太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案課件(112張)

模塊六

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)周亞東情境二項(xiàng)目設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容要點(diǎn)掌握光伏電站設(shè)計(jì)的總的流程及原則掌握現(xiàn)場(chǎng)勘察的要領(lǐng)及實(shí)際勘察能力情境二光伏電站建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)一、光伏電站設(shè)計(jì)原則與設(shè)計(jì)優(yōu)化1.設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)是對(duì)擬建工程的實(shí)施，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上所進(jìn)行的全面而詳盡的安排是整個(gè)工程的決定性環(huán)節(jié)，是組織實(shí)施的依據(jù)。設(shè)計(jì)范圍一般包括單項(xiàng)設(shè)計(jì)、初步可行性研究、可行性研究、初步設(shè)計(jì)、司令圖設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)、竣工圖設(shè)計(jì)等相關(guān)技術(shù)服務(wù)；另一種為工程總承包的設(shè)計(jì)，包括基本設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、竣工圖設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)闡明在指定的地點(diǎn)、時(shí)間和投資控制數(shù)內(nèi)，擬建工程在技術(shù)上的可行性、經(jīng)濟(jì)上的合理性。司令圖是全廠總布置圖，是由工廠布置專業(yè)根據(jù)參與設(shè)計(jì)專業(yè)人員提出的各種裝置布置要求、管網(wǎng)走向要求、工程地形和地質(zhì)情況等因素經(jīng)綜合平衡考慮和工程優(yōu)化后形成的設(shè)計(jì)輸出。施工圖設(shè)計(jì)主要是根據(jù)批準(zhǔn)的方案設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求，對(duì)建設(shè)項(xiàng)目的施工總圖，結(jié)構(gòu)、土建、電氣等繪制出正確完整和盡可能詳盡的圖紙，應(yīng)能滿足預(yù)算及施工組織設(shè)計(jì)的編制。施工圖設(shè)計(jì)包括：設(shè)備接線圖。設(shè)備位置圖系統(tǒng)走線圖線纜選型設(shè)備細(xì)化選型防雷設(shè)計(jì)配電設(shè)計(jì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)支架強(qiáng)度計(jì)算系統(tǒng)效率計(jì)算2.優(yōu)化設(shè)計(jì)原則1）通過多方案比較，確定較為合理的技術(shù)方案。2）分析選址資源情況。3）合理布局太陽電池方陣。4）大尺寸組件安裝、快速便捷。5）設(shè)備與設(shè)備之間的連線盡量采用短連線，要做到近處匯流。6）選擇合適的變壓器是提高效率的重要環(huán)節(jié)。7）系統(tǒng)要集中監(jiān)控，預(yù)防事故的發(fā)生。二、現(xiàn)場(chǎng)考察內(nèi)容

1.對(duì)擬定安裝點(diǎn)環(huán)境勘察環(huán)境包括地理環(huán)境和人文環(huán)境：首先了解地理環(huán)境對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂颦h(huán)境做適當(dāng)?shù)牧私?，包括?jīng)緯度、降雨量、濕度、氣溫，最大風(fēng)力等。而后了解人文環(huán)境、用戶的需求，了解用戶每年每月大致用電量和用戶對(duì)項(xiàng)目的要求，并記錄。2.安裝位置區(qū)域勘察首先根據(jù)項(xiàng)目信息，到項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘查，了解現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況如：場(chǎng)址大概是什么地貌，地表附著物情況，有無墳頭，是否涉及賠償；有無軍事設(shè)施、文物等敏感物；路徑情況、確定道路寬度，材料堆放場(chǎng)所的位置及寬度，腳手架搭建的位置及高度寬度情況，屋面的高度和寬度，廠區(qū)屋面或地面是否有障礙物和遮擋物，確定各方陣電池板的安裝的具體點(diǎn)位。3.安裝區(qū)域線纜路徑勘察主要確定場(chǎng)址附近是否有可接入的變電站，距離多少，多大電壓等級(jí)，容量是多少，有無間隔；確定現(xiàn)場(chǎng)橋架走向優(yōu)劣勢(shì)、電房位置及通向路徑、防雷建設(shè)程度、電房及柜體安放位置、通信走向等4．資料收集內(nèi)容（1）看對(duì)地面并網(wǎng)工程，首先要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，在整體上對(duì)本工程的形式有一定的掌握；對(duì)于BIPV工程，同樣要對(duì)在建或已建建筑進(jìn)行勘察。其次，看施工現(xiàn)場(chǎng)的工程圖紙，若是還未完工的工程，通過圖紙能有更直觀的了解。再次，觀察工程周圍的環(huán)境，看是否有較高的建筑或遮擋物，會(huì)不會(huì)對(duì)后續(xù)的工程設(shè)計(jì)產(chǎn)生影響。（2）聽（溝通，問）對(duì)地面并網(wǎng)工程，通過和項(xiàng)目客戶、相關(guān)人員、當(dāng)?shù)厝罕姷淖稍?，了解掌握?dāng)?shù)氐那闆r。對(duì)老客戶，可直接切入重點(diǎn)；對(duì)新客戶，積極發(fā)展；官方客戶，政策方針很重要；對(duì)政府工程，更關(guān)注工程帶來的形象效應(yīng)；對(duì)于非政府工程，則更關(guān)注工程的投資及經(jīng)濟(jì)性；對(duì)于BIPV工程，需要對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)受力充分的了解。首先和施工現(xiàn)場(chǎng)的工程師溝通，結(jié)合圖紙對(duì)項(xiàng)目建筑的整體狀況有充分的把握。其次通過和項(xiàng)目客戶的溝通，了解客戶對(duì)本項(xiàng)目的要求及側(cè)重點(diǎn)。（3）查對(duì)地面并網(wǎng)工程，要重點(diǎn)查項(xiàng)目當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料，最好能有當(dāng)?shù)貧庀缶值臄?shù)據(jù)報(bào)告。對(duì)于BIPV項(xiàng)目，還要查項(xiàng)目地的地理資料。5.前期勘察綜合表格現(xiàn)場(chǎng)勘察就是到擬建設(shè)工程項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)勘探查看“三通一平”、周圍環(huán)境、地質(zhì)條件、水文等實(shí)際情況。通常的招標(biāo)項(xiàng)目勘查現(xiàn)場(chǎng)一般都是在會(huì)招標(biāo)文件中規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，由招標(biāo)人或招標(biāo)代理組織投標(biāo)人到現(xiàn)場(chǎng)勘查，或者由投標(biāo)人自行前去勘查。三、項(xiàng)目詳細(xì)設(shè)計(jì)1.配電室設(shè)計(jì)由于并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)沒有蓄電池、太陽能充放電控制器，因此，如果條件允許的話可以將并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)逆變器放在并網(wǎng)點(diǎn)的低壓配電室內(nèi)，否則需要單獨(dú)建立變配電室。2．并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的防雷設(shè)計(jì)主要有以下幾個(gè)方面：1）地線是避雷、防雷的關(guān)鍵，在進(jìn)行配電室基礎(chǔ)建設(shè)和太陽電池方陣基礎(chǔ)建設(shè)的同時(shí)，選擇光伏發(fā)電站附近土層較厚、潮濕的地點(diǎn)，挖2m深地線坑，采用40扁鋼，添加降阻劑并引出地線，引出線采用35mm2

