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1、3 3、建筑光伏系统的安装和维护、建筑光伏系统的安装和维护1光伏建筑系统的安装 2010年，住房和城乡建设部科技发展促年，住房和城乡建设部科技发展促进中心、中国建筑设计研究院等单位组织进中心、中国建筑设计研究院等单位组织编写编写太阳能建筑光伏系统设计安装太阳能建筑光伏系统设计安装图图集，该图集包括说明、参考图、相关技术集，该图集包括说明、参考图、相关技术资料三个部分。资料三个部分。2光伏建筑系统的安装一、光伏构件的选用一、光伏构件的选用分类分类按照结构和用途可以分为：按照结构和用途可以分为：常规光伏组件常规光伏组件夹层玻璃光伏组件夹层玻璃光伏组件中空玻璃光伏组件中空玻璃光伏组件瓦式光伏组件瓦式
2、光伏组件3光伏建筑系统的安装常规光伏组件：常规光伏组件：单晶硅，多晶单晶硅，多晶硅，非晶硅硅，非晶硅4光伏建筑系统的安装双玻璃光伏组件双玻璃光伏组件5光伏建筑系统的安装光伏瓦光伏瓦6光伏建筑系统的安装7光伏建筑系统的安装选用原则选用原则应结合应结合建筑功能、建筑外观以及周围环境条件建筑功能、建筑外观以及周围环境条件进进行光伏组件类型、安装位置、安装方式和色泽的行光伏组件类型、安装位置、安装方式和色泽的选择，应使之成为建筑的有机组成部分。选择，应使之成为建筑的有机组成部分。应根据光伏组件在一年中的应根据光伏组件在一年中的运行时间、运行期内运行时间、运行期内风环境、日照条件、经济条件、维护管理风环
3、境、日照条件、经济条件、维护管理等多方等多方面因素综合考虑选用光伏组件。在风速较大的地面因素综合考虑选用光伏组件。在风速较大的地区要采取防风措施。区要采取防风措施。光伏组件及其连接件的规格、性能参数及安全要光伏组件及其连接件的规格、性能参数及安全要求由光伏厂家提供求由光伏厂家提供，其中连接件的尺寸、规格、，其中连接件的尺寸、规格、荷载、位置需经过设计，预埋件、支撑龙骨及连荷载、位置需经过设计，预埋件、支撑龙骨及连接件均按国家相关规范要求设计，预埋件施工时接件均按国家相关规范要求设计，预埋件施工时应确保定位无误。应确保定位无误。8光伏建筑系统的安装光伏构件的选用光伏构件的选用（1）按材料选用）按
4、材料选用 电池材料的选用电池材料的选用晶硅电池晶硅电池 转换效率最高、成本高、负温度效应；转换效率最高、成本高、负温度效应；目前在建筑屋顶、天窗或遮阳棚等阳光辐射较强，目前在建筑屋顶、天窗或遮阳棚等阳光辐射较强，发电能力较高而通风降温问题比较好解决的部位发电能力较高而通风降温问题比较好解决的部位应用单晶硅太阳能电池较多。应用单晶硅太阳能电池较多。非晶硅薄膜电池非晶硅薄膜电池 成本低，对散射光的吸收比较成本低，对散射光的吸收比较理想，无负温度效应，比较适合安装在太阳直接理想，无负温度效应，比较适合安装在太阳直接辐射少的地方。辐射少的地方。9光伏建筑系统的安装其他特殊的非晶硅薄膜电池其他特殊的非晶
5、硅薄膜电池1)有些非晶硅薄膜电池可直接在任何形状的衬底上有些非晶硅薄膜电池可直接在任何形状的衬底上制作，特别是制作，特别是柔性衬底的硅基薄膜电池柔性衬底的硅基薄膜电池，可直接，可直接做成建筑材料，可极大地节省安装空间，减少系做成建筑材料，可极大地节省安装空间，减少系统成本。统成本。2)可以做成可以做成透射部分可见光的硅基薄膜太阳能电池透射部分可见光的硅基薄膜太阳能电池，这样的电池很适合作为太阳屋顶及房屋的窗玻璃。这样的电池很适合作为太阳屋顶及房屋的窗玻璃。3)在很薄的不锈钢和塑料衬底上制备的在很薄的不锈钢和塑料衬底上制备的超轻量级的超轻量级的薄膜太阳能电池薄膜太阳能电池，具有很高的电功率，具有
