彩钢瓦屋面上光伏组件两种安装方式的对比分析

■ 买发军潘甲龙白荣丽(. 特变电工新疆新能源股份有限公司；. 中国船舶重工集团西安第七O五研究所海源测控技术有限公司)



彩钢瓦屋面上光伏组件两种安装方式的对比分析

■ 买发军1*潘甲龙1白荣丽2
(1. 特变电工新疆新能源股份有限公司；2. 中国船舶重工集团西安第七O五研究所海源测控技术有限公司)

摘 要：采用一种无梁承载的组件安装方式，降低彩钢瓦屋面光伏支架原材料成本及支架安装施工成本。不需要采用导轨等大尺寸安装材料，加工、运输便捷，安装过程中可任意调节，适应不同类型的彩钢瓦屋面，解决了材料种类多、安装复杂的技术问题。

关键词：彩钢板；组件安装方式；常规安装；无梁承载安装

0 引言

彩钢瓦屋面光伏发电系统适用于大型工业厂房或仓库等大面积的彩钢瓦屋面，常见的彩钢瓦类型[1]有角驰式、直立锁边式和卡扣型3种，根据彩钢瓦不同的波峰形式，可采用不同截面的铝合金夹持块将光伏组件固定在屋面上。通过采用先进的设计方案，优化光伏支架结构及安装方式，可使整个光伏支架系统的零件种类减到最少，降低支架原材料成本，安装简单快速。此种新型的安装方式可用于安装任意规格的单晶硅、多晶硅组件及非晶硅薄膜太阳电池组件[2]。

1 目前常见彩钢瓦屋面组件安装方式

常见彩钢瓦屋面组件安装支架主要由导轨、中压块、侧压块、夹持块和螺栓等紧固件组成。根据客户的需求，导轨可设计成横、纵两个方向铺设的双层导轨或只有一个方向铺设的单层导轨两种形式，为了节约成本，现阶段常用的是单层导轨形式。组件安装图及现场安装照片如图1、图2所示。

图1　目前常见的彩钢瓦屋面组件安装图

图2　目前常见的彩钢瓦屋面组件现场安装实景

此种固定方式的安装步骤[3]如下：

步骤1：按设计图纸中指定位置，将所选夹具卡在彩钢板上并使用螺丝固定(尽量一次性固定所有夹具，如果条件不允许，至少一次固定两

行方便安装光伏组件)，安装示意图见图3。

图3　夹持块安装图

步骤2：使用T型螺钉穿过导轨，并将导轨固定在夹具上，调整位置后用螺帽拧紧(尽量一次固定所有导轨，如果条件不允许，至少一次固定两行方便安装光伏组件)，如图4所示。

图4　导轨安装图

步骤3：将光伏组件按图5所示位置放于导轨上(按顺序放置，通常第一块位于侧边)，第一块光伏组件放置完毕后，使用侧压块固定。

步骤4：将T型螺钉滑入导轨，使用中、侧压块贴紧光伏组件，并用螺钉固定紧，如图5所示。

图5　压块安装图

步骤5：重复步骤1～4，直至所有组件安装完毕，安装示意图见图6。

图6　组件安装图

2 一种无梁承载的组件安装方式

一种无梁承载的组件安装方式，主要由中压块、侧压块、多功能夹具支座和紧固件组成。组件安装图及现场安装照片如图7、图8所示。

图7　一种无梁承载的组件固定方式安装图

图8　一种无梁承载的组件固定方式现场安装图

此种固定方式的安装步骤如下：

步骤1：按设计图纸中指定位置，将所选多功能夹具支座卡在彩钢板上，并使用螺丝固定(尽量一次性固定所有夹具，如果条件不允许，至少一次固定两行方便安装光伏组件)，如图9所示。

图9　多功能支座安装图

步骤2：将光伏组件按图示位置放于多功能夹具支座上(按顺序放置，通常第一块位于侧边)，第一块光伏组件放置完毕后，使用侧压块固定，再开始放置第二块组件，将中、侧压块贴紧光伏

组件，并用内六角螺母固定紧，如图10所示。

步骤3：重复步骤1～2，直至所有组件安装完毕，安装示意图见图11。

图11　组件安装图

3 两种安装方式对比分析

3.1 支架的构成对比

常见彩钢瓦屋面组件安装方式支架主要由导轨、导轨连接块、中压块、侧压块、夹持块和螺栓等紧固件组成。一种无梁承载的组件安装方式主要由中压块、侧压块、多功能夹具支座和螺栓等紧固件组成。从组成构件分析看出，无梁承载的组件安装方式节约了导轨及导轨连接块，用多功能夹具支座代替了夹持块。

3.2 安装方式对比

无梁承载的组件安装方式无需安装铝导轨，在多功能夹具支座上直接铺设电池组件，能快速、便捷地安装组件。

3.3 组件布置方式对比

两种组件安装方式均只适用于组件平行铺设于彩钢瓦屋面上的形式[4]，对于带一定倾角的组件布置形式并不适用。

4 两种安装方式经济性对比分析

4.1 支架原材料成本对比

常见彩钢瓦屋面组件安装支架单瓦成本约0.3元，无梁承载的组件安装方式，单瓦成本约为0.2元。

以一个10 MWp的彩钢瓦屋面光伏电站为例，采用无梁承载的组件安装方式比采用常规单层导轨的组件安装方式约节约成本100万元。

4.2 运输、安装成本对比

常见彩钢瓦屋面组件安装支架，铝导轨长度一般为6 m/根，运输时需大型货车，运输费用较高；且此种固定方式需利用夹具和导轨将光伏组件安装到彩钢瓦上，所需构件多，安装繁杂；单瓦运输、安装成本约0.06元。

无梁承载的组件安装方式，采用小货车即可完成材料运输，不需要与导轨等大的安装构件，运输方便，解决了现有技术中存在的安装好后不能任意调整、适配性差的难题；单瓦运输、安装成本约为0.04元。

以一个10 MWp的彩钢瓦屋面光伏电站为例，采用无梁承载的组件安装方式比采用常规单层导轨的组件安装方式，约节约成本20万元。

4.3 整体经济性对比

从上述两方面的对比分析可看出，采用无梁承载的组件安装方式不需要导轨，解决了材料种类多、安装复杂的技术问题，可降低彩钢瓦屋面光伏支架成本约30%～50%。

5 结束语

本文通过对常见彩钢瓦屋面的类型进行分析，对比常见彩钢瓦屋面组件安装方式，提出了一种无梁承载的组件安装方式，为彩钢瓦屋面光伏支架的设计提供了参考。

参考文献

[1] GB/T 12755-91， 建筑用压型彩钢板[S].

[2] 10J908-5， 建筑太阳能光伏系统设计与安装[S]. [3] GB 50794-2012， 光伏发电站施工规范[S].

[4] GB 50797-2012， 光伏发电站设计规范[S].

通信作者：买发军 (1987—)，男，本科，主要从事光伏系统集成的设计与研究。maifajun3410@163.com

收稿日期：2014-12-08