CN108718172A - 一种双层防水光伏屋顶系统 - Google Patents
一种双层防水光伏屋顶系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种双层防水光伏屋顶系统，包括光伏组件板、与光伏组件板插接的组件板边框和双层防水机构，相邻光伏组件板之间通过一连接件连接，所述双层防水机构底部架设有用于与屋面结构主体连接的支座，双层防水机构、连接件和支座依次叠设在一起，并通过一连接杆一体式连接；所述光伏屋顶系统还包括电气系统。导水槽与原结构采用支座螺栓连接，能有效阻止整体失稳，保证光伏系统结构与原房屋结构连接稳固，提高整体性承载能力；光伏屋顶通过挡水钢板嵌入屋顶，既可以在原有屋顶上安装，也可以单独作为屋顶使用，同时满足不同情况下的使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及具有建筑材料功能的光伏组件，尤其是涉及一种双层防水光伏屋顶系统。
背景技术
人类使用的各类建筑物都可能成为能源生产和能源消费最接近的地方，各种住宅、厂房和其他建筑的向阳受光的屋面均可以成为光伏发电的承载体。可惜的是大量的建筑物的屋顶空间并没有发挥光伏发电载体的作用。充分利用屋顶的面积是一种能在很大程度上降低建筑能耗、解决建筑节能问题的有效方法，使得建筑物的屋顶成为一座座光伏电站。
目前，我国的太阳能产业规模已位居世界第一。应当看到，对于经济活跃地区的东部沿海经济带，城市化后能源短缺，建筑积聚，土地少，不利于发展大型地面光伏电站，但却十分适合发展光伏建筑一体化。虽然单个建筑一体化项目规模小，但是滴水汇海，和对电力短缺的就地补充，而且解决了长距离传输对光伏电站损耗的困扰。
国内光伏应用经过多年发展后，不管是产业发展导向，还是实际政策效应，由近年开始已逐步从大型地面电站应用向分布式发电模式过渡，基于建筑的分布式发电进入黄金十年发展周期。建筑一体化发电模式，将以其“低空间成本、低输变电成本、低综合安装成本”的优点和以下特点，成为我国太阳能应用的重点发展方向。工业厂房的附加型（BAPV）应用，由于同建筑结合度不高，将逐渐淘汰。大量工业厂房屋顶都采用彩钢结构而非混凝土结构，这使得屋顶的承重和使用年限方面都风险很大。众所周知，彩钢结构的屋顶使用寿命至多只有15年（从光伏项目建设开始已不足15年），而光伏发电签订的协议却是25年，两者完全不匹配。
采用结构防水方案设计光伏屋面系统，结构防水可以达到与建筑的高度结合，对新建工业厂房的企业业主来说，就不需要彩钢瓦了，直接安装建筑一体化光伏屋顶系统代替彩钢瓦，还节省了彩钢瓦的投资建设费用；而对于那些彩钢瓦寿命到了需要更换的工业厂房屋顶，则不需要改变厂房原有结构设计，不需要额外增加屋顶承载，直接用建筑一体化光伏屋顶系统予以替换嵌入原屋面，与原建筑厂房高度结合，使其成为技术、艺术和功能的综合体，提供美观实用的光伏系统产品，进一步提高建筑的品味。
例如，在中国专利上公开的一种散热型双层防水结构的BIPV光伏屋顶，其公开号为CN205577274U，包括太阳能光伏组件、主水槽、次水槽、减震压块、组件压块、接地刺片、减震垫、防水盖、散热室和通风窗，所述的主水槽纵向通过组件压块和减震压块在太阳能光伏组件两侧进行固定，主水槽两侧的支撑座通过自攻螺丝固定在屋顶的檩条上，次水槽与主水槽方向垂直搭接在主水槽上，次水槽上设有咬合结构，次水槽通过咬合结构与太阳能光伏组件进行固定，防水盖扣在组件压块上，太阳能光伏组件下方热量，可通过防水盖与太阳能光伏组件之间的间隙散发，太阳能光伏组件下方为散热室，散热室上设有通风窗。
