述屋 顶分布光伏发电的支架结构设计要点。 关键词：屋顶分布式光伏发电 光伏支架 微波处理 中图分类号： TK18 文献标识码： A 文章编号： 1674-098X （2015）12（a）-0006-02 屋顶分布式光伏发电是在用户侧并网的自发自用，余电 上网的绿色能源，由于屋顶分布式光伏发电是近两年才出现 的新兴事物，很多设计人员不知晓光伏发电系统在屋面的设 计方式，因此该文从以下 3 个方面浅析屋顶光伏支架的设计 要点。 1 屋顶形式分类 在确定光伏支架结构形式时首先需要明确所装光伏系 统的屋面是何形式的。目前适合装光伏系统的屋面主要分为 两大类：一是屋面面积较大的轻钢结构彩钢瓦屋面；二是现 浇混凝土屋面。屋面形式不同采用的支架结构形式也不同。 彩钢瓦是用彩涂钢卷经专门的机器轧制成型，而后装于 屋面檩条，从而形成防水的彩钢瓦屋面，目前常用的彩钢瓦 有角弛型彩钢瓦，180 度咬合彩钢瓦，360 度咬合彩钢瓦； 而混凝土屋面就是由混凝土现浇而成的屋面。 2 光伏支架结构设计 2.1 支架结构设计原理 为了不破坏原建筑的防水层，影响正常的生产工作，彩 钢瓦屋面的支架主要采用与彩钢瓦瓦型配套的专用夹具和 导轨与彩钢瓦固定，以保证整个支架系统的稳定可靠（如图 1 所示） 。 对于混凝土屋面，为了不破坏建筑的防水层，影响正常 的生产工作，一般采用水泥墩安装方式，靠水泥墩与光伏组 件自身重量固定在混泥土屋面（如图 2 所示） 。 2.2 屋面支架结构材料的选用 2.2.1 支架结构材料及材质要求 彩钢瓦屋面整个支架系统的材料主要包括：铝合金夹具、光伏支架 铝合金立柱、铝合金横梁、铝合金导轨、铝合金压块；而混 凝土屋面整个支架系统的材料主要包括：混凝土基础，钢立 柱、钢横梁、钢导轨。由于光伏系统的设计使用年限为 25 年，因此整个支架系统的材料需要具备非常好的防腐蚀性能， 彩钢瓦屋面铝合金材料的材质建议使用 6005-T5 及以上的材 料，混凝土屋面的钢支架材料建议选用材质不低于 Q235B， 热镀锌含量不低于 65 μ m。 2.2.2 彩钢瓦屋面夹具、导轨的选用 对于彩钢瓦屋面，在设计时首先需要确定彩钢瓦的瓦型， 依据彩钢瓦瓦型选用与之配套的专用夹具，通过不锈钢螺栓 与彩钢瓦紧密连接，并以此作为整个支架系统的基础。由于 夹具与彩钢瓦固定后，是整个支架系统安全稳定的基础，因 此夹具是否稳定可靠关系到整个支架系统的可靠性，因此夹 具的厚度建议一般不低于 5 mm；而导轨是用于与光伏组件 进行固定的次结构，是保证光伏组件稳定的重要构件，需要 依据当地的风压、雪压及其他荷载情况进行计算确定，建议 厚度不低于 1.8 mm， 且应选用常用的且市面上可以买得到的 导轨。 2.3 支架结构设计原则 （1）基本原则：支架结构的设计应满足承载力的要求， 并应验算原屋面结构的承载力要求；风荷载和雪荷载的取值 按 50 年一遇的要求取值；设计方案应能完全满足并能完全 覆盖整个屋面光伏组件区域运维过程中的清洗、检修等工作。 （2）夹具布置原则：沿屋面坡度垂直的方向，当彩钢 瓦的波距≤600 mm 时，每间隔一个波距布置一个夹具；而 当彩钢瓦波距≥600 mm 时，建议每个波峰处都放置一个夹 具，光伏支架 保证夹具的间距 1 200 mm； 沿屋面坡度平行的方向， 每排光伏阵列中的夹具间距需依据屋面光伏组件的铺设形 式确定。 （3）导轨布置原则：为满足光伏组件受力的要求，光伏支架 建议每排光伏组件的导轨间距按照 850 mm 来确定；因为项 目所在地的经纬度、房屋朝向、屋面坡度等不同，对光伏组 件的阴影遮挡也就不同，因此前后排光伏组件的导轨间距需 依据光伏组件阴影遮挡的情况确定。 （4）柱间支撑布置原则：每排支架纵向长度 30 m 时， 两边和中间各布置一道；每排支架长度30 m 时，依据纵向 支架的长度，每隔 30～40 m 布置一道，且整排支架的中间 和两边各布置一道。 3 支架结构设计步骤 （1）由于屋顶分布式光伏发电系统是将光伏发电材料 放置于已建好的屋面上，那么原屋面结构的承载能力是否满 足新增光伏荷载的承载要求就显得尤为重要，因此在进行支 架结构设计前步就要先验算原结构的结构承载能力；那 么新增的光伏荷载有多大呢？一般情况下，对于彩钢瓦屋面， 新增的光伏系统荷载按 15～20 kg/m2 来考虑； 混凝土屋面需 要依据当地的风压来计算抗倾覆作用，以此来确定新增荷载 的大小，一般情况下可按 80～120 kg/m2 来考虑。 （2）如原结构承载无问题，则需确定光伏组件的铺设 方式。若彩钢瓦屋面为南北坡的屋面形式，那么建议南坡屋 面的光伏组件铺设时需向南与水平面成 8 度倾角，北坡屋面 的光伏组件铺设时需向南与水平面成 3 度倾角；若彩钢屋面 为东西坡的屋面形式，所有的光伏组件铺设时顺坡铺设；混 凝土屋面的光伏组件需依据倾角设计支架结构。 （3）依据组件的铺设角度和方式，确定好支架结构形 式，同时考虑当地的风压、雪压及其他荷载情况进行结构计 算，选用合适的材料保证结构的稳定安全。 4 结语 由以上分析可知，在设计光伏支架时，把握好以上设计 要点，不仅可以保证原结构的安全，且选取的支架结构不会 破坏原有屋面的防水层，不会影响室内的正常工作和生产。 结构设计人员在设计时需要因地制宜，在把握上述要点的情 况下，选择合适的支架结构形式，以保证整个光伏电站的安 全运行、发电效率。 参考文献 [1] GB/T6892-2006.一般工业用铝及铝合金热挤压型材 [S].中国国家标准化管理委员会，2006. [2] GB50429-2007.铝合金结构设计规范[S].中国国家标 准化管理委员会，2007. [3] GB50017-2003.钢结构设计规范[S].中国国家标准化 管理委员会，2003. [4] CECS102：2002-（2012 年版）.门式刚架轻型房屋钢 结构技术规程[S].北京：中国工程建设标准化协会，2012.
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