屋顶光伏荷载检测鉴定报告
目前彩钢屋面多为坡屋面,常见的坡度为10%和5%。屋面板为压型钢板或压型夹芯板,下部为檩条,檩条搭设在门式刚架等主要支撑结构上。
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
光伏产业在近些年呈现欣欣向荣的发展趋势,但从总体技术水平来看仍处于初期的发展培育阶段,相关技术远远称不上成熟。目来看,我国的光伏发电技术有如下几个特征:
其,能量转换率低。这是目制约我国光伏发展的主要因素,也是要面对的要问题。我国的光伏发电系统通常只有10%到15%的实际转换率,过低的转换率令光伏发电的成本居高不下,大大降低了技术实用性。直到2010年推出了转换率达到26%的聚光光伏发电技术,这种状况才有所好转,但提高能量转换率依然是光伏发电的要技术目的。
其二,技术应用化程度不高。我国目有相当部分研究机构在进行光伏发电系统的研究,包括光伏企业、各个大学的实验室等,但这些机构中有相当部分重理论,轻实践,获得的技术成果局限于实验室里,应用程度不高。还有部分研究人员的光伏技术研究与实践缺乏联系,偏离目对光伏发电系统的实际需求,导致研究成果的社会能效不大。其三,环境能效相对成熟。我国目常用的屋顶光伏发电系统理论寿命普遍**过十年,其能量回收周期则大致在三年左右。仅从环境能效上来看,我国的光伏发电系统还是有相当水准的,能够在环保节能方面发挥相当大的作用。
挠度的检验:挠度是楼板在荷载作用下抵抗变形的能力,检验楼板的挠度不仅是为了在正常使用短期荷载检验值作用下判断挠度指标是否合格,还可以根据挠度增长的快慢判定楼板是否开裂。挠度的计算公式已在《混凝土结构工程施工质量验收方法》(GB50204-2002)中给出,屋顶光伏承重检测,即a0t=a0q+a0g……(1),屋顶光伏承重检测鉴定,但在实际检验中因个人理解的差异将楼板的自重和加荷设备重量引起的挠度a0g往往忽略不计,屋顶光伏承重检测中心,而直接将在*5荷载作用下楼板跨中挠度实测值a0q计算为在标准荷载检验值QS作用下楼板跨中短期挠度实测值a0t,导致a0t比实测值要小。a0q可根据楼板在正常使用短期荷载检验值作用下的跨中实测位移值求出,屋顶光伏承重价格,即*5荷载作用下楼板跨中挠度实测值a0q,而a0g在均布增加荷载时通过下列公式
屋顶光伏发电系统使用寿命的优化设计
我国的光伏发电系统组件基本都具有较长的理论使用寿命,通常的使用寿命在20年左右,长的可以达到30年,短的也**过了十年。在实际的应用中,往往达不到理论使用寿命,大部分光伏组件在七八年的时间内就会损坏而无法使用,有些光伏组件的实际使用寿命甚至不**过五年。太阳能瓦片的使用寿命问题较为严峻,根据实际经验,有些地区的太阳能瓦片仅能使用两三年左右。这些使用寿命问题与光伏组件在设计上脱离实际有很大关系,在设计阶段只考虑到了物理冲击与发电能效,忽略了风蚀、酸雨、温差变化等一系列实际因素对组件的侵蚀。想要优化太阳能瓦片等光伏组件的寿命,必须结合实际的使用条件。举例来说,在酸雨频发地区,在设计光伏组件时要特别强化其耐酸碱能力;在风沙较大的地区,要提升光伏组件的抗风蚀、抗冲击能力;在雨水较多的地区,要额外强化屋顶光伏发电系统的防水设计。电站采取在轻钢屋面厂房、仓库屋顶采取沿屋面坡度3度倾角方式安装太阳能板。根据企业中每座厂房、仓库屋顶光伏组件的容量和厂房内负荷大小合理划分几个区域,配备容量适当的逆变器,组成几个独立的发电单元,多点并网。采用国家统一招标规定的230Wp多晶光伏组件,并合理选择设备配置,为下一步在上海乃至全国大面积推广和发展建设做好经验积累。自2012年投产来,光伏电站已成功运营了三年的时间。
1 光伏电站运行数据分析
电站自2013年投产运行以来,光能产出数据见表1。
光伏电站装机容量为32MWp,共170台光伏发电机组,至2013年5月全部投产,由于设备维修等其他因素并未实现满负荷发电。根据每月统计的产出数据统计出三年来发电量对比如图2和图3。
2013年因施工原因,投产机组逐渐增多。发电量在6月全部投产后呈指数上升趋势,对比可见每年7-9月是发电量高峰期,而11月至1月则发电量较低。2014年和2015年发电量变化曲线变化基本一致,图线变化与上海市气象局统计的上海市平均光照曲线变化趋势基本一致。光伏机组对太阳能的利用率与太阳辐射变化较为一致。
根据图3中三年平均每台产出数据,可看出其中2013年9月平均产出量多,每台机组的平均产出变化较大,机组工作状态不稳定。通过对比发现,只有2013年9月的产出比例**出设计值,其他月份均与设计值相差较大。其中年度总发电量,2013年为设计值的46.3%,2014年为63.2%,2015年为70%。均未达到设计值参考产能的75%及以上