然而现有技术中，嵌入式光伏屋面技术采用铝型材单层导水槽作为防水系统，铝型材强度低、排水截面小、截面尺寸特异通用性差，采用光伏瓦或搭接式防水组件，此类组件非常规尺寸需提供定制需求，替换维护难成本高。而使用钢材作为主导水槽时，目前薄壁钢材还无法经济有效的制作出放置紧固件的异形型腔，市场上常规的做法是从导水槽上表面穿自攻钉来做组件和导水槽的固定，这种固定方式导致被紧固构件受力面和紧固基材存在间距，在自重作用下会产生侧向滑移，整体失稳。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中光伏屋面采用铝型材单层导水槽作为防水系统强度低、通用性差和成本高的问题，或者使用钢材作为主导水槽时存在整体失稳风险的问题，提供一种双层防水光伏屋顶系统，采用连接件将光伏屋顶的各组件和导水槽连接面紧贴固定，避免了使用钢构件型材时常规紧固方式存在的失稳风险，同时解决了维护成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种双层防水光伏屋顶系统，包括：
光伏组件板，相邻光伏组件板之间通过一连接件连接；
与光伏组件板插接的组件板边框；
双层防水机构，具有双层防水系统以保护光伏屋顶不受雨水侵蚀；
架设于双层防水机构底部的支座，用于与屋面结构主体连接；
所述双层防水机构、连接件和支座依次叠设在一起，并通过一连接杆一体式连接；所述光伏屋顶系统还包括电气系统。
作为优选，所述双层防水机构包括：
压条，盖设在两相邻的组件板边框上防止雨水进入光伏屋顶系统内部；
由合金制成的导水槽，位于连接件下部；
止水胶垫，位于连接件和导水槽之间，并与连接件粘贴连接；
所述支座支撑在导水槽下部，与导水槽连接面固定连接，所述压条与导水槽共同构成所述双层防水系统。在组件板边框外侧采用铝合金压条遮盖，防止雨水进入组件和光伏屋顶系统内部，并保持组件之间的整体稳定性，缝隙漏水再通过导水槽排除，压条与导水槽共同构成双层防水系统，从而保护光伏屋顶不受雨水侵蚀损坏。此外，压条还起到压固连接件的作用，压条、连接件、止水胶垫、主导水槽和支座依次形成叠层结构，通过螺栓一并紧固连接在一起，连接件通过压条与螺栓的双重紧固，即使屋面作为围护结构易产生冷热缩涨与受力产生挠度，也不会产生光伏系统面层光伏组件之间产生缝隙或发生位移等破坏。
作为优选，所述导水槽包括：
主导水槽，其截面成阶梯状的梯形结构，中部设有支撑槽；
次导水槽，通过组件板边框压紧架设在主导水槽上且与主导水槽方向垂直；
所述支座成等腰梯形结构，支座的顶部插设在所述支撑槽内与主导水槽固定连接。
作为优选，所述连接件截面呈U型，且截面宽度与两相邻光伏组件板的距离相等，相邻光伏组件板通过组件板边框的连接面与连接件侧面紧贴连接。
作为优选，所述支座底部设有与屋面贴合连接的连接脚，所述连接脚上设有用于将支座与屋面结构主体连接的螺栓孔。通过螺栓将支座固定在屋面上。