銅芯電纜，接地電阻應(yīng)小于1Ω。2）在配電室附近建一避雷針，高15m，地線與配電室地線相連。3）太陽電池方陣電纜進(jìn)入配電室的電壓為DC220V，采用PVC管地埋，加防雷器保護(hù)。電池板方陣的支架應(yīng)保證良好的接地，也與配電室地線相連。4）并網(wǎng)逆變器交流輸出線采用防雷箱一級(jí)保護(hù)（并網(wǎng)逆變器內(nèi)有交流輸出防雷器）。3．電池陣列的設(shè)計(jì)及裝機(jī)容量計(jì)算光伏方陣中，同一光伏組件串中各光伏主件的電性能參數(shù)要保持一致，光伏組件串的串聯(lián)數(shù)應(yīng)按照公式計(jì)算得到4.裝機(jī)容量計(jì)算設(shè)計(jì)

主要依據(jù)是用戶側(cè)每路的用電量和各施工區(qū)域所能安裝的電池板數(shù)量裝機(jī)容量＝每塊電池板的峰值功率*總的電池板數(shù)目5.電池陣列支架及固定基礎(chǔ)設(shè)計(jì)支架的設(shè)計(jì)主要側(cè)重于系統(tǒng)的選址、支架的夾角、支架的抗壓強(qiáng)度以及光伏組件支架系統(tǒng)的連接方式、材質(zhì)、選型。（1）光伏支架與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)1）對(duì)于地面電站，如果安裝地為疏松土質(zhì)，一般采用混凝土底座，混凝土底座以柱形基礎(chǔ)為主，對(duì)于堅(jiān)硬土質(zhì)可采用混凝土底座或直接使用螺旋樁直打入地面以下。對(duì)于混凝土柱形基礎(chǔ)型地面電站，其支架組成部分與混凝土屋面電站有很大相似之處。2）對(duì)于混凝土屋面電站，如果是新建房，可以在澆制混凝土屋面時(shí)預(yù)埋件；如果是現(xiàn)有建筑，其基座可考慮采用水泥壓塊負(fù)重、條形基礎(chǔ)、柱形基礎(chǔ)安裝。3）對(duì)于金屬屋面，要根據(jù)金屬屋面的結(jié)構(gòu)選擇相應(yīng)的固定方式，有采用不銹鋼夾塊、雙頭螺桿以及特殊的導(dǎo)軌固定方式等，（2）支架鋼材選擇

不同形式的光伏電站，鋼材作為支架中最重要的組成部分，它的選擇直接影響系統(tǒng)的使用壽命，而正確的選擇鋼材，不僅使得系統(tǒng)整體美觀，還會(huì)節(jié)約成本、配重合理，增加使用年限，選擇鋼材時(shí)可根據(jù)鋼材的長(zhǎng)度、厚度、孔徑、材質(zhì)、荷載、撓度、重量等多方面綜合考慮。6.混凝土屋面和地面基礎(chǔ)荷載設(shè)計(jì)（1）混凝土屋面基礎(chǔ)分析江蘇無錫某1.2MWp屋面分布式光伏電站，每棟建筑屋面尺寸均為90m×48m，此4棟建筑屋面均為上人屋面屋面設(shè)計(jì)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2kN/㎡。屋面為結(jié)構(gòu)找坡，坡度為3%。屋面電站組件功率為255Wp，組件尺寸為1.952m×0.992m，重量為20kg，組件間距為0.02m，組件每個(gè)方陣為2排9列，共18塊，組件朝南，傾角25°基礎(chǔ)采用獨(dú)立支墩，屋面粗糙度類別為B類屋面最高處離地面高度接近20m，支架間距取2.70m，每方陣長(zhǎng)寬為9.088m×3.924m用四跨支架，支架前后支墩跨距為2.7m，組件及支架自重取0.15Kn/m2,初步選定前支墩尺寸為0.40m×0.40mm×0.469m，間距3.000m，1）風(fēng)壓荷重。垂直于組件的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：=βgzμsμz

（6-3）式中，為風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）；βgz為高度20m處的風(fēng)振系數(shù)為1.63；μs為風(fēng)荷載體型系數(shù)，取50年一遇為1.3；μz為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，μz取1.23；W0為基本風(fēng)壓（kN/m2）取0.45。則=βgzμsμz=1.61.31.230.45=1.17kN/㎡2）前后支墩抗傾覆力矩所取支架系統(tǒng)的組件面積＝（0.992×3+0.20×2）*3.924＝11.834m2。其中0.992為一塊組件的寬（m）；0.20為組件間距（m）。垂直于組件平面的風(fēng)荷載=1.17kN/㎡×11.834m2=13.85kN；風(fēng)力對(duì)組件的傾覆力矩

式中，L為組件到傾覆點(diǎn)“O”的力臂長(zhǎng)度,這里通過數(shù)學(xué)計(jì)算為3.766m。則=11.834kN×3.766m

=22.28kNm3）抗傾覆力矩。組件和支架本身重力為：G3K=0.15kN/㎡×11.834m21.775kN前腿支墩重力：G1k=0.4m×0.4m×0.469m×25kN/=1.88kN假設(shè)后腿支墩重力：G2k＝b×b×0.6m×25kN/=15×b2kN抗傾覆力矩：Mk=G1k×0.2m+G2k×2.9m+G3k×1.55m=3.13kN·m+43.5×b2kN·m；抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算公式Mk/Mq≥1.6:3.13kN·m+43.5×b2kN·m≥22.28×1.6得取b≥0.86m選擇0.86m×0.86m×0.6m的后支墩能滿足本項(xiàng)目方陣需求，后腿支墩重力為G2k＝0.86m×0.86m×0.6m×25kN/＝11.1kN。4）雪荷載。屋面水平投影面上的雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)下式計(jì)算：

Sk=μrSo

Sk為雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值（kN/㎡）；μr屋面積雪分布系數(shù)，根據(jù)規(guī)范取值1.0So為基本雪壓（kN/㎡），依無錫地區(qū)50年一遇最大雪荷載查規(guī)范取值0.4kN/㎡；則該項(xiàng)目最大雪荷載參考值為Sk=μrSo=0.4kN/㎡。（2）金屬屋面基礎(chǔ)及支架設(shè)計(jì)

金屬屋面基礎(chǔ)和支架主要是由：鋁合金夾具和鋁合金檁條組成，夾具的設(shè)計(jì)主要根據(jù)金屬屋面的背脊形狀而定，檁條則根據(jù)兩相鄰彩光帶之間的距離而定。

四、光伏電站設(shè)計(jì)完整實(shí)例1.項(xiàng)目概況項(xiàng)目名稱：廣東漢能光伏有限公司農(nóng)夫山泉廠區(qū)5MWp光伏發(fā)電示范項(xiàng)目。項(xiàng)目所屬類別：屋頂電站。建設(shè)項(xiàng)目發(fā)電類型：屋頂非晶硅太陽能發(fā)電站用戶側(cè)并網(wǎng)發(fā)電項(xiàng)目。占地面積：約10000m2。裝機(jī)容量：一期、二期共5MW。電網(wǎng)接入方案：10kV用戶側(cè)并網(wǎng)。預(yù)計(jì)年均發(fā)電量：640萬KW·h。光伏電站所發(fā)電量自發(fā)自用，余量上網(wǎng)。項(xiàng)目建設(shè)單位：深圳藍(lán)波綠建集團(tuán)股份有限公司。2.項(xiàng)目選址概況內(nèi)容包括項(xiàng)目所處的地理位置、交通、氣象條件、項(xiàng)目平面圖、項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)條件等，是項(xiàng)目立項(xiàng)的基礎(chǔ)，為項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)作準(zhǔn)備。河源市位于廣東省東北部、東江中上游。其范圍是東經(jīng)114°14’至115°36’，北緯23°10’至24°27’。主要?dú)夂蛱攸c(diǎn)：氣溫偏高，年平均氣溫21.0℃，比常年偏高0.5℃，全年氣溫變化異常，高溫日數(shù)多；年平均降水量1742.0mm，年日照總時(shí)數(shù)為1733.9h。本工程處于廠區(qū)工作地帶，受地理環(huán)境限制，施工現(xiàn)場(chǎng)不能堆放大批量的材料。業(yè)主單位提供系統(tǒng)專項(xiàng)工程施工場(chǎng)地，包括辦公、材料臨時(shí)堆放及加工，工具設(shè)備布置場(chǎng)地等。如圖6-14所示，根據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局（NationalAeronauticsandSpace

