民用光伏发电系【xì】统是分布式【shì】发电系统的重【chóng】要组成部分，随着【zhe】国内分布式政策的不【bú】断完善【shàn】与【yǔ】落实【shí】，光伏发电已经走入【rù】了普通百姓的生活【huó】，由于全国各地居民的【de】屋顶条件情况不尽相同，因此各【gè】个【gè】项目都需要【yào】因地制宜，进行定制化的设【shè】计和施工，笔者曾有幸参与到【dào】实【shí】际工程案例，对小型民用系统的【de】建设有了进一步的【de】了【le】解。本【běn】文以瓦面屋顶和混【hún】凝【níng】土屋顶为例【lì】，主要介【jiè】绍其设【shè】计和施工部【bù】分，供民用系【xì】统从业者或对【duì】家【jiā】庭【tíng】分布式发电感兴趣的【de】人士参考。

1、民用分布式发电系统的设计

民用【yòng】分布式项目【mù】的设计需要在【zài】前期工【gōng】作中完成屋顶勘测和【hé】相关信息的收集，并【bìng】给业主提供初步的设计方案或屋顶发电效【xiào】果【guǒ】图，效果图的作用一方【fāng】面可以从侧【cè】门说明专业【yè】设计能力，另【lìng】一方面可以非【fēi】常直观地为业主展【zhǎn】示【shì】组【zǔ】件的布置形【xíng】式【shì】和实时阴影情况，如图1和图2为【wéi】混凝【níng】土屋顶支架【jià】安装和组件敷设效【xiào】果图，图3为笔者基【jī】于CAD图纸而【ér】绘制的南【nán】京地【dì】区别墅分布式发【fā】电系【xì】统的组件布置效果图，然而大【dà】多数别墅屋顶的业【yè】主可能没有屋顶平面和【hé】立面图【tú】纸，这种情【qíng】况【kuàng】下我【wǒ】们只需把【bǎ】握屋顶的【de】整体尺寸，细【xì】节的部分【fèn】化【huà】繁【fán】为简。对【duì】于民用系统设计人士，本人还是强烈推荐【jiàn】使用SketchUp，因为在效果图制作和阴影分析上较为【wéi】出色【sè】。

 

 

图1 支架SketchUp效果图

 

 

图2 混凝土屋顶支架安装和组件铺设SketchUp效果图

 

 

图3 别墅分布式发电系统组件布置SketchUp效果图

项目施【shī】工前【qián】的重【chóng】要工【gōng】作是深化设计，如【rú】方阵具体布置方案、支架安装【zhuāng】方案、组件【jiàn】和【hé】逆变器选型、接线和【hé】电缆【lǎn】敷设方案【àn】、逆变器和交流配电箱的安装位置、防雷接地等，其中方阵布置【zhì】和支架的安【ān】装方案属于【yú】重点【diǎn】内容，对于民用系统，支【zhī】架的安【ān】装设计【jì】灵活【huó】性很大。

别墅屋顶一般为瓦【wǎ】面和混【hún】凝土两【liǎng】种形式【shì】，支架和屋面的固定【dìng】有打孔和负【fù】重【chóng】压块等【děng】方法，对【duì】于打【dǎ】孔因【yīn】为破坏了原有屋面的结构，就要涉及到屋面的防【fáng】水工程。

如【rú】图【tú】4所【suǒ】示为混【hún】凝土屋顶【dǐng】膨胀螺栓与【yǔ】屋面的【de】固定方法和屋面防水措施，孔的【de】直径需要和膨胀螺栓的直径匹配【pèi】，太小和太大都不合适，孔的深度需要【yào】根【gēn】据屋面的结构来【lái】定，膨胀螺栓的深【shēn】度【dù】不【bú】允【yǔn】许超出【chū】现浇层，一般最【zuì】大深【shēn】度为现浇层的一半左右，并以此作为选择膨胀螺栓长【zhǎng】度的依【yī】据。

图4所【suǒ】示的屋【wū】面防水使用了三重防【fáng】水【shuǐ】措施，即孔内采【cǎi】用组件封装【zhuāng】所使用的黑色硅胶或者995结构胶灌【guàn】注，屋【wū】面和角铝之间使用防水胶垫，同时螺【luó】栓【shuān】安装【zhuāng】位用防水胶【jiāo】密【mì】封。对【duì】于瓦面屋顶，若瓦下是【shì】水泥【ní】混凝土层，采用膨胀螺栓固定挂【guà】钩，也可以【yǐ】采用该防水方【fāng】法。

 

 

图4 混凝土屋面上膨胀螺栓与屋面的固定方法和屋面防水措施

支架的设计需要了解常【cháng】用的导轨型号【hào】和【hé】配件【jiàn】，如图5为混凝【níng】土【tǔ】屋面所采用的比较【jiào】常【cháng】见的支架架【jià】构【gòu】(方阵由2*4片组件组成)，由横【héng】梁【liáng】、竖梁、方【fāng】管【guǎn】、角铝、L支【zhī】脚、T型螺栓和内六角螺栓、内【nèi】扣连接件、压块等配件【jiàn】组成，深【shēn】化设计需要【yào】确定各【gè】个配件型【xíng】号、尺寸和数量。

内扣连【lián】接件用于连接【jiē】方管和竖梁，并且可调【diào】节角度。竖梁和横梁之间的【de】固定采用L支脚【jiǎo】加上M8的T型【xíng】螺栓，方管【guǎn】和屋面的【de】固定采用【yòng】膨胀螺栓和【hé】L支脚，角铝【lǚ】的作用【yòng】用【yòng】于斜【xié】支撑加强固定【dìng】。

 

 

图5 混凝土屋顶支架方案