作为优选，所述光伏屋顶底部边缘与建筑屋面相交处设有用于嵌入建筑屋面的底部挡水钢板，所述底部挡水钢板两端各设有保证防水范围从光伏区域到原建筑的无缝连接的嵌入凸起，一端嵌入凸起嵌入支座内部，另一端嵌入凸起通至原屋面可排水区域。挡水钢板一端内衬于光伏系统主排水导水槽底部，另一端通至原屋面可排水区域，保证防水范围从光伏区域到原建筑的无缝连接。把现有建筑改造成为光伏建筑一体化的建筑时，因为现有建筑屋面原本设计时未考虑做光伏设计，无法和光伏系统结合成一整体屋面，就需要部分过渡结构来完成这个结合，挡水钢板可作为过渡结构将光伏屋顶系统嵌入到现有建筑屋面。如屋面防水寿命已经到达极限，需要维护翻新时，就只需要把光伏系统嵌入到原建筑直接作为屋顶使用，原屋面就可以避免维护翻新费用，节约成本。本发明的光伏屋顶通过挡水钢板嵌入屋顶，既可以在原有屋顶上安装，也可以单独作为屋顶使用，同时满足不同情况下的使用需求。
作为优选，所述光伏屋顶侧面设有侧挡水钢板，所述侧挡水钢板通过自攻螺丝与压条固定连接。
作为优选，所述自攻螺丝采用镀锌钢材质，并带有防水帽、乙丙胶垫和压盖，其拉拔力极限值大于或等于1.0KN。其机械紧固强度非常高同时具有抵抗空气、水、酸、碱盐或其它介质腐蚀能力，解决因腐蚀、强度不足造成屋面系统防水性能下降雨水渗漏。
作为优选，各螺栓连接处设有使各螺栓均处于密封状态的密封胶；所述支座采用热浸镀锌涂层，镀锌层平均厚度大于或等于85μm，局部厚度大于或等于65μm。支座采用高强度金属材质，能够给予屋面系统足够强度支撑同时满足25年使用寿命，同时起到将光伏系统与建筑钢架接地系统导通起到防雷接地作用。
作为优选，所述电气系统包括横向布置的电池组件、设置于屋面的一级汇流光伏汇流箱、并网逆变器和光伏中压汇集站，每块组件背部设有接线盒，所述接线盒之间通过光伏电缆相互电连接形成串联组串，所述组串连接至所述一级汇流光伏汇流箱，然后引下配电间内的并网逆变器，并网逆变器输出电压通过光伏中压汇集站后，并入用户侧中压配电母排，采用接入备用开关或者新增开关柜并入中压母排的方式并网。组件的横向布置，每块组件背部的接线盒之间直接用自带的光伏电缆相互连接，具体地，组件B的“+”极与相邻组件C的“-”极采用MC4插接头插接，组件B的“-”极与相邻组件A的“+”极采用MC4插接头插接;按此原则各组件相互连接组成组串；一定数量的组件组成一串，如多晶275Wp组件采用20~24块组件组成一串，多晶315组件采用18~20块组件组成一串等，组串通过电缆汇线槽连接至屋面设置的一级汇流光伏汇流箱，然后引下配电间内的光伏逆变器；光伏并网逆变器输出低压0.4Kv，并入用户侧低压配电母排，采用接入备用开关或者新增开关柜并入低压母排的方式并网，光伏并网逆变器输出低压通过升压变压器升压到10Kv或35KV，通过光伏中压汇集站后，并入用户侧中压配电母排，采用接入备用开关或者新增开关柜并入中压母排的方式并网，或者组串通过电缆汇线槽连接至屋面设置的组串逆变器直流侧，组串逆变器交流侧出线引至屋面设置的光伏交流汇流箱；光伏交流汇流箱输出引下至配电间内的光伏并网计量柜。
本发明导水槽采用高强度钢材结构，排水截面大满足全国范围所有地区降雨排水需求，截面尺寸常规薄壁卷边型材加工设备即可制作，维护成本低，使用寿命满足25年，与非光伏屋面为结构嵌入连接完全防水覆盖，连接可靠，导水槽与原结构采用支座固定连接，能有效阻止整体失稳。铝型材作为主导水槽时，可以通过任意的异形型腔来作为紧固件放置区，满足组件安装及导水槽的固定而不影响倒水功能。而使用钢材作为主导水槽时，目前薄壁钢材还无法经济有效的制作出放置紧固件的异形型腔，市场上常规的做法是从导水槽上表面穿自攻钉来做组件和导水槽的固定，这种固定方式存在被紧固构件受力面和紧固基材存在间距，结构存在失稳风险，同时因为空间间隙太大漏水风险也大大增加，本发明则采用普通连接件，常规尺寸，将光伏组件板和导水槽连接面紧贴固定，支座和导水槽连接面紧贴连接，避免了使用钢构件型材时常规紧固方式存在的问题，并且钢结构型材导水糟作为防水系统的同时，还具有作为维护结构承担屋面荷载的功能。