6、很高的电功率/重量比重量比(300W/kg )，应用在建筑上的支撑结构要求不高的，应用在建筑上的支撑结构要求不高的地方。地方。10光伏建筑系统的安装边框材料的选择边框材料的选择11光伏建筑系统的安装铝合金外框铝合金外框 质量轻耐腐蚀，对电池板有很好的保护作用，可质量轻耐腐蚀，对电池板有很好的保护作用，可以作为任何形式的光伏建筑材料外框，但不适合以作为任何形式的光伏建筑材料外框，但不适合应用在碱性环境中，不能安装接触水泥等碱性环应用在碱性环境中，不能安装接触水泥等碱性环境中。（主要应用）境中。（主要应用）不锈钢外框不锈钢外框 比较重，但结构强度很好，主要应用在结构强度比较重，但结构强度很好，主要
7、应用在结构强度需求较大，安装环境条件恶劣或需要特殊材质要需求较大，安装环境条件恶劣或需要特殊材质要求的光伏组件。求的光伏组件。塑料外框塑料外框 结构强度不大，抗风、抗腐蚀性能不是很好，结构强度不大，抗风、抗腐蚀性能不是很好，但结构更轻，一般应用在另有其他加固措施的光但结构更轻，一般应用在另有其他加固措施的光伏屋面瓦或玩具、灯具上面，工作环境要求不高。伏屋面瓦或玩具、灯具上面，工作环境要求不高。12光伏建筑系统的安装无框结构无框结构 不可以作为独立组件不可以作为独立组件直接安装在户外恶劣环境中，直接安装在户外恶劣环境中，它主要作为一种它主要作为一种光伏玻璃和其他金属建材通过结光伏玻璃和其他金属建
8、材通过结构胶密封使用构胶密封使用。目前主要直接应用于。目前主要直接应用于框架天窗、框架天窗、幕墙幕墙上，由于框架天窗、幕墙本身提供铝合金外上，由于框架天窗、幕墙本身提供铝合金外框并且通过硅胶密封，因此相比铝合金框架组件框并且通过硅胶密封，因此相比铝合金框架组件并没有太大区别，但组件在运输、安装过程中容并没有太大区别，但组件在运输、安装过程中容易受到损坏。易受到损坏。13光伏建筑系统的安装（2）按安装结构选用）按安装结构选用明框式明框式 金属框架的构件显露于面板外表面的框支承结构。金属框架的构件显露于面板外表面的框支承结构。 安安装装只只要要按按照照普普通通玻玻璃璃建建材材安安装装即即可可，线线
9、路路可可以以隐隐藏藏在在型型材材结结构构内内部部，钻钻孔孔位位置置尽尽量量选选择择在在凹凹槽槽内，并用硅酮建筑密封胶固定密封。内，并用硅酮建筑密封胶固定密封。 对对于于幕幕墙墙来来说说，横横向向框框架架对对太太阳阳光光线线的的遮遮挡挡，电电池池效效率率通通常常会会降降低低3%一一5%。因因此此可可以以降降低低横横向向框架高度，或者甚至只用竖向框架。框架高度，或者甚至只用竖向框架。14光伏建筑系统的安装隐框式隐框式金属框架的构件完全不显露于面板外表面的框支承金属框架的构件完全不显露于面板外表面的框支承幕墙，组件与组件之间用结构胶固定。幕墙，组件与组件之间用结构胶固定。安装应注意以下几点安装应注意
10、以下几点:(I)在在安装前应清除电池板和铝框架表面的灰尘、油安装前应清除电池板和铝框架表面的灰尘、油污和其他污物污和其他污物，应分别使用带溶剂的擦布和干擦，应分别使用带溶剂的擦布和干擦布清洁干净布清洁干净;(2)应在清洁后应在清洁后Ih内进行注胶内进行注胶，注胶前再度污染，应，注胶前再度污染，应重新清洁重新清洁;(3)采用采用硅酮建筑密封胶粘结板块时，不应使结构胶硅酮建筑密封胶粘结板块时，不应使结构胶长期处于单独受力状况长期处于单独受力状况。硅酮建筑密封胶组件在。硅酮建筑密封胶组件在固化并达到足够承受力前不应搬动。固化并达到足够承受力前不应搬动。15光伏建筑系统的安装无框式无框式采用采用点式驳
