彩鋼瓦屋面上光伏組件兩種安裝方式的對比分析

■ 買發(fā)軍潘甲龍白榮麗(. 特變電工新疆新能源股份有限公司；. 中國船舶重工集團(tuán)西安第七O五研究所海源測控技術(shù)有限公司)

?

彩鋼瓦屋面上光伏組件兩種安裝方式的對比分析

■ 買發(fā)軍1*潘甲龍1白榮麗2
(1. 特變電工新疆新能源股份有限公司；2. 中國船舶重工集團(tuán)西安第七O五研究所海源測控技術(shù)有限公司)

摘 要：采用一種無梁承載的組件安裝方式，降低彩鋼瓦屋面光伏支架原材料成本及支架安裝施工成本。不需要采用導(dǎo)軌等大尺寸安裝材料，加工、運(yùn)輸便捷，安裝過程中可任意調(diào)節(jié)，適應(yīng)不同類型的彩鋼瓦屋面，解決了材料種類多、安裝復(fù)雜的技術(shù)問題。

關(guān)鍵詞：彩鋼板；組件安裝方式；常規(guī)安裝；無梁承載安裝

0 引言

彩鋼瓦屋面光伏發(fā)電系統(tǒng)適用于大型工業(yè)廠房或倉庫等大面積的彩鋼瓦屋面，常見的彩鋼瓦類型[1]有角馳式、直立鎖邊式和卡扣型3種，根據(jù)彩鋼瓦不同的波峰形式，可采用不同截面的鋁合金夾持塊將光伏組件固定在屋面上。通過采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方案，優(yōu)化光伏支架結(jié)構(gòu)及安裝方式，可使整個(gè)光伏支架系統(tǒng)的零件種類減到最少，降低支架原材料成本，安裝簡單快速。此種新型的安裝方式可用于安裝任意規(guī)格的單晶硅、多晶硅組件及非晶硅薄膜太陽電池組件[2]。

1 目前常見彩鋼瓦屋面組件安裝方式

常見彩鋼瓦屋面組件安裝支架主要由導(dǎo)軌、中壓塊、側(cè)壓塊、夾持塊和螺栓等緊固件組成。根據(jù)客戶的需求，導(dǎo)軌可設(shè)計(jì)成橫、縱兩個(gè)方向鋪設(shè)的雙層導(dǎo)軌或只有一個(gè)方向鋪設(shè)的單層導(dǎo)軌兩種形式，為了節(jié)約成本，現(xiàn)階段常用的是單層導(dǎo)軌形式。組件安裝圖及現(xiàn)場安裝照片如圖1、圖2所示。

圖1　目前常見的彩鋼瓦屋面組件安裝圖

圖2　目前常見的彩鋼瓦屋面組件現(xiàn)場安裝實(shí)景

此種固定方式的安裝步驟[3]如下：

步驟1：按設(shè)計(jì)圖紙中指定位置，將所選夾具卡在彩鋼板上并使用螺絲固定(盡量一次性固定所有夾具，如果條件不允許，至少一次固定兩

行方便安裝光伏組件)，安裝示意圖見圖3。

圖3　夾持塊安裝圖

步驟2：使用T型螺釘穿過導(dǎo)軌，并將導(dǎo)軌固定在夾具上，調(diào)整位置后用螺帽擰緊(盡量一次固定所有導(dǎo)軌，如果條件不允許，至少一次固定兩行方便安裝光伏組件)，如圖4所示。

圖4　導(dǎo)軌安裝圖

步驟3：將光伏組件按圖5所示位置放于導(dǎo)軌上(按順序放置，通常第一塊位于側(cè)邊)，第一塊光伏組件放置完畢后，使用側(cè)壓塊固定。

步驟4：將T型螺釘滑入導(dǎo)軌，使用中、側(cè)壓塊貼緊光伏組件，并用螺釘固定緊，如圖5所示。

圖5　壓塊安裝圖

步驟5：重復(fù)步驟1～4，直至所有組件安裝完畢，安裝示意圖見圖6。

圖6　組件安裝圖

2 一種無梁承載的組件安裝方式

一種無梁承載的組件安裝方式，主要由中壓塊、側(cè)壓塊、多功能夾具支座和緊固件組成。組件安裝圖及現(xiàn)場安裝照片如圖7、圖8所示。

圖7　一種無梁承載的組件固定方式安裝圖

圖8　一種無梁承載的組件固定方式現(xiàn)場安裝圖

此種固定方式的安裝步驟如下：

步驟1：按設(shè)計(jì)圖紙中指定位置，將所選多功能夾具支座卡在彩鋼板上，并使用螺絲固定(盡量一次性固定所有夾具，如果條件不允許，至少一次固定兩行方便安裝光伏組件)，如圖9所示。

