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能源光伏钢结构


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能源光伏钢结构

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  太阳能光伏车棚是一种将太阳能电池板集成到建筑上的技术,不仅具备普通停车棚停车的功能,在停车棚顶部铺装太阳能电池板,将太阳能电池板与建筑屋顶相结合,既起到了发电的作用,还起到隔热、防雨和遮阳的功能。太阳能光伏车棚是未来的一个发展方向,其发展前景十分广阔。

  1.太阳能光伏车棚系统组成

  太阳能光伏车棚系统主要由光伏支架、太阳能电池方阵、逆变升压系统和防雷、接地系统组成。

  1.1各部件功能

  光伏支架:作为直接支撑太阳能电池板的核心结构,根据当地基本风、雪压,满足抗风抗雪载能力,并按照最佳安装倾角,设计出支架各个构件所需截面尺寸。太阳能电池方阵:是光伏系统主要部件,也是收集太阳光的核心组件,将接收到的太阳光能直接转换成电能,大量的太阳能电池板经过若干组串联合在一起构成光伏组件的方阵。逆变升压系统:包括智能汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、升压变压器等,最终并网汇集。智能汇流箱是用于连接光伏方阵和逆变器,具备防雷功能和监测电流、电压。直流配电柜是对直流电能进行分配、监控、以及保护功能。并网逆变器是将直流电转换成交流电的电力装置,并具有系统故障保护功能。升压变压器主要是将低压交流电升压到10kV或35kV。防雷、接地系统:包括防雷器、引下线和接地网等。支架通过钢柱接地与水平接地体之间采用热镀锌扁钢连接,形成避雷接地网。防止或减少雷击建筑物所发生的人身伤亡以及电气系统损坏。

  2.太阳能光伏车棚结构

  2.1基础

  采用钢筋混凝土独立基础,由基础垫层和底板上部的基础短柱组成,短柱顶部设置预埋螺栓与支架相连。由于现场场地原为养殖塘,场地用大石块和塘渣填埋,土质较疏松,初步设计方案基础开挖为1.2m,开挖后发现水泥路面未配置钢筋网片,开挖过程中碰到深浅不一的大石块,地基处理没有分层夯实碾压。后期经过讨论改变开挖深度为0.75m,开挖深度变浅后,遇到大石块的概率会有所减少,最终方案采用混凝土整体浇筑,使得和原来回填土有更好黏结性,并满足地基承载力要求。基础形式如图1所示。

  2.2光伏支架

  采用单坡、双立柱形式,安装角度为10度,南端离地高度2.2m,停车方式为垂直式双向停车。立柱前后间距4.3m,通过预埋柱脚螺栓与混凝土基础相连,预留二次灌浆以便调节柱脚螺栓用。钢梁和立柱均为等截面实腹焊接H型钢,连接方式采用端板横放形式,端板拼接处螺栓采用10.9S摩擦型高强度螺栓。立柱柱脚底板上设有抗剪键,采用8#槽钢垂直焊接在柱脚底板水平面上,并埋在混凝土基础内预留的凹槽中,最后用微膨胀混凝土进行二次灌浆。

  钢梁主要是承受上部构件传递的荷载,作为主要承重构件,强度和稳定性必须满足,在腹板上焊接次构件的连接板和加劲板。在钢梁横向设置水平支撑和刚性系杆,其中水平支撑作为柔性系杆,在钢架之间以斜向交叉布置,主要用于调节钢梁的平衡。刚性系杆是沿结构通常布置,主要用于钢梁和钢梁之间水平联系。

  屋面檩条设置主要是为了屋面太阳能电池板的铺设,采用冷弯薄壁卷边C型钢,布置在钢梁上翼缘,在钢梁上翼缘焊接有檩托,通过檩托来连接屋面檩条和钢梁,紧固采用M12普通螺栓。为了保证屋面檩条侧向稳定性,在檩条之间布置了双层拉条和套管。隅撑是连接钢梁和檩条之间的支撑杆,用来保证钢梁下翼缘的平面外稳定。支架结构如图2所示。

  2.3屋面系统

  此方案直接采用太阳能电池板作为其屋面系统,太阳能电池板连接通过铝合金压块方式固定,1块太阳能电池板通常采用4个压块。考虑到停车棚防水问题,可以在太阳能电池板之间增加泡沫棒并填充密封胶,而且在上部需要做彩钢或者铝合金盖板,此种做法防水性能极佳,安全稳定,安装方便。

  采用双立柱形式太阳能车棚,车棚南北两侧皆可停车,可以最大化地利用停车面积,是一种比较经济合理的结构。最关键的是利用太阳能电池板作为光伏车棚屋面,不仅满足光伏发电的要求,还兼顾建筑的基本功能,完全满足太阳能光伏建筑一体化概念。将两者结合在一起的所谓光伏建筑一体化,具有以下几个优点:(1)满足建筑的安全性能要求;(2)满足建筑的采光要求;(3)满足安装方便要求;(4)满足绿色环保等,从真正意义上做到了节约资源和节省空间。可以预计,在未来的光伏市场中应该是最重要的领域之一。

 

  

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