AdministrationNASA）數(shù)據(jù)，河源地區(qū)水平面所接受的日照輻射總量呈中間高兩邊低的態(tài)勢(shì)分布，即每年5～10月份，是日照輻射總量最高的時(shí)段。利用RETScreen軟件模擬氣象數(shù)據(jù)

3.系統(tǒng)優(yōu)化系統(tǒng)優(yōu)化主要針對(duì)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)與施工方面所必須考慮的實(shí)際問題，同時(shí)要考慮建筑與光伏系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與統(tǒng)一，做到建筑與系統(tǒng)的絕對(duì)安全、建筑與系統(tǒng)和協(xié)統(tǒng)一，以及系統(tǒng)發(fā)電的最大化。（1）建筑與光伏系統(tǒng)的安全性結(jié)構(gòu)安全性涉及兩方面。一是建筑本身的結(jié)構(gòu)安全性，包括光伏系統(tǒng)給建筑帶來的荷載、防水、防雷等要求。二是光伏系統(tǒng)的安全性，包括光伏組件安裝固定和連接方安全、光伏系統(tǒng)的防雷安全、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。（2）建筑與系統(tǒng)的優(yōu)化必須對(duì)包括組件的安裝傾角、方位角、安裝數(shù)量以及電力傳輸損耗等在內(nèi)的各項(xiàng)因素做綜合考慮，對(duì)BIPV建筑和光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以達(dá)到最大化的提供電力的要求；在光伏建筑一體化系統(tǒng)中，也要考慮到系統(tǒng)安裝后的建筑整體效果。4.系統(tǒng)配置系統(tǒng)配置主要對(duì)光伏項(xiàng)目的整體進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，一般有系統(tǒng)的方陣總數(shù)目、子系統(tǒng)數(shù)、逆變器數(shù)、升壓變壓器數(shù)等，系統(tǒng)配置是設(shè)計(jì)的核心，是系統(tǒng)合理配置的具體表現(xiàn)，它決定系統(tǒng)的選型與匹配。光伏系統(tǒng)裝機(jī)容量（KWp）組件安裝面積（㎡）組件數(shù)量逆變器配置安裝方式1#廠房屋頂2119.2 2792335320共8臺(tái)500KTL、1臺(tái)630KTL、1臺(tái)

50KTL屋面鋁合金支架沿屋面平鋪2#廠房屋頂2731.235987455205.屋頂荷載本系統(tǒng)在廠房屋頂安裝非晶硅電池組件，屋頂需要滿足支架以及組件的負(fù)重，保證能承受其載荷。本光伏電站采用的多晶硅電池組件為18.5kg/片，尺寸規(guī)格為12456359.7mm（長(zhǎng)寬厚），電池組件單位面積重量2.69kg左右，因此要求屋面必須滿足能承受大于0.27kN/m2恒荷載才能安裝光伏組件。6.設(shè)備的匹配所選型主要根據(jù)系統(tǒng)的總體要求選擇相應(yīng)主要設(shè)備，這一步過程環(huán)環(huán)相扣，不可以獨(dú)立?？紤]系統(tǒng)匹配的同時(shí)還要注意單項(xiàng)設(shè)備的參數(shù)與質(zhì)量保證，如光伏組件考慮選擇發(fā)電效率較高的國(guó)際或國(guó)內(nèi)認(rèn)證品牌，系統(tǒng)設(shè)備選型關(guān)系到系統(tǒng)的安全、發(fā)電量、資金投入等。（1）光伏組件選型標(biāo)準(zhǔn)：項(xiàng)目選用廣東漢能光伏有限公司生產(chǎn)的60Wp非晶硅光伏組件共80840塊根據(jù)組件的最大工作電壓和逆變器直流輸入電壓范圍，同時(shí)需要考慮組件的開路電壓溫度系數(shù)，根據(jù)式（6-1）得10.2塊，取10塊區(qū)域安裝方式組串形式組件尺寸（mm）組件功率（W）組件數(shù)量(塊)裝機(jī)容量（KWp）電流/電壓（單個(gè)方陣）一期A平鋪10串10并10串6并12456357.5609160549.68.7A/690V0.87A/690V一期B平鋪10串10并10串3并12456357.560175301051.8一期C平鋪10串10并10串3并12456357.5608630517.8總計(jì)353202119.2二期A平鋪10串10并10串9并12456357.56010590635.4二期A/B平鋪10串10并10串5并12456357.56095057二期B平鋪10串10并10串7并12456357.560169701018.2二期C平鋪10串10并10串1并12456357.560170101020.6總計(jì)455202731.2（3）光伏陣列表面傾斜度設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)為金屬瓦屋面，采用平鋪方式，以屋面坡度作為系統(tǒng)的傾角。（4）并網(wǎng)逆變器選型要求：逆變器的峰值效率（含隔離變壓器在內(nèi)）>94%；電流總諧波失真THD<3%，具有極性反接保護(hù)、電網(wǎng)故障自診斷、系統(tǒng)故障自診斷功能，同時(shí)還具有可靠的防“孤島效應(yīng)”功能。并網(wǎng)逆變器的輸出大于其額定輸出的20%時(shí)，平均功率因數(shù)>0.99；防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65，可滿足本工程戶外安裝的要求。本項(xiàng)目采用國(guó)內(nèi)知名品牌并網(wǎng)逆變器，逆變器10臺(tái)逆變器10臺(tái)，區(qū)域組串形式組件數(shù)量（塊）裝機(jī)容量（KWp）逆變器備注一期A10串10并10串6并9160549.61臺(tái)SG500KTL一期B10串10并10串3并175301051.82臺(tái)SG500KTL一期C10串10并10串3并8630517.81臺(tái)SG500KTL二期A10串10并10串9并10590635.41臺(tái)SG630KTL二期A/B10串10并10串5并950571臺(tái)SG50KTL二期B10串10并10串7并169701018.22臺(tái)SG500KTL二期C10串10并10串1并170101020.62臺(tái)SG500KTL總計(jì)808404850.4KWp10臺(tái)（5）直流匯流箱

