分布式光伏屋面安装承重检测方案
分布式光伏发电作为一种新型的发电和用电模式,具有就近发电、就近并网、就近转换、就近使用的特点,近年来得到广泛的关注和推广。截至2010年底,**分布式光伏发电累计装机容量为23.4GW,占同期光伏发电系统累计装机容量的66.8%[1],可见从世界范围内来看分布式发电是光伏应用的主流。我国某单位近年来已将分布式光伏发电作为发展清洁能源、化解过剩产能和应对大气污染的重要手段,不断出台新政策鼓励推广。
哪些地点适合安装分布式光伏发电系统?
答:1)工业厂房:特别是在用电量比较大、网购电价比较高的工厂,通常厂房屋顶面积很大,屋顶开阔平整,适合安装光伏阵列;由于用电负荷较大,分布式光伏发电可以做到就地消纳,抵消一部分网购电量,从而节省用户的电费;
2)商业建筑:与工业园区的作用效果类似。不同之处在于商业建筑多为水泥屋顶,较有利于安装光伏阵列;往往对建筑美观性有要求。按照商厦、写字楼、酒店、会议中心、度村等服务业的特点,用户负荷特性一般表现为白天较高、夜间较低,能够较好地匹配光伏发电特性;
3)农业设施:农村有大量的可用屋顶,包括自有住宅屋顶、蔬菜大棚、鱼塘等,农村往往处在公共电网的末梢,电能质量较差,在农村建设分布式光伏系统可提高用电**率和电能质量;
4)**等公共建筑物:由于管理规范统一、用户负荷和商业行为相对可靠,安装积极性高,**等公共建筑物也适合分布式光伏的集中连片建设;
5)边远农牧区及海岛:由于距离电网遥远,西藏、青海、新疆、内蒙古、甘肃、四川等省份的边远农牧区以及沿海岛屿还有数百万无电,离网型光伏系统或光伏与其他能源互补微网发电系统非常适合在这些地区应用。
什么样的建筑屋面适合安装分布式光伏发电系统?
答:目前国内建筑屋面按照形状主要可以分为坡屋面、平屋面和不规则结构屋面三类。原则上讲,任何形式的屋面都可以安装光伏系统,但在选择具体安装部位时,坡屋面安装要注意屋面的坡度与坡向与组件阵列安装倾角相匹配;不规则屋面安装要考虑在保证发电效率的不影响建筑的艺术效果。屋面分布式光伏发电系统安装时还应注意建筑安全性、施工安全性和并网便捷性、维护需要符合性等几个方面问题。
建筑安全性:对建筑屋面进行承载力测算,在满足要求的情况下,进行光伏系统设计和安装;
施工便捷性:能够施工,施工面具备施工条件;便于施工、施工材料、人员、设备(机械)进出方便;
并网便捷性:能够就近并网,就地消纳能力强;
建筑屋面可维护性:开阔无遮挡减少遮挡;宜避开空调冷却机组、通风管线、水箱等既有设施;预留检测通道;符合相关建筑的外观要求。
一,针对不同类型屋面的承载能力评估不足,导致已建成的光伏项目运行质量堪忧[4]。本文将以泰安技术产业(经济)开发区某分布式光伏发电系统项目(以下简称该项目)为例介绍工业园区屋面光伏项目的结构荷载分析方法和施工设计经验。各类房屋安全鉴定鉴定办理房屋安全房屋质量检测 房屋结构检测房屋加固检测房屋加建检测等检测鉴定报告。检测项目:房屋遭受火灾、雪灾、风灾、地震、爆炸等,对其结构构件损坏范围、程度及残余抗力的检测。适用范围:结构构件损坏需要灾后检测评估的建筑物或结构。现场检测:损坏范围、程度、残余抗力、沉降、倾斜、裂缝、砌体结构构件、地基基础、木结构构件、混凝土结构构件、钢结构构件等。
房屋检测过程:
1、根据房屋受害程度,可燃性物的种类、数量、推测火灾范围和规模。
2、对受损结构构件进行外观调查,初步确定构件的温度分布情况和损坏程度及范围。
3、采用现场检测仪器,对受损构件和相应的未受损构件进行对比检测。