11、接抓和点式螺栓点式驳接抓和点式螺栓固定，需要对电池板固定，需要对电池板预预先钻孔先钻孔。安装要求：安装要求：(1)在定制组件前应该详细规划好电池板需要钻孔的在定制组件前应该详细规划好电池板需要钻孔的位置，以方便在焊接、层压电池板的时候，电池位置，以方便在焊接、层压电池板的时候，电池片和焊条远离这些区域片和焊条远离这些区域;(2)电池板的线路引出需经过仔细设计，尽量不显露电池板的线路引出需经过仔细设计，尽量不显露在外面可视范围内，影响美观在外面可视范围内，影响美观;(3)电池板边缘空白区域应稍留多一点，一般以电池板边缘空白区域应稍留多一点，一般以50mm以上为宜，以保护电池板内部不易受腐蚀以上为
12、宜，以保护电池板内部不易受腐蚀;(4)在支撑孔周围用硅酮建筑密封胶进行可靠的密封。在支撑孔周围用硅酮建筑密封胶进行可靠的密封。16光伏建筑系统的安装明框光伏面板明框光伏面板隐框光伏遮阳隐框光伏遮阳钢爪点支撑钢爪点支撑夹板点支撑夹板点支撑17光伏建筑系统的安装明框与隐框的比较：明框与隐框的比较：明框明框：应用普遍，便宜，有阴影作用，边框内侧易：应用普遍，便宜，有阴影作用，边框内侧易积灰积灰隐框隐框：无阴影作用，结构肺可能会和电池板中的：无阴影作用，结构肺可能会和电池板中的EVA发生反应，破坏组件的结构和绝缘、密封性能，发生反应，破坏组件的结构和绝缘、密封性能，组件边缘需要再修饰，线路也不好在结构
13、胶中安组件边缘需要再修饰，线路也不好在结构胶中安装和隐藏。装和隐藏。18光伏建筑系统的安装（3）按与建筑一体化结合形式选用）按与建筑一体化结合形式选用屋顶一体化屋顶一体化墙面一体化墙面一体化建筑构件一体化建筑构件一体化光伏光伏LED一体化一体化19光伏建筑系统的安装屋顶一体化方式屋顶一体化方式 指将指将PV板做成屋面板或瓦的形式覆盖平屋顶或坡屋板做成屋面板或瓦的形式覆盖平屋顶或坡屋顶整个屋面。顶整个屋面。PV板与屋顶的构造方式：板与屋顶的构造方式：（1）兼为屋顶防水构造层次的部分，要求）兼为屋顶防水构造层次的部分，要求PV系统具系统具有良好的防水性能；有良好的防水性能；（2）单独作为构造层次位
14、于防水层之上，对屋顶防）单独作为构造层次位于防水层之上，对屋顶防水具有保护功能，可延长防水层的使用寿命。水具有保护功能，可延长防水层的使用寿命。优点：优点： 可最大限度接受太阳光的照射，且可兼作屋顶可最大限度接受太阳光的照射，且可兼作屋顶的遮阳板或者做成通风隔热屋面，减少屋顶夏季的遮阳板或者做成通风隔热屋面，减少屋顶夏季热负荷。热负荷。20光伏建筑系统的安装墙面一体化方式墙面一体化方式 指指PV板与墙面材料一起进行集成板与墙面材料一起进行集成，使，使PV板能如板能如同木材、金属、石材、混凝土等预制板一样成为同木材、金属、石材、混凝土等预制板一样成为建筑外围护系统的贴面材料。建筑外围护系统的贴面
15、材料。构造方式：构造方式：PV板外墙装饰板和板外墙装饰板和PV板玻璃幕墙板玻璃幕墙PV板玻璃幕墙板玻璃幕墙是指是指透光型透光型PV板和玻璃集成制成的光板和玻璃集成制成的光电幕墙电幕墙，由，由太阳能电池芯片和双层玻璃板太阳能电池芯片和双层玻璃板构成，构成，芯片夹在玻璃板之间，芯片夹在玻璃板之间，芯片之间和芯片与玻璃板芯片之间和芯片与玻璃板边端之间留有一定的间隙边端之间留有一定的间隙，以便透光，芯片面积，以便透光，芯片面积占总面积的占总面积的70%，可有效解决幕墙的遮阳，降低，可有效解决幕墙的遮阳，降低建筑的热负荷，同时可为室内提供特殊的光照气建筑的热负荷，同时可为室内提供特殊的光照气氛氛;更因其