具體選型要求如下：1）匯流箱防護(hù)等級(jí)能達(dá)到IP65以上。2）滿足同時(shí)接入16路太陽電池組串，有16對(duì)正、負(fù)極接線端子。3）使用專用高壓防雷器能滿足正極對(duì)地、負(fù)極對(duì)地、正負(fù)極之間都防雷，額定電流≥15kA，最大電流≥40kA,額定電壓Up值不高于3.9kV。4）使用的斷路器能夠承受直流1000V，并且采用正負(fù)極分別串聯(lián)的四極斷路器以提高直流耐壓。5）匯流箱采用性能可靠的霍尼韋爾霍爾元件（直流CT傳感器）對(duì)16路的每一路光伏組串進(jìn)行電流監(jiān)測(cè)、報(bào)警和本地故障定位的功能，并通過RS485與本地監(jiān)控裝置通信。6）可實(shí)現(xiàn)光伏陣列電流量的獨(dú)立測(cè)量。7）分析電流量、對(duì)有故障的光伏陣列報(bào)警。8）能夠識(shí)別外部環(huán)境從而實(shí)現(xiàn)直流匯流箱的熔絲熔斷報(bào)警，并送至本地監(jiān)控系統(tǒng)和更上一級(jí)監(jiān)控系統(tǒng)。9）與外部接口部分均有防雷保護(hù)。10）能接收本地監(jiān)控裝置的參數(shù)下載，進(jìn)行分析處理。

區(qū)域組串形式組件數(shù)量(塊)裝機(jī)容量（KWp）匯流箱備注一期A10串10并10串6并9160549.616進(jìn)5臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（6路輸入）一期B10串10并10串3并175301051.816進(jìn)10臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（8路輸入）一期C10串10并10串3并8630517.816進(jìn)5臺(tái)8進(jìn)1臺(tái)（7路輸入）二期A10串10并10串9并10590635.416進(jìn)6臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（5路輸入）二期A/B10串10并10串5并950578進(jìn)2臺(tái)（5路輸入）二期B10串10并10串7并169701018.216進(jìn)10臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（5路輸入）二期C10串10并10串1并170101020.616進(jìn)10臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（5路輸入）總計(jì)455202731.216進(jìn)46臺(tái)，8進(jìn)13臺(tái)（6）直流配電柜設(shè)計(jì)選型要求：要求8路輸入，符合系統(tǒng)總功率、電流、電壓要求，采用高性能元器件、智能化設(shè)計(jì)，可以檢測(cè)每路電流、電壓、防雷狀況、開關(guān)狀態(tài)，通過智能儀表大屏液晶顯示電壓電流功率等，有良好的接地保護(hù)，通過RS485通信接口與監(jiān)控系統(tǒng)通信，實(shí)現(xiàn)直流配電柜智能化管理。直流防雷配電柜主要是將匯流箱輸出的直流電纜接入后進(jìn)行匯流，再接至逆變器。該配電柜含有直流輸入斷路器、光伏防雷器等。區(qū)域組串形式組件數(shù)量(塊)裝機(jī)容量（KWp）匯流箱直流配電柜一期A10串10并10串6并9160549.616進(jìn)5臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（6路輸入）8路共9臺(tái)一期B10串10并10串3并175301051.816進(jìn)10臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（8路輸入）一期C10串10并10串3并8630517.816進(jìn)5臺(tái)8進(jìn)1臺(tái)（7路輸入）二期A10串10并10串9并10590635.416進(jìn)6臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（5路輸入）二期A/B10串10并10串5并950578進(jìn)2臺(tái)（5路輸入）二期B10串10并10串7并169701018.216進(jìn)10臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（5路輸入）二期C10串10并10串1并170101020.616進(jìn)10臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（5路輸入）總計(jì)455202731.216進(jìn)46臺(tái)，8進(jìn)13臺(tái)（7）光伏交流配電柜

選型要求：交流柜內(nèi)安裝先進(jìn)的智能電力測(cè)控儀表，實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏發(fā)電全電量測(cè)量及遠(yuǎn)程控制。交流配電柜的作用是把逆變器轉(zhuǎn)換出的交流電送到保護(hù)、檢測(cè)裝置上，主要起到了保護(hù)、檢測(cè)設(shè)備的作用，保證系統(tǒng)可靠運(yùn)行。區(qū)域組串形式組件數(shù)量(塊)裝機(jī)容量（KWp）逆變器交流配電柜一期A10串10并10串6并9160549.61臺(tái)SG500KTL9臺(tái)一期B10串10并10串3并175301051.82臺(tái)SG500KTL一期C10串10并10串3并8630517.81臺(tái)SG500KTL二期A10串10并10串9并10590635.41臺(tái)SG630KTL二期A/B10串10并10串5并950571臺(tái)SG50KTL二期B10串10并10串7并169701018.22臺(tái)SG500KTL二期C10串10并10串1并170101020.62臺(tái)SG500KTL總計(jì)808404850.4KWp10臺(tái)（8）其他配套設(shè)備/材料

選型要求：對(duì)于交流側(cè)電力電纜,按GB/T12706.1-2008《額定電壓1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)擠包絕緣電力電纜及附件第1部分：額定電壓1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)電纜》要求，從安全方面考慮,全部采用阻燃且耐候性較好的阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜。7．項(xiàng)目電氣設(shè)計(jì)整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)共安裝漢能非晶硅HNS-ST60光伏組件80840塊，系統(tǒng)容量4850.4KWp。1期廠房共分為4個(gè)子系統(tǒng)，共配置4臺(tái)500kVA并網(wǎng)逆變器；2期廠房共分為6個(gè)子系統(tǒng)，配置4臺(tái)500kVA、1臺(tái)630kVA、1臺(tái)50kVA并網(wǎng)逆變器。每2個(gè)子系統(tǒng)通過一臺(tái)1000kVA雙分裂干式升壓變壓器并入10kV中壓電網(wǎng)。區(qū)域安裝方式組串形式組件數(shù)量裝機(jī)容量匯流箱直流配電柜逆變器交流配電柜升壓變壓器一期A平鋪10串10并10串6并9160549.616進(jìn)5臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（6路輸入）8路共9臺(tái)1臺(tái)G500KTL9臺(tái)5臺(tái)一期B平鋪10串10并10串3并175301051.816進(jìn)10臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（8路輸入）2臺(tái)G500KTL一期C平鋪10串10并10串3并8630517.816進(jìn)5臺(tái)8進(jìn)1臺(tái)（7路輸入）1臺(tái)G500KTL二期A平鋪10串10并10串9并10590635.416進(jìn)6臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（5路輸入）1臺(tái)630KTL二期A/B平鋪10串10并10串5并950578進(jìn)2臺(tái)（5路輸入）1臺(tái)

50KTL二期B平鋪10串10并10串7并169701018.216進(jìn)10臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（5路輸入）2臺(tái)G500KTL二期C平鋪10串10并10串1并170101020.616進(jìn)10臺(tái)8進(jìn)2臺(tái)（5路輸入）2臺(tái)G500KTL總計(jì)455202731.210臺(tái)8.防雷與接地保護(hù)本項(xiàng)目組件支撐系統(tǒng)（鋁合金壓塊－鋁合金導(dǎo)軌－鋁合金夾具）已與屋面（鍍鋁鋅板）連接成一個(gè)整體，建筑原屋面鍍鋁鋅板已與建筑主體結(jié)構(gòu)可靠連接，并且組件支撐系統(tǒng)沿屋面鋪設(shè)，低于屋頂四周的女兒墻，是一個(gè)驗(yàn)收合格的防雷系統(tǒng)。交流系統(tǒng)采用TN-S接地系統(tǒng)（與建筑接地系統(tǒng)一致），電氣設(shè)備的接地電阻R≤10Ω，滿足屏蔽接地和工作接地的要求。本設(shè)計(jì)中所有不帶金屬外殼電氣設(shè)備均應(yīng)可靠接地。光伏屋面太陽能電站接地系統(tǒng)與建筑內(nèi)其他接地系統(tǒng)共用同一接地體，聯(lián)合接地體接地電阻應(yīng)不大于10Ω。