4、必要时对受损构件的受损部位材料取样,进行微观测试,确定结构构件的损坏程度。
5、确定结构力学模型,进行结构承载力验算,确定结构加固方案。灾后房屋检测是房屋质量评定的*终方式
太阳能电池性能强烈依赖于光谱分布,不同的太阳能电池材料有不同的光谱输出。光伏组件的不同材料在不同的光谱分布下将产生不同的电能输出,光谱分布根据地点和每天时间段的不同而有所不同。
1.2 组件损伤
电池板不匹配导致的损毁的电池板会使太阳能电池板电流减小,在额定电压范围内工作时[6],将电能以发热形式散发,使得光伏组件温度升高。当光伏组件在室外**时工作时温度将升高,将有可能导致不可逆转的组件损伤。不被旁路二极管保护的不匹配电池组件将引起电能耗散并产生过热点,从而引起组件损伤。
太阳能电站组件的室外工作功率往往**额定功率。研究表明气象条件会引起光伏组件效能损失达18%。光伏电站设计使用时间为20-30年,但光伏组件的衰减和过早失效都应考虑在内。对组件潜在衰减的监控是十分必要的。
在国内,此种类型的屋面安装光伏电站实例较多。对于此种屋面,光伏组件可沿屋面坡度平行铺设,也可以设计成一定倾角的方式布置。上部支架可通过不同的连接件、紧固件与屋面承重结构连接。常见的彩钢板屋面的主要形式有:直立锁边型、角驰型、卡口型、明钉型等。彩钢屋面光伏发电项目属于对已有建筑物彩钢屋面的改造项目,建筑物的屋面形式、建筑物的结构形式、光伏阵列的布置形式及光伏组件本身的形式,以上条件的多样性决定了屋面光伏支架的形式多种多样。屋面的形式及建筑物的结构形式对光伏支架的工程造价影响较大。一般来说,屋面的防水等级越高,屋面防水层不外露,屋面的活荷载越大及建筑物整体结构较好、承载能力较强的屋面,光伏支架的工程造价越低,工程造价越高。
彩钢瓦屋面电站设计方案中有几个重要的注意事项:
一、明确光伏组件的形式及铺设方式,清楚原有建筑物的屋面形式。
二、清楚原有建筑物的结构形式并对主要结构受力构件进行核算。
三、根据原有建筑物的屋面形式、结构形式、光伏阵列的布置形式、光伏组件本身的形式、结构核算结果及可能的施工措施等多项条件,给出各种可行的支架布置方案,确定优的布置方式。
四、屋面光伏电站项目有其施工上的特殊性,综合考虑现场施工条件,选择合适的施工工艺,并给出施工中的注意事项、施工保护剂安全施工措施等。
太阳能电站产除了受环境因素影响,还与自身构造、电池板材料有关。下面根据研究,可能会产生主要影响的要素分析如下:
1 环境因素对太阳能电池板能效的影响
温度和太阳能辐射照度是影响太阳能设备输出效率的两个主要因素。其他环境因素,如风、雨、云层和太能辐射分布会通过对温度和太阳能辐射度的间接影响从而影响设备效率。
1.1 温度
当光伏组件在环境温度为25℃时工作时,其实际操作温度将**环境温度,并导致较高14%的能源转化损失。一般来说,单晶硅额定电池工作温度(NOCT)为40℃。NOCT是指当太阳能组件或电池处于开路状态,并在以下具有代表性情况时所达到的温度[5]。
(1)电池表面光强: 800 W/m2
(2) 环境温度: 20℃
(3)风速:1m/s
(4)电负荷: 无(开路)
(5)倾角:与水平面成45°
(6) 支架结构:后背面打开
通过对光伏组件电能生产监控实验发现[2],高温会导致组件产能下降。高风速会使环境温度下降,从而降低了光伏组件工作温度,提高产能。低温是光伏组件的理想工作环境。当环境温度**25℃时,电能损失为标准测试条件(STC)功率的10%,光谱、组件衰减和其他因素会导致约7.7%的电能损失。太阳辐射照度通过影响光伏组件的多个输出因数从而影响输出效率。