光伏支架光伏结构设计能源/化工工程科技专

　　光伏结构设计_能源/化工_工程科技_专业资料。介绍了光伏建筑一体化的概念、分离式光伏建筑、合一式光伏建筑、散热与保温的矛盾、破解散热难题、结构设计要点等

　　《光伏结构设计》 光伏结构设计》 一、光伏建筑一体化的概念 ●光伏建筑一体化，是将光伏装置作为整个建筑的一个有机组成部分，与主体建 筑同时定案，同时设计，同时施工，同时验收。包括分离式和合一式，主要形式 是光伏采光顶和光伏幕墙。 ●光伏幕墙结构图 光伏幕墙结构图 ●光伏采光顶结构图 光伏采光顶结构图 二、分离式光伏建筑 ●概念：光伏板阵列只发电，不作为建筑的围护结构，建筑功能另由围护墙或屋 面完成，也就是“一体化，两层皮”。 一体化，两层皮 ●优点：①不受建筑外形局限，光伏板可有朝向，有发电效率；②发电 功能与建筑功能互不干扰，各自按的水平进行设计；③光伏板和围护板更换 方便， 不会因换板影响对方的功能； ④光伏板通风降温良好， 有效防止玻璃炸裂， 避免因节能要求采用中空光伏板时，温升过高而使玻璃爆裂。 ●缺点：①有时比较难达到建筑师的立面艺术设计要求；②玻璃和支承结构用料 增多。 ●光伏组件由钢框架支承。 ●在分离式光伏建筑中，光伏板阵列成为建筑物的外表面，所以在建筑方案设计 时就必须考虑其所承受的重力荷载、风荷载和地震作用要传到主体结构上。 ●由于光伏板单独设置支承结构，所以结构要进行受力设计，其反力由主体结构 承受或直接传送到基础。 ●光伏板阵列不考虑气密、水密等建筑功能要求，所以不一定要密封。 光伏板阵列 三、合一式光伏建筑 ●概念：光伏板同时就是幕墙或采光顶的面板，同时具有发电功能和建筑功能， 就是“一体化，一层皮”。 一体化，一层皮 ●优点：①容易实现建筑师的立面设计要求；②无须两层皮，结构和构造简单； ③用料较省。 ●缺点：①无法取得朝向，发电效率低；②发电和建筑功能有矛盾，难以兼 顾；③采用中空玻璃时爆裂现象频发，导致工程失效；④无论光伏还是密闭任一 功能失效，都要更换玻璃，维修概率高；⑤非电原因更换也要牵涉电路，更换麻 烦。 ●合一式光伏建筑，光伏板同时就是玻璃幕墙或采光顶的玻璃面板，无须另外增 设面板和支承结构。 ●必须同时兼顾发电和建筑两方面的功能， 而这两方面的功能要求往往又是矛盾 的。 例如光伏板要求通风降温， 不要用中空玻璃， 而建筑节能却要求用中空玻璃。 四、散热与保温的矛盾 ●光伏电池怕热，在太阳光照射下，温度升高转换效率下降，玻璃容易爆裂。因 此，要求光电板（夹胶玻璃）后面空旷，便于通风降温，做成中空玻璃对光伏玻 璃是非常不利的。 ●作为幕墙或采光顶的板件，正好要求相反。单块夹层玻璃满足不了节能要求， 透明部分必须做中空玻璃，不透明部分在夹层玻璃之后要做保温层。 ●前面的光伏夹层玻璃散热困难，温度升高，发电效率急降，甚至夹胶变性、分 离，玻璃破裂，光伏工程失败。 五、破解散热难题 ●光伏板失效是因为散热难，难就难在背后的中空层。用中空玻璃是为了达到节 能指标，尤其在北方不用中空不行。 ●如果采用两层皮的分离式作法，光伏板夹胶，屋面板中空夹胶。光伏板单夹胶 不中空，背后就可以自由散热，散热难的问题就可以解决了。 ●既有建筑光伏改造工程，就是把一层皮改为两层皮，解决通风降温问题。 六、结构设计要点 1、面板设计 ①玻璃的选用 ●朝阳光一侧宜用超白玻璃； ●单块夹胶玻璃不宜用 Low-E 玻璃； ●中空夹胶玻璃的 Low-E 膜应朝向空气层； ●框支承玻璃在受力允许的情况下，优先考虑采用半钢化或浮法玻璃夹胶； ●点支承玻璃应采用钢化夹胶玻璃。 ②玻璃的厚度 ●分离式光伏组件玻璃厚度不宜小于 4mm； ●同时作为幕墙或采光顶面板的合一式光伏组件， 夹胶玻璃的单片玻璃厚度不应 小于 5mm， 两片玻璃的厚度差不应大于 3mm； 非夹胶的单片玻璃厚度不应小于 6mm。 ③面板的支承方式 ●边缘支承：明框、半隐框、隐框； ●点支承：钢爪、夹板。 2、支承结构 ●分离式光伏系统的光伏组件要求设置单独的支承结构； ●当屋面光伏组件要求斜放或架空较大距离时，可采用支架； ●平放或无架空要求时，可用短柱或金属框； ●墙面的光伏组件可采用单独的落地支承结构、 半独立的支承结构或与幕墙的面 板共用竖向支承结构。 ●不需要很大距离时，可用框或短柱支承 七、图例 ●明框光伏面板 明框光伏面板 ●隐框光伏遮阳 隐框光伏遮阳 ●钢爪点支撑 钢爪点支撑 ●夹板点支撑 夹板点支撑 ●大型钢架支撑 大型钢架支撑 ●立体桁架支撑 立体桁架支撑 ●超大型支撑 超大型支撑 ●索桁架点支撑 索桁架点支撑 ●半独立支撑 半独立支撑
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