整個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的防雷與接地設(shè)計(jì)，嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，滿足雷電防護(hù)分區(qū)、分級(jí)確定的防雷等級(jí)要求，各連接點(diǎn)的連接電阻小于1Ω。整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的防雷與接地保護(hù)措施主要包括：1）太陽電池方陣與整個(gè)建筑屋面形成有效的防雷連接，有明顯的防雷連接點(diǎn)。2）直流匯線箱內(nèi)置直流防雷模塊（最大額定直流電壓Uc=1000VDC），防雷等級(jí)達(dá)到II級(jí)。3）并網(wǎng)逆變器自身具有防雷保護(hù)。4）交流控制柜內(nèi)置交流防雷模塊（最大額定直流電流Uc=440VAC），防雷等級(jí)達(dá)到II級(jí)。5）太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)所有設(shè)備部件的箱/柜體外殼可靠接地。防雷設(shè)計(jì)：1）防直擊雷設(shè)計(jì)：本系統(tǒng)太陽能光伏組件的金屬緊固件和屋面敷設(shè)電纜橋架均與屋面連接成一個(gè)整體，該系統(tǒng)已與建筑避雷帶或防雷引下線可靠連接，系統(tǒng)接地電阻小于4Ω。2）防感應(yīng)雷設(shè)計(jì)：為防止感應(yīng)雷給系統(tǒng)設(shè)備造成損壞，本設(shè)計(jì)在以下處安裝防雷保護(hù)裝置。a)直流匯線箱內(nèi)安裝二級(jí)直流防雷元件。b)逆變器自身具有防雷保護(hù)，達(dá)到國(guó)家Ⅱ級(jí)防雷標(biāo)準(zhǔn)。c)交流控制柜：在交流配電柜內(nèi)安裝防雷器，采用交流防雷器接到交流輸出線上，同時(shí)防雷器接地端與PE線連接。9．系統(tǒng)內(nèi)外部接口劃分及配合設(shè)計(jì)系統(tǒng)內(nèi)外部接口分光伏發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)接入系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部又分直流側(cè)系統(tǒng)和交流側(cè)系統(tǒng)。配合措施：光伏發(fā)電系統(tǒng)直流側(cè)是大電流、高電壓，而且光伏方陣到逆變器距離較遠(yuǎn)，考慮到線損和傳輸電流、電壓、阻燃、抗腐蝕等，選擇直流側(cè)線纜符合招標(biāo)要求。組件方陣、直流匯流箱、逆變器設(shè)備、交流并網(wǎng)箱等需接地，接地阻值不大于10Ω。直流匯流箱、逆變器、交流并網(wǎng)箱都有防雷措施，形成多級(jí)保護(hù)，增加系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行型。直流匯流箱、交流并網(wǎng)箱都有獨(dú)立斷路器，直流匯流箱、交流并網(wǎng)箱還有設(shè)隔離開關(guān)和測(cè)量顯示儀表，便于設(shè)備檢修和對(duì)過流過載保護(hù)等功能。交流并網(wǎng)箱內(nèi)有遠(yuǎn)程控制功能，能就地模式下進(jìn)行并網(wǎng)，也可通過遠(yuǎn)方模式下進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，方便光伏電站運(yùn)行管理。直流匯流箱、交流并網(wǎng)箱及并網(wǎng)逆變器都帶有RS485通信接口，可以與光伏監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)直接通信，本設(shè)備可以提供Modbus通信協(xié)議及接口；光伏系統(tǒng)并網(wǎng)接入點(diǎn)由甲方提供，光伏發(fā)電監(jiān)控系統(tǒng)提供很好界面和接口，滿足系統(tǒng)需要。10.監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（1）實(shí)現(xiàn)可測(cè)量和顯示光伏發(fā)電各系統(tǒng)的各類參數(shù)。監(jiān)控系統(tǒng)可根據(jù)各個(gè)設(shè)備采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)分析，實(shí)現(xiàn)真正的無人值守。系統(tǒng)還可以通過Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，為用戶提供遠(yuǎn)程故障診斷、系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析等服務(wù)。（2）方案配置1）數(shù)據(jù)通信配置2）控制中心監(jiān)控3）監(jiān)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)（3）通信機(jī)制1）內(nèi)部通信。2）智能設(shè)備通信。任務(wù)一BIPV幕墻設(shè)計(jì)任務(wù)目標(biāo)本節(jié)將通過廣東漢能光伏有限公司行政中心BIPV項(xiàng)目為例，主要介紹BIPV幕墻的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)、構(gòu)件計(jì)算設(shè)計(jì)等。任務(wù)知識(shí)準(zhǔn)備1）光伏電站設(shè)計(jì)基本內(nèi)容與方法。2）光伏支架的荷載計(jì)算方法。3）民房建筑基本知識(shí)。任務(wù)實(shí)施過程與方法設(shè)計(jì)流程2．設(shè)計(jì)要點(diǎn)BIPV系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下內(nèi)容：建筑所處地理位置和氣候條件。建筑朝向及周邊場(chǎng)地情況。建筑外形、功能和負(fù)荷要求。光伏發(fā)電系統(tǒng)計(jì)算和選型。3．案例應(yīng)用分析廣東省河源市廣東漢能光伏有限公司行政中心BIPV項(xiàng)目，建筑類型：幕墻結(jié)構(gòu)；建筑面積：2000㎡；安裝方式：框架安裝；裝機(jī)容量：100kW。項(xiàng)（1）項(xiàng)目介紹原西面、南面幕墻為豎明橫隱的半隱框幕墻，現(xiàn)需將西面、南面改造成光電幕墻，在立面安裝鋁合金立柱和橫梁。非晶硅BIPV光伏組件背面利用高強(qiáng)度耐候結(jié)構(gòu)膠粘接了鋁合金副框。使用專用的壓塊將非晶硅BIPV光伏組件固定到鋁合金立柱和橫梁上。（2）安全設(shè)計(jì)1）設(shè)計(jì)依據(jù)。河源地區(qū)基本風(fēng)壓值：Wo=0.30kN/m2；地區(qū)粗糙度：B類；地震設(shè)防烈度：6度；設(shè)計(jì)基本地震加速度：0.05g；年溫度變化：△T=80°。2）設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)《建筑幕墻》GB/T21086-2007《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》JGJ102-2003《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009-2012《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50057-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2010《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016-2014《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》JGJ113-2009《混凝土結(jié)構(gòu)后錨固技術(shù)規(guī)程》JGJ145-2013《鋁合金建筑型材》GB/T5237-2008《浮法玻璃》GB11614-1999《建筑用安全玻璃第2部分：鋼化玻璃》GB/T9963.2-2005《中空玻璃》GB11944-2002《硅酮建筑密封膠》GB14683-2003《建筑用硅酮結(jié)構(gòu)密封膠》GB16776-2005《建筑幕墻氣密、水密、抗風(fēng)壓性能檢測(cè)方法》GB/T15227-2007《玻璃幕墻工程質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》JGJ/139-2001《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50210-2001《緊固件螺栓和螺釘》GB/T5277-1985（3）幕墻設(shè)計(jì)說明1）幕墻設(shè)計(jì)本項(xiàng)目玻璃幕墻形式主要分為有：a.全隱框普通組件3.2+1.14PVB+6mm半鋼化玻璃幕墻；b.全隱框中空透光20%組件3.2+1.14PVB+6+12A+6mm半鋼化玻璃幕墻。