圖9　多功能支座安裝圖

步驟2：將光伏組件按圖示位置放于多功能夾具支座上(按順序放置，通常第一塊位于側(cè)邊)，第一塊光伏組件放置完畢后，使用側(cè)壓塊固定，再開始放置第二塊組件，將中、側(cè)壓塊貼緊光伏

組件，并用內(nèi)六角螺母固定緊，如圖10所示。

步驟3：重復(fù)步驟1～2，直至所有組件安裝完畢，安裝示意圖見圖11。

圖11　組件安裝圖

3 兩種安裝方式對比分析

3.1 支架的構(gòu)成對比

常見彩鋼瓦屋面組件安裝方式支架主要由導(dǎo)軌、導(dǎo)軌連接塊、中壓塊、側(cè)壓塊、夾持塊和螺栓等緊固件組成。一種無梁承載的組件安裝方式主要由中壓塊、側(cè)壓塊、多功能夾具支座和螺栓等緊固件組成。從組成構(gòu)件分析看出，無梁承載的組件安裝方式節(jié)約了導(dǎo)軌及導(dǎo)軌連接塊，用多功能夾具支座代替了夾持塊。

3.2 安裝方式對比

無梁承載的組件安裝方式無需安裝鋁導(dǎo)軌，在多功能夾具支座上直接鋪設(shè)電池組件，能快速、便捷地安裝組件。

3.3 組件布置方式對比

兩種組件安裝方式均只適用于組件平行鋪設(shè)于彩鋼瓦屋面上的形式[4]，對于帶一定傾角的組件布置形式并不適用。

4 兩種安裝方式經(jīng)濟(jì)性對比分析

4.1 支架原材料成本對比

常見彩鋼瓦屋面組件安裝支架單瓦成本約0.3元，無梁承載的組件安裝方式，單瓦成本約為0.2元。

以一個(gè)10 MWp的彩鋼瓦屋面光伏電站為例，采用無梁承載的組件安裝方式比采用常規(guī)單層導(dǎo)軌的組件安裝方式約節(jié)約成本100萬元。

4.2 運(yùn)輸、安裝成本對比

常見彩鋼瓦屋面組件安裝支架，鋁導(dǎo)軌長度一般為6 m/根，運(yùn)輸時(shí)需大型貨車，運(yùn)輸費(fèi)用較高；且此種固定方式需利用夾具和導(dǎo)軌將光伏組件安裝到彩鋼瓦上，所需構(gòu)件多，安裝繁雜；單瓦運(yùn)輸、安裝成本約0.06元。

無梁承載的組件安裝方式，采用小貨車即可完成材料運(yùn)輸，不需要與導(dǎo)軌等大的安裝構(gòu)件，運(yùn)輸方便，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的安裝好后不能任意調(diào)整、適配性差的難題；單瓦運(yùn)輸、安裝成本約為0.04元。

以一個(gè)10 MWp的彩鋼瓦屋面光伏電站為例，采用無梁承載的組件安裝方式比采用常規(guī)單層導(dǎo)軌的組件安裝方式，約節(jié)約成本20萬元。

4.3 整體經(jīng)濟(jì)性對比

從上述兩方面的對比分析可看出，采用無梁承載的組件安裝方式不需要導(dǎo)軌，解決了材料種類多、安裝復(fù)雜的技術(shù)問題，可降低彩鋼瓦屋面光伏支架成本約30%～50%。

5 結(jié)束語

本文通過對常見彩鋼瓦屋面的類型進(jìn)行分析，對比常見彩鋼瓦屋面組件安裝方式，提出了一種無梁承載的組件安裝方式，為彩鋼瓦屋面光伏支架的設(shè)計(jì)提供了參考。

參考文獻(xiàn)

[1] GB/T 12755-91， 建筑用壓型彩鋼板[S].

[2] 10J908-5， 建筑太陽能光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)與安裝[S]. [3] GB 50794-2012， 光伏發(fā)電站施工規(guī)范[S].

[4] GB 50797-2012， 光伏發(fā)電站設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

通信作者：買發(fā)軍 (1987—)，男，本科，主要從事光伏系統(tǒng)集成的設(shè)計(jì)與研究。maifajun3410@163.com

收稿日期：2014-12-08