万宁市屋顶光伏发电站荷载安全性计算-光伏质检报告

一、分布式光伏发电电站屋顶荷载验算，光伏屋顶承重能力检测鉴定的基础知识：

光伏支架常见形式光伏支架具有多种分类方式，如按照连接方式分为焊接式和组装式，按照安装结构分为固定式和逐日式，按照安装地点分为地面式和屋面式等。无论哪种光伏系统，其支架构成大体相似，都包括连接件、立柱、龙骨、横梁、辅助件等部分。

1.1固定式光伏支架固定式光伏支架，顾名思义，是指安装之后方位、角度等保持不变的支架系统。固定安装方式直接将太阳能光伏组件朝向低纬度地区放置（与地面成一定的角度），以串并联的方式组成太阳能光伏阵列，从而达到太阳能光伏发电的目的。其固定方式有多种，如地面固定方式就有桩基法（直接埋入法）、混凝土块配重法、预埋法、地锚法等，屋面固定方式随屋面材料不同而有不同的方案。

1.1.1屋面光伏系统支架屋面光伏支架所安装的环境包括坡屋面、平屋面，安装时需顺应屋面环境，不破坏固有结构及自防水系统，屋面材料包括琉璃瓦、彩钢瓦、油毡瓦、混凝土面等。针对不同的屋面材料采用不同的支架方案。

屋面按倾斜角度分为坡面和平面两种，屋面光伏系统的倾斜角度有多种选择，对于坡屋面通常采用平铺的方式顺应屋顶坡度布置，也可以采用与屋顶成一定倾角的布置方式，这种做法相对比较复杂，案例较少；对于平屋面则有平铺和倾斜一定角度两种选择。

针对不同的屋面材料，会有不同的支架系统。

1）琉璃瓦屋面支架

2）彩钢瓦屋面支架彩钢板是薄钢板经冷压或冷轧成型的钢材。钢板采用**涂层薄钢板（或称彩色钢板）、镀锌薄钢板、防腐薄钢板(含石棉沥青层)或其他薄钢板等。

压型钢板具有单位重量轻、强度高、抗震性能好、施工快速、外形美观等优点，是良好的建筑材料和构件，主要用于围护结构、楼板，也可用于其他构筑物。

屋面彩钢瓦一般分为：直立锁边型、咬口型（角驰式）型、卡扣型（暗扣式）型、固定件连接（明钉式）型。

彩钢瓦屋面支架固定方式

3）混凝土屋面支架混凝土屋面光伏支架一般为固定倾角的固定方式，也可以采用平铺方式布置。该型屋面固定方式主要为混凝土基础和标准化固定连接件固定，分为现浇型和预浇型两种方式。

二、分布式光伏发电电站屋顶荷载验算报告项目实例分析：

项目名称：泰安加华电力器材有限公司以利奥林6 MW分布式光伏电站项目。
工程地点：山东以利奥林电力科技有限公司厂区。
工程特征：分布式安装，以380 V/10 kV 电压等级将分布式光伏电站[1] 接入用户电网，就近消纳，余电上网。
建设规模：本期建设规模为6.291MW，分别安装在铁芯材料表面处理车间、晶体处理车间、常化酸洗车间和制氢制氮车间屋顶。该厂区条件非常适合光伏电站的建设和利用，是**分布式光伏发电**区。

1.2 设计依据
组件尺寸为1640 mm×990 mm×50 mm；组件重量为20 kg；较大风速为30 m/s。安装方式：组件安装采用纵向2×10阵列安装，20 块组件为一个单元；采用固定倾角钢支架，支架倾角为33°。

2.2 承受荷载
2.2.1 固定荷载G以2×10 阵列为一个单元进行计算，则光伏组件质量G1=20 kg×20=400 kg，C形轨道承载的固定荷载重量G=400×9.8=3920 N。
2.2.2 风荷载W根据《建筑结构荷载规范》，垂直于建筑物表面的风荷载标准值的计算公式( 按承重结构设计) 为：
Wk =βz μ s μzW0 (1)式中，Wk 为风荷载标准值，kN/m2；βz 为高度z 处的风振系数；μ s为风荷载体型系数；μ z 为风压高度变化系数，取0.84；W0 为基本风压，kN/m2，取0.2。根据《建筑结构荷载规范》表7.4.3中脉动增大系数ξ 为1.6，βz 为1.6；根据表7.3.1，体型系数μs 取0.83。Wk=1.6×0.83×0.84×0.2=0.223 kN/m2。
2.2.3 雪荷载S根据《建筑结构荷载规范》中的规定，屋面水平投影面上的雪荷载标准值计算式为：Sk=μ r S0 (2)式中，Sk为雪荷载标准值，kN/m2；μ r 为屋面积雪分布系数；S0 为基本雪压，kN/m2。根据《建筑结构荷载规范》表6.2.1，μr取0.2，S0 取0.35 kN/m2。Sk=0.2×0.35=0.07 kN/m2。
2.2.4 地震荷载FEk
根据《建筑抗震设计规范》，采用底部剪力法时，按下列公式确定：FEk=1×Geq (3)式中，FEk为结构总水平地震作用标准值；1为水平地震影响系数值；Geq 为结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值。
由于泰安市不处于我国地震带，根据《建筑抗震设计规范》表5.1.2-2，查得Geq=0，FEk=0。
2.2.5 荷载基本组合P
根据《建筑结构荷载规范》*3.2 节荷载组合，计算式如下：
风压主导时 ：P=G+W+S (4)W=Wkabn (5)S= Skabn (6)式中，Wk=0.223 kN/m2；Sk=0.07kN/m2；a
为电池板长度，取1.64 m；b 为电池板宽度，取0.99 m；n为一个光伏组件阵列的数量，取20。P=3.92+7.24+2.27=13.43 kN。
屋面承重计算
3.1 屋面荷载质量
光伏组件质量G1=20×20=400 kg，支架总荷质量G2=136 kg，混凝土基础质量G3=160×10=1600kg。总荷重G4=400+136+1600=2136 kg。
3.2 屋顶单位面积受力
组件安装面积为10.125×2.973=30.1 m2；屋顶单位面积受力为2136/30.1=70.96 kg/m2=0.80kN/m2。由于本项目建筑均为上人屋面，根据GB50009-2012《建筑结构荷载规范》设计，混凝土屋面设计载荷为2 kN/m2，屋顶平均载荷为0.80kN/m2，安装太阳能方阵后的载荷远小于设计载荷，屋面承重安全。