16、特殊的颜色和质感，拓展了建筑的表现更因其特殊的颜色和质感，拓展了建筑的表现空间。空间。21光伏建筑系统的安装建筑构件一体化方式建筑构件一体化方式 指将指将PV板与建筑的雨篷、遮阳板、阳台、天窗板与建筑的雨篷、遮阳板、阳台、天窗等构件有机整合，在提供电力的同时可为建筑增等构件有机整合，在提供电力的同时可为建筑增加美观的细部。加美观的细部。光伏光伏LED一体化一体化光电光电LED多媒体动态幕墙和天多媒体动态幕墙和天幕幕 将光伏将光伏LED一体化夹层内的太阳能电池和一体化夹层内的太阳能电池和LED半半导体的透明基板放置在幕墙、屋面边框内构成光导体的透明基板放置在幕墙、屋面边框内构成光电单元，可以模块
17、化。电单元，可以模块化。22光伏建筑系统的安装23光伏建筑系统的安装二、光伏构件的安装二、光伏构件的安装光伏构件分类光伏构件分类建材型光伏构件和普通型光伏构件建材型光伏构件和普通型光伏构件 建材型光伏构件：建材型光伏构件： 是指将太阳能电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建筑材是指将太阳能电池与瓦、砖、卷材、玻璃等建筑材料复合在一起，成为不可分割的建筑材料或建筑构料复合在一起，成为不可分割的建筑材料或建筑构件。件。建材型光伏构件的表现形式：建材型光伏构件的表现形式： 复合型光伏建筑材料复合型光伏建筑材料(如光伏瓦、光伏砖、光伏卷如光伏瓦、光伏砖、光伏卷材等材等)； 复合型光伏建筑构件复合型光伏建筑构件(
18、如光伏幕墙、光伏窗、光伏如光伏幕墙、光伏窗、光伏雨篷、光伏遮阳板、光伏阳台板、光伏采光顶等雨篷、光伏遮阳板、光伏阳台板、光伏采光顶等)。24光伏建筑系统的安装安装形式安装形式:在平屋面上直接铺设光伏卷材或在坡屋面上采用在平屋面上直接铺设光伏卷材或在坡屋面上采用光伏瓦，并可替代部分或全部屋面材料光伏瓦，并可替代部分或全部屋面材料;直接替代建筑幕墙的光伏幕墙直接替代建筑幕墙的光伏幕墙;直接替代部分或全部采光玻璃的光伏采光顶等。直接替代部分或全部采光玻璃的光伏采光顶等。普通型光伏构件普通型光伏构件指与光伏组件组合在一起、维护更换光伏组件时不指与光伏组件组合在一起、维护更换光伏组件时不影响建筑功能的建
19、筑构件，或直接作为建筑构件影响建筑功能的建筑构件，或直接作为建筑构件的光伏组件。的光伏组件。表现形式：表现形式：组合型光伏建筑构件或普通光伏组件组合型光伏建筑构件或普通光伏组件25光伏建筑系统的安装安装方式：安装方式： 支架式安装支架式安装在平屋面上采用支架安装的通风隔热屋面形式在平屋面上采用支架安装的通风隔热屋面形式(如如平改坡平改坡);在构架上采用支架安装的屋面形式在构架上采用支架安装的屋面形式 (如遮阳棚、如遮阳棚、雨篷雨篷);在坡屋面上采用支架顺坡架空安装的通风隔热屋在坡屋面上采用支架顺坡架空安装的通风隔热屋面形式面形式(坡屋面上的主要安装形式坡屋面上的主要安装形式);在墙面上采用支架
20、或支座与墙面平行安装的通风在墙面上采用支架或支座与墙面平行安装的通风隔热墙面形式等。隔热墙面形式等。26光伏建筑系统的安装光伏与建筑一体化集成方式光伏与建筑一体化集成方式按建筑要素不同分：按建筑要素不同分：建筑墙体和外立面中的应用、建筑墙体和外立面中的应用、建筑屋顶和天窗、建筑屋顶和天窗、中庭中的应用、中庭中的应用、在遮阳、雨篷、阳台和其他建筑元素中的应用。在遮阳、雨篷、阳台和其他建筑元素中的应用。按集成的部位分：按集成的部位分：与建筑墙体、阳台、屋面与建筑墙体、阳台、屋面( (采光顶采光顶) )、遮阳、雨篷、遮阳、雨篷、护栏、幕墙及门窗等结合应用。护栏、幕墙及门窗等结合应用。27光伏建筑系统的安装