鋁型材:立柱材質(zhì)為6063-T6，橫梁材質(zhì)為6063-T5，表面為中灰色粉沫噴涂。鋁板：2.5mm厚鋁單板，表面為白色氟碳噴涂。鋼材：材質(zhì)Q235B,表面處理：熱浸鍍鋅。2）幕墻抗震設(shè)計(jì)本工程幕墻的抗震設(shè)計(jì)按6度設(shè)防，主要措施如下：

在計(jì)算幕墻材料強(qiáng)度、撓度時(shí)，均考慮地震力的組合效應(yīng)；幕墻與主體連接，幕墻橫向、縱向均考慮主體在地震作用及其他荷載作用下的變形，幕墻變位能力滿足地震需求。3）幕墻防雷設(shè)計(jì)由于建筑高度低于30m，不作專門的防雷處理，只配合建筑防雷，保證與主體貫通的鋁合金玻璃幕墻防雷網(wǎng)立柱能實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)通。4）幕墻防火設(shè)計(jì)幕墻系構(gòu)件式結(jié)構(gòu)分層分單元分別安裝，下層幕墻與上層幕墻之間由100mm厚防火巖棉及1.5mm厚鍍鋅鐵板托襯形成防火隔層。5）后置埋板設(shè)計(jì)后置埋板采用寬厚長(zhǎng)為250mmx8mmx300mm鍍鋅鋼板，材質(zhì)為Q235B。4-M12x160化學(xué)螺栓后置,置入完畢需將螺帽端部的螺紋點(diǎn)焊住。6）幕墻與建筑主體結(jié)構(gòu)連接設(shè)計(jì)采用后置埋件通過角碼、螺栓與幕墻立柱緊密可靠連接。上部固定，下部在幕墻套管內(nèi)向下自由伸縮，預(yù)留20mm伸縮縫。7）幕墻防變形噪音設(shè)計(jì)為防止產(chǎn)生摩擦噪聲，幕墻立柱與橫梁連接處設(shè)置柔性墊片或預(yù)留1～2mm的間隙,間隙內(nèi)填膠；隱框幕墻掛板玻璃線與橫梁接觸處亦鋪設(shè)膠條或柔性墊片。8）焊縫防銹設(shè)計(jì)考慮到鋼件燒焊所產(chǎn)生的高溫會(huì)破壞鍍鋅層導(dǎo)致鋼件防腐性能降低，燒焊后的焊縫處及其周邊區(qū)域要刷富鋅防銹漆。9）幕墻防腐蝕設(shè)計(jì)鋁合金型材與砂漿或混凝土接觸時(shí)表面會(huì)被腐蝕，應(yīng)在其表面加以保護(hù)。（4）幕墻性能設(shè)計(jì)指標(biāo)

1）風(fēng)壓變形性能風(fēng)壓變形系指建筑幕墻在風(fēng)壓作用下，保持正常性能，不發(fā)生任何損壞的能力。在對(duì)應(yīng)部位、在風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，幕墻對(duì)應(yīng)部位的鋁橫梁和鋁立柱的相對(duì)撓度f不大于L/180(L為計(jì)算長(zhǎng)度)；2）空氣滲透性能空氣滲透性能系指在風(fēng)壓作用下，其開啟部分為關(guān)閉狀況的幕墻透過空氣的性能。

在10Pa的壓力差作用下，固定部分空氣滲透量q≤0.1m3/mh，開啟部分空氣滲透量q≤2.5m3/m.h.3）雨水滲漏性能雨水滲漏性能系指在風(fēng)雨同時(shí)作用下，幕墻防雨水滲漏的能力。雨水滲漏性能完全可滿足Ⅲ級(jí)要求，即幕墻的雨水滲漏性能指標(biāo)可確保：根據(jù)GB/T21086-2007《建筑幕墻》可開啟部分水密性能指標(biāo)P≥500Pa,固定部分P≥1000Pa。4）幕墻平面內(nèi)變形幕墻平面內(nèi)變形性能表征幕墻全部構(gòu)造在建筑物層間變位強(qiáng)制幕墻變形后應(yīng)予以保持的性能。本工程主體結(jié)構(gòu)的層間位移按1/550設(shè)計(jì)，幕墻的層間位移按其3倍設(shè)計(jì)，取為1/183，達(dá)到Ⅳ級(jí)。5）幕墻耐撞擊性能幕墻耐撞擊性能為Ⅲ級(jí)。（5）其他1）幕墻施工深化設(shè)計(jì)系在原建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上完成的，應(yīng)與建筑設(shè)計(jì)圖配合使用。2）本工程標(biāo)高以米為單位，其余尺寸均以毫米為單位。（6）框支承玻璃幕墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）橫梁①橫梁截面主要受力部位的厚度，應(yīng)符合下列要求：a.截面自由挑出部位（如圖6-31a所示）和雙側(cè)加勁部位（如圖6-31b所示）的寬度（b0）與厚度（t）比b0/t應(yīng)符合表6-21的要求。b.當(dāng)橫梁跨度不大于1.2m時(shí)，鋁合金型材截面主要受力部位的厚度不應(yīng)小于2.0mm；當(dāng)橫梁跨度大于1.2m時(shí)，其截面主要受力部位的厚度不應(yīng)小于2.5mm；c.鋼型材截面主要受力部位的厚度不應(yīng)小于2.5mm.截面部位鋁型材6063-T56063A-T56063-T66061-T6Q235Q3456061-T46063A-T6自由挑出（如圖6-33a）171513121512雙側(cè)加勁（如圖6-33b）504540354033②橫梁可采用鋁合金型材或鋼型材，鋼型材宜采用高耐候鋼，碳素鋼型材應(yīng)熱浸鍍鋅或采取其他有效防腐措施，焊縫應(yīng)涂防銹涂料，處于嚴(yán)重腐蝕條件下的鋼型材，應(yīng)預(yù)留腐蝕厚度。③應(yīng)根據(jù)板材在橫梁上的支承狀況決定橫梁的荷載，并計(jì)算橫梁承受的彎矩和剪力。當(dāng)采用大跨度開口截面橫梁時(shí)，宜考慮約束扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的雙力矩。2）立柱①立柱截面主要受力部位的厚度，應(yīng)符合下列要求：a.鋁型材截面開口部位的厚度不應(yīng)小于3.0mm，閉口部位的厚度不應(yīng)小于2.5mm；型材孔壁與螺釘之間直接采用螺紋受力連接時(shí)，其局部厚度尚不應(yīng)小于螺釘?shù)墓Q直徑；b.鋼型材截面主要受力部位的厚度不應(yīng)小于3.0mm；c.對(duì)偏心受壓立柱，其截面寬厚比應(yīng)符合JGJ102-2003《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》第6.2.1條的相應(yīng)規(guī)定。②立柱可采用鋁合金型材或鋼型材，鋼型材宜采用高耐候鋼，碳素鋼型材應(yīng)采用熱浸鍍鋅或采取其他有效防腐措施。③上、下立柱之間應(yīng)留有不小于15mm的縫隙，閉口型材可采用長(zhǎng)度不小于250mm的芯柱連接，芯柱與立柱應(yīng)緊密配合。④多層或高層建筑中跨層通長(zhǎng)布置立柱時(shí)，立柱與主體結(jié)構(gòu)的連接支承點(diǎn)每層不宜少于一個(gè)；在混凝土實(shí)體墻面上，連接支承點(diǎn)宜加密。⑤在樓層內(nèi)單獨(dú)布置立柱時(shí)，其上、下端均宜與主體結(jié)構(gòu)鉸接，宜采用上端懸掛方式；當(dāng)柱支承點(diǎn)可能產(chǎn)生較大位移時(shí)，應(yīng)采用與位移相適應(yīng)的支承裝置。⑥橫梁可通過角碼、螺釘或螺栓與立柱連接。角碼應(yīng)能承受橫梁的剪力，其厚度不應(yīng)小于3mm；⑦立柱與主體之間每個(gè)受力連接部位的連接螺栓不應(yīng)少于2個(gè)，且連接螺栓直徑不宜小于10mm。⑧角碼和立柱采用不同金屬材料時(shí)，應(yīng)采用絕緣墊片分隔或采取其他有效措施防止雙金屬腐蝕。（7）構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算JGJ102-2003第6.3.6條規(guī)定：應(yīng)根據(jù)立柱的實(shí)際支承條件，分別按單跨梁、雙跨梁或多跨鉸接梁計(jì)算由風(fēng)荷載或地震作用產(chǎn)生的彎距，并按其支承條件計(jì)算立柱的軸向力。簡(jiǎn)支梁計(jì)算：承受軸力和彎矩作用的立柱，其承載力應(yīng)符合下式要求：材料截面設(shè)計(jì)最大正應(yīng)力值

