絕大多數(shù)戶用和工商業(yè)光伏都是將光伏組件安裝在屋頂，不僅可以幫助業(yè)主節(jié)省電費(fèi)，還可以優(yōu)化屋頂空間的使用，為屋頂降溫。
光伏助農(nóng) | 屋頂光伏投資中的6個(gè)關(guān)鍵事件
絕大多數(shù)戶用和工商業(yè)光伏都是將光伏組件安裝在屋頂，不僅可以幫助業(yè)主節(jié)省電費(fèi)，還可以優(yōu)化屋頂空間的使用，為屋頂降溫。
本文將討論在平屋頂上安裝太陽(yáng)能電池板必須了解的幾個(gè)最重要的事項(xiàng)。
1、采用哪種安裝形式
不同的屋頂安裝光伏組件的方法也不一樣，常見的安裝方式包括附加型、壓載型及樁基型。
如果屋頂屬于彩鋼瓦型式，一般都考慮附加型，直接將組件平鋪在彩鋼瓦上，尤其是一般彩鋼瓦屋頂都沒有女兒墻，采用平鋪的型式防風(fēng)效果最好，最為安全；另外彩鋼瓦屋頂也有一定的傾角，雖然可能不是光伏發(fā)電對(duì)應(yīng)的最佳傾角，但加大傾角帶來(lái)的改造成本也是需要綜合考量的。
對(duì)于水泥屋頂，通常是純平，常見的安裝方式是壓載型和混凝土基礎(chǔ)樁基型，如上圖所示。
很多時(shí)候，建筑物業(yè)主不允許在混凝土平屋頂上鉆孔，一方面是擔(dān)心老建筑的強(qiáng)度，或者是不想改變屋頂?shù)姆浪阅?。這就是選擇壓載型或混凝土基礎(chǔ)安裝的原因。
壓載型由于沒有和屋頂做錨固連接，因此側(cè)面可以考慮做防風(fēng)處理，尤其是沒有女兒墻的水泥屋頂。
混凝土基座的主要目的是確保即使在暴風(fēng)雨季節(jié)，支架系統(tǒng)也能保持完好無(wú)損。它保證了良好的安裝而不會(huì)導(dǎo)致屋頂漏水，還可以提高太陽(yáng)能電池組件的效率，減少女兒墻對(duì)陽(yáng)光的遮擋。
2、平屋頂不代表平鋪安裝
在平屋頂上采用平鋪方式安裝光伏組件，似乎是最想當(dāng)然的方式，不僅安裝量/面積可以最大化，還有可能將光伏作為屋頂頂棚使用，增加空間面積。
但事實(shí)上，在平屋頂上安裝光伏，并不意味著您還應(yīng)該將其傾斜度設(shè)置為0度，我們需要考慮很多因素，應(yīng)避免平裝，包括：
l 平鋪組件容易積灰，積灰可能造成10％甚至30%的發(fā)電量損失；
l 清洗更不方便，積水不易流出；
l 與傾斜安裝相比，發(fā)電量將減少；
l 投資回報(bào)期將更長(zhǎng)；
l 可能無(wú)法靠自然降雨來(lái)去除積灰；
傾斜安裝和純平鋪的光伏陣列發(fā)電量會(huì)有明顯的不同，通過(guò)對(duì)一個(gè)11.2kWp太陽(yáng)能系統(tǒng)進(jìn)行仿真模擬，傾角分別為10度、5度和0度。
根據(jù)《全球光伏》與業(yè)內(nèi)專家的溝通，建議如果不愿意采用最佳傾角來(lái)安裝的話，安裝傾角盡可能還是高一些。如果必須平鋪，建議也將傾角設(shè)計(jì)在5-10度之間。對(duì)于平屋頂來(lái)說(shuō)，5-10度的角度也已經(jīng)足夠平了，而對(duì)于彩鋼瓦屋頂來(lái)說(shuō)，一般都會(huì)留有3度以上的角度，相比增加傾角的額外成本來(lái)說(shuō)，順其自然、隨坡就勢(shì)也是很好的選擇。
3、平屋頂安裝必須考慮風(fēng)速
在太陽(yáng)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段，必須考慮當(dāng)?shù)乜赡艹霈F(xiàn)的最大風(fēng)速，尤其是在風(fēng)速超過(guò)每小時(shí)180公里的地區(qū)。
不是五年一遇，十年一遇，光伏系統(tǒng)的壽命是25年，必須考慮50年一遇！
2021年4月底發(fā)生在江蘇南通的臺(tái)風(fēng)足以說(shuō)明一切，隨著建筑質(zhì)量的提升，對(duì)于南通地區(qū)的建筑也來(lái)說(shuō)，幾乎沒有人會(huì)過(guò)多考慮到三十年前常發(fā)生的臺(tái)風(fēng)災(zāi)害，畢竟南通地區(qū)的臺(tái)風(fēng)，也就能對(duì)以前的平方、草屋、大棚帶來(lái)點(diǎn)影響。
但今年4月底，發(fā)生在南通的那場(chǎng)大風(fēng)，活生生地將屋頂?shù)奶?yáng)能光伏、太陽(yáng)能熱水器都吹到了地上，臺(tái)風(fēng)期間造成十多人死亡，50年一遇毫不夸張。
普通的平屋頂太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)可以承受160 km / h（十三級(jí)臺(tái)風(fēng)）的風(fēng)速，但如果沒有女兒墻擋風(fēng)，陣列間沒有考慮防風(fēng)，局部區(qū)域因氣流而造成的瞬間風(fēng)速會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)實(shí)際的風(fēng)速。 這時(shí)候?qū)τ谥Ъ艿倪x型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、壓載或混凝土基礎(chǔ)強(qiáng)度設(shè)計(jì)必須依賴專業(yè)機(jī)構(gòu)的建議，即便是彩鋼瓦屋頂?shù)钠戒?，也要有科學(xué)的分析。
4、平屋頂安裝的漏水風(fēng)險(xiǎn)
積水在平屋頂上很常見。由于屋頂是平坦的，所以水無(wú)處可去，或者說(shuō)排水變慢，在屋頂停留的時(shí)間會(huì)邊長(zhǎng)，因此，任何屋頂上的縫隙、孔洞都會(huì)變成積水的停留處。
此時(shí)，安裝了光伏系統(tǒng)的平屋頂，由于支架安裝和混凝土樁基安裝時(shí)可能造成的防水層破壞，就成為平屋頂光伏最大的漏水風(fēng)險(xiǎn)。
如果是彩鋼瓦屋頂，采用夾具安裝要比在彩鋼瓦上打孔要好；如果彩鋼瓦不適合用夾具連接，采用結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)也是一種選擇，浙江凌志有機(jī)硅就有相關(guān)的解決方案；如果必須打孔，需要確保所有孔都能正確密封以防水。
5、需要考慮平屋頂上的機(jī)械單元
在水泥平屋頂上設(shè)計(jì)和安裝光伏的挑戰(zhàn)之一是現(xiàn)有建筑樓頂?shù)母黝悪C(jī)械裝置，如室外空調(diào)機(jī)組、排水管、排氣扇、通風(fēng)設(shè)施、水箱、欄桿、屋頂結(jié)構(gòu)、暖通系統(tǒng)和水管等等。
這些已有的設(shè)備，不僅影響了屋頂光伏的布局，影響了系支架間距和排列，還可能對(duì)光伏陣列產(chǎn)生陰影遮擋，或是影響到日后的運(yùn)維。
有的設(shè)計(jì)人員會(huì)考慮在這些設(shè)施上方加裝光伏，為設(shè)施遮風(fēng)擋雨，但由此帶來(lái)的另一個(gè)問(wèn)題是高度設(shè)計(jì)要求和防風(fēng)要求，以及運(yùn)維的困難。
對(duì)于屋頂設(shè)施，只能因地制宜地開展設(shè)計(jì)，但這是屋頂光伏無(wú)法回避，必須重視的問(wèn)題。
6、屋頂平鋪組件的增發(fā)
一般沒有絕對(duì)0度角的平鋪安裝，但低傾角確實(shí)是不能回避的問(wèn)題，即便是水泥屋頂也會(huì)有這樣的需求。無(wú)錫天鵬食品城的屋頂就是水泥屋頂加裝光伏大棚的典型應(yīng)用： 對(duì)于屋頂平鋪光伏，優(yōu)化設(shè)計(jì)后仍然可以獲得最佳發(fā)電能力，這可以通過(guò)不同的方式來(lái)完成。
方法1：在平鋪的情況下盡可能做出一定的傾角，不一定追求最佳傾角，尤其是大于15度傾角時(shí)，需要慎重考慮屋頂?shù)姆里L(fēng)問(wèn)題（傾角越大，受風(fēng)的影響越大）。通常若能做到5-10度就已經(jīng)足夠。同時(shí)面向最佳朝向。
方法2：對(duì)于傾角很低的近似平鋪組件，在上下兩排組件之間留有間隙，以便讓組件表面的水能流出組件表面，而不是累積到下一塊組件。這對(duì)于設(shè)計(jì)為頂棚的光伏陣列是一個(gè)額外要求，因?yàn)轫斉锞褪菫榱藫跤?，可以考慮組件之間加裝排水槽來(lái)實(shí)現(xiàn)（這種方案目前在陽(yáng)光房光伏應(yīng)用中已很普遍，工商業(yè)屋頂可以作為參考）。
方法3：對(duì)于低傾角屋頂光伏組件，加裝一種被稱為自動(dòng)排水除泥器的產(chǎn)品，徹底消除3-15度傾角的光伏組件表面積水、積灰。由于是屋頂頂棚應(yīng)用，后期爬上去運(yùn)維多有不便，排水除泥器的選型要考慮到后期運(yùn)維，如采用高效、長(zhǎng)壽命的材質(zhì)，避免塑料產(chǎn)品短期內(nèi)老化后可能會(huì)需要更換；還需要考慮材質(zhì)與組件鋁邊框之間的異金屬腐蝕問(wèn)題，還要選擇不影響鋁邊框表面電阻的材質(zhì)以避免組件PID風(fēng)險(xiǎn)。
總之，在平屋頂上安裝太陽(yáng)能電池板時(shí)需要考慮的以上六個(gè)最重要的事情。2021年組件價(jià)格上漲導(dǎo)致地面電站很難實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，工商業(yè)屋頂光伏電站市場(chǎng)在用電側(cè)電價(jià)的盈利空間將是2021年光伏最重要的戰(zhàn)場(chǎng)。了解與平屋頂光伏系統(tǒng)最相關(guān)的6件事，你的投資回報(bào)可以避免失誤，實(shí)現(xiàn)最高的投資回報(bào)。