σ=N/A0+M/1.05W≤

f式中，σ為材料截面設(shè)計(jì)最大正應(yīng)力值(N/mm2）；N為軸力（N）；A0為構(gòu)件凈截面積（mm2）；M

為彎距（N·mm）；W

為截面抵抗矩(mm3)；f為鋁型材（鋼材）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值(N/mm2)。軸力

N=GLB式中，G

為幕墻單位面積自重（N/mm2）；L為跨度（m）；B

為分格寬度（m）。彎距

M=MW+0.5ME風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎距

MW

=qW

L2/8水平地震作用產(chǎn)生的彎距

ME

=qE線L2/8（6-11）或彎距

M=(qW+0.5qE線)L2/8風(fēng)荷載線荷載設(shè)計(jì)值

qW=wkB地震作用線荷載設(shè)計(jì)值qE線=qE（面）B

式中，MW

為風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎距設(shè)計(jì)值（N·mm）；ME

為水平地震作用產(chǎn)生的彎距設(shè)計(jì)值（N·mm）；qW為風(fēng)荷載線荷載設(shè)計(jì)值（N/m）；qE線為地震作用線荷載設(shè)計(jì)值（N/m）；qE（面）為垂直于玻璃幕墻平面的分布水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值（N/m2），具體計(jì)算請(qǐng)參照J(rèn)GJ102-2003《玻璃幕墻工程技術(shù)規(guī)范》。撓度

dflim

=5qw

L4/(384EI)相對(duì)撓度

dflim/L≤1/180型材最小慣矩

I=800qwL3/(384E)型材最小截面抵抗矩

W=（MW+0.5ME）/(1.05f)

式中，dflim為撓度（mm）；qw

為風(fēng)荷載線荷載標(biāo)準(zhǔn)值（N/mm）；L為跨度（mm）；E為彈性模量（N/mm2）；I

為慣矩（mm4）；W

為截面抵抗矩（mm3）；f為鋁合金型材（鋼材）強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。材料截面設(shè)計(jì)最大正應(yīng)力值

σ=N/ΦA(chǔ)0+M/γW(1-0.8N/NE)≤fNE=π2EA/1.1λ2迥轉(zhuǎn)半徑

i=（I/A）1/2軸心受壓構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比

λ=L/i式中，Φ為整體穩(wěn)定系數(shù)，見表6-22；i

為迥轉(zhuǎn)半徑（mm）；λ為軸心受壓構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比。立柱抗剪驗(yàn)算采用SW+0.5SE

組合.式中，SW

為風(fēng)荷載作用設(shè)計(jì)值，單位：N；SE

為地震作用設(shè)計(jì)值,單位：N剪力設(shè)計(jì)值

V=VW+0.5VE

（6-23）風(fēng)荷載產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值

VW=qWL/2（6-24）水平地震作用產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值VE=qEL/2（6-25）或剪力設(shè)計(jì)值

V=(qW+0.5qE)L/2（6-26）材料截面設(shè)計(jì)最大剪應(yīng)力

τ=VSS/（It）≤fV

（6-27）式中，V為剪力設(shè)計(jì)值（N）；VW為風(fēng)荷載產(chǎn)生的剪力設(shè)計(jì)值（N）；VE為水平地震作用產(chǎn)生的剪力設(shè)值（N）；τ為材料截面設(shè)計(jì)最大剪應(yīng)力（N/mm2）；SS為驗(yàn)算截面形心軸以上面積對(duì)形心軸面積矩（mm3）；fV為材料抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（N/mm2）；t

為驗(yàn)算截面材料厚度(mm)。

例1項(xiàng)目幕墻立柱高17.7m，層高4m，6度設(shè)防，設(shè)計(jì)基本地震加速度0.05g.，立柱：A=1597mm2，A0=1520mm2，IX=4288542mm4，WX1=61033mm3，WX2=53785mm3，SS=34722mm3，t=4mm，立柱左側(cè)分格寬1265mm，右側(cè)分格寬1265mm，采取自下而上安裝程序布置桿件，驗(yàn)算強(qiáng)度、撓度、抗剪強(qiáng)度。（假設(shè)玻璃幕墻構(gòu)件（包括玻璃面板和鋁框）的重力荷載標(biāo)準(zhǔn)值為：400N/m2,立柱材質(zhì)選用6063-T5，抗拉、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為85.5N/mm2，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為49.6N/mm2）

解：高度變化系數(shù)μZb=1.187陣風(fēng)系數(shù)βgz=1.642風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值WK

=1.642×1.187×1.2×300N/m2=702N/m2風(fēng)荷載設(shè)計(jì)值W=1.4WK=1.4×702N/m2=983N/m2風(fēng)荷載線荷載設(shè)計(jì)值qW=W(B1+B2)/2=983×(1.265+1.265)/2N/m=1243N/m=1.243N/mm地震作用標(biāo)準(zhǔn)值qEK=βEαmaxGAK=5×0.04×400N/m2=80N/m2地震作用設(shè)計(jì)值qE面=1.3qEK=1.3×80N/m2=104N/m2地震作用線荷載設(shè)計(jì)值qE線=qE面(B1+B2)/2=104×(1.265+1.265)/2N/m=131.6N/m=0.1316N/mm風(fēng)荷載產(chǎn)生的彎距MW=qWL2/8=1.243×40002/8N·mm=2486000N·mm水平地震作用產(chǎn)生的彎距

ME=qE線L2/8=0.1316×40002/8N·mm263200N·mm先進(jìn)行SW+0.5SE組合彎距組合值M=MW+0.5ME=（2486000+0.5×263200）N·mm=2617600N·mm自重設(shè)計(jì)值N=1.2AGAK=1.2×1.265×4×400N=2428.8N強(qiáng)度驗(yàn)算采用SG+SW+0.5SE組合型材截面設(shè)計(jì)最大正應(yīng)力值σ=N/A0+M/(1.05W)=[2428.8/1520+2617600/(1.05×53785)]N/mm2=47.9N/mm2＜85.5N/mm2，承載力滿足要求。撓度驗(yàn)算采用SW風(fēng)荷載線荷載標(biāo)準(zhǔn)值qWK=WK(B1+B2)/2=702×(1.265+1.265)/2N/m=888N/m=0.888N/mm撓度dflim

=5qWkL4/(384EIx)=5×0.888×40004/(384×0.7×105×4288542)mm=9.86mm相對(duì)撓度u/L=9.86/4000=1/406＜1/180抗剪驗(yàn)算采用SW+0.5SE組合風(fēng)荷載產(chǎn)生的剪力VW=qWL/2=1243×4/2N=2486N水平地震作用產(chǎn)生的剪力VE=qE線L/2=131.6×4/2N=263.2N剪力組合值V=VW+0.5VE=(2486+0.5×263.2)N=2617.6N型材截面設(shè)計(jì)最大剪應(yīng)力值τ=VSS/(It)=2617.6×34722/(4288542×4)N/mm2=5.3N/mm2＜49.6N/mm2經(jīng)驗(yàn)算，強(qiáng)度、撓度、抗剪強(qiáng)度滿足要求。任務(wù)二

金屬屋面PV系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)內(nèi)容本任務(wù)以昆山花橋會(huì)展中心屋面光伏工程金屬屋面來重點(diǎn)分析項(xiàng)目設(shè)計(jì)及其支架荷載情況。任務(wù)知識(shí)準(zhǔn)備：普通地面電站或水泥板屋面電站光伏支架的設(shè)計(jì)方法及荷載計(jì)算方法；普通光伏電站的光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與設(shè)備的匹配與選型；金屬屋面電站結(jié)構(gòu)的了解。任務(wù)實(shí)施過程與方法1.設(shè)計(jì)流程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的整理(包括對(duì)主體結(jié)構(gòu)及屋面板的驗(yàn)算，與屋面板的連接方式等）確定太陽能電池板的陣列排布驗(yàn)算光伏結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是否滿足光伏組件安裝注意事項(xiàng)2．設(shè)計(jì)要點(diǎn)（1）現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查整理1）建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2）主體結(jié)構(gòu)驗(yàn)算和屋面板計(jì)算。3）基座（夾具）的確定。4）金屬屋面的類型。目前金屬屋面多為坡屋面。常見的金屬屋面的主要形式有：直立鎖邊型、角馳型、卡扣型、明釘型等，如圖6-34所示。

（2）光伏組件的確定1）支架(龍骨）的確定與安裝為達(dá)到既不影響屋面整體的建筑效果，又方便快捷的安裝系統(tǒng)組件，應(yīng)合理的布置光伏結(jié)構(gòu)龍骨。龍骨可以采用U形鋼（或鋁合金）龍骨，與專用夾具用螺栓固定，按照設(shè)計(jì)間距進(jìn)行布置；2）光伏組件的固定光伏組件的排布最好采用陣列排布。光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)自上而下固定安裝的目的，采用專用鋁合金壓塊對(duì)光伏組件進(jìn)行固定，壓塊與龍骨間用螺栓進(jìn)行連接，壓塊分為中壓塊和邊壓塊3）不同承重的金屬屋面安裝方式，屋面板的安裝方式與剛架或屋架、檁條和屋面板的承重直接有重要關(guān)系。當(dāng)剛架或屋架、檁條均能滿足設(shè)計(jì)要求且屋面板剛度較大時(shí),光伏支架采用連接件與屋面板連接，并盡可能靠近檁條位置固定。當(dāng)剛架或屋架、檁條均能滿足設(shè)計(jì)要求，但屋面板剛度較小、變形較大時(shí)，這種類型的金屬屋頂主要表現(xiàn)為車棚、公交候車廳、養(yǎng)殖場(chǎng)等場(chǎng)所。當(dāng)剛架或屋架能滿足設(shè)計(jì)要求，檁條及屋面板承載能力較小時(shí)，采用連接件與剛架或屋架連接的布置方式，具體連接安裝方式同支架與檁條穿透屋面板連接方式。還有一種連接方式為將固定支架的位置屋面板割開，通過型鋼柱連接到屋面鋼梁上。

3.光伏結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的驗(yàn)算（1）光伏組件支架系統(tǒng)的校核

對(duì)支架系統(tǒng)的安全可靠性必須通過計(jì)算及實(shí)驗(yàn)校核。（2）基座(夾具）的校核

基座的校核包括抗拔、抗壓承載力的校核及摩擦力的校核，校核通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)時(shí)按照實(shí)際工程做法進(jìn)行試件的制作及測(cè)試。測(cè)試時(shí)以夾具被拉出屋面板失去作用或夾具受拉壓后斷裂為最終數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，與設(shè)計(jì)承載力進(jìn)行比較、分析，符合要求方可使用在工程上。屋面為坡屋面時(shí)，還需對(duì)夾具進(jìn)行摩擦力的計(jì)算與測(cè)試。按照光伏組件的設(shè)計(jì)排列方式，計(jì)算單個(gè)夾具所需承載的下滑力，然后與夾具實(shí)際可產(chǎn)生的摩擦力進(jìn)行比較。（3）系統(tǒng)荷載的校核

根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)及屋面板的組成特點(diǎn)，對(duì)光伏組件進(jìn)行合理的排列后，需對(duì)排列后整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行荷載的計(jì)算，滿足要求后方可進(jìn)行施工。系統(tǒng)荷載包括光伏組件重量、龍骨重量、夾具重量及壓件重量等。4．金屬屋面光伏組件安裝注意事項(xiàng)鋁合金夾具必須全部夾持在有T型支架處的屋面板上，不得直接夾持在無T型支架處的屋面板波峰上；所有連接件螺栓必須緊固到位，并且最好錯(cuò)位排布，以滿足受力要求；光伏組件安裝時(shí)注意對(duì)金屬屋面的成品保護(hù)，嚴(yán)禁材料集中堆放，以防壓壞屋面；對(duì)于不同材料的金屬屋面、光伏支架，在固定支座下面必須設(shè)置絕緣墊片，以阻止冷、熱橋的產(chǎn)生；光伏支架安裝位置應(yīng)準(zhǔn)確，允許偏差應(yīng)符合表6-23的規(guī)定。項(xiàng)目允許偏差（mm）中心線偏差≤2垂直度（/m）

≤1水平偏差相鄰橫梁間≤1東西向全長(zhǎng)（相同標(biāo)高）≤10立柱面偏差相鄰立柱間≤1東西向全長(zhǎng)（相同軸線）≤55.案例應(yīng)用分析江蘇昆山花橋會(huì)展中心屋面光伏工程:結(jié)構(gòu)形式：框架形式；安裝形式：金屬屋面；安裝方式：朝南（屋面傾角2.6°，組件傾角9°）；組件類型：長(zhǎng)寬厚為1640x992x45mm多晶硅組件，最大輸出功率：235Wp基本風(fēng)壓：0.5kN/m2；雪荷載：0.4kN/m2；地面粗糙度類別：B類；工程所在地抗震設(shè)防烈度：7度；設(shè)計(jì)地震基本加速度0.1g；每塊電池板自重按20kg。（1）項(xiàng)目介紹

本項(xiàng)目為昆山花橋會(huì)展中心屋面光伏工程，組件采用多晶硅光伏組件屋面為金屬屋面，夾具采用專用的鋁合金夾具。工程中組件排布為陣列排布，且為9度傾角布置。本項(xiàng)目支架所用斜梁：U41.341.32.0mm，立柱：U41.3352.0mm，橫梁：U41.3mm212.0mm材質(zhì)均為Q235B，（2）安全設(shè)計(jì)參考規(guī)范有：GB50009-2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，GB50018-2002《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》，GB50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，GB50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，JGJ82-2011《鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)規(guī)程》GB50429-2007《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，10J908