因此，本发明具有如下有益效果：（1）导水槽与原结构采用支座螺栓连接，能有效阻止整体失稳，保证光伏系统结构与原房屋结构连接稳固，提高整体性承载能力；（2）组件使用压条压固同时有固定件螺丝链接，双重固定，即使屋面作为围护结构易产生冷热缩涨与受力产生挠度，也不会产生光伏系统面层光伏组件之间产生缝隙或发生位移等破坏；（3）光伏屋顶通过挡水钢板嵌入屋顶，既可以在原有屋顶上安装，也可以单独作为屋顶使用，同时满足不同情况下的使用需求。
附图说明
图1是本发明的一种结构示意图。
图2是本发明的A-A面结构示意图。
图3是本发明的B-B面结构示意图。
图4是本发明第一种低压并网示意图。
图5是本发明第二种低压并网示意图。
图6是本发明第一种中压并网示意图。
图7是本发明第二种中压并网示意图。
图中：1、压条 2、光伏组件板 3、连接件 4、止水胶垫 5、主导水槽 6、支座 7、次导水槽 8、组件板边框 9、连接杆 10、支撑槽 11、连接脚 12、底部挡水钢板 13、嵌入凸起14、踏板 15、原建筑屋面 16、水箸板 17、侧挡水钢板 18、自攻螺栓。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1：
如图1、图2和图3所示的实施例中，一种双层防水光伏屋顶系统，包括光伏组件板2、与光伏组件板插接的组件板边框8和双层防水机构，相邻光伏组件板之间通过一连接件3连接，所述双层防水机构底部架设有用于与屋面结构主体连接的支座6，双层防水机构、连接件和支座依次叠设在一起，并通过一连接杆9一体式连接；所述连接件为截面呈U型的构件，且截面宽度与两相邻光伏组件板的距离相等，相邻光伏组件板通过组件板边框的连接面与连接件侧面紧贴连接；所述双层防水机构包括压条1、止水胶垫4和由合金制成的导水槽，压条盖设在两相邻的组件板边框上，导水槽位于连接件下部，止水胶垫位于连接件和导水槽之间，并与连接件粘贴连接，支座支撑在导水槽下部，与导水槽连接面固定连接；所述导水槽包括主导水槽5和次导水槽7，所述主导水槽截面成阶梯状的梯形结构，中部设有支撑槽10；所述支座成等腰梯形结构，支座的顶部插设在所述支撑槽内与主导水槽固定连接，所述次导水槽通过组件板边框压紧架设在主导水槽上，且与主导水槽方向垂直；所述支座底部设有与屋面贴合连接的连接脚11，所述连接脚上设有用于与屋面结构主体连接的螺栓孔。
在组件板边框外侧采用铝合金压条遮盖，防止雨水进入组件和光伏屋顶系统内部，并保持组件之间的整体稳定性，缝隙漏水再通过导水槽排除，压条与导水槽共同构成双层防水系统，从而保护光伏屋顶不受雨水侵蚀损坏。此外，压条还起到压固连接件的作用，压条、连接件、止水胶垫、主导水槽和支座依次形成叠层结构，通过螺栓一并紧固连接在一起，连接件通过压条与螺栓的双重紧固，即使屋面作为围护结构易产生冷热缩涨与受力产生挠度，也不会产生光伏系统面层光伏组件之间产生缝隙或发生位移等破坏。本发明导水槽采用高强度钢材结构，排水截面大满足全国范围所有地区降雨排水需求，截面尺寸常规薄壁卷边型材加工设备即可制作，维护成本低，使用寿命满足25年，与非光伏屋面为结构嵌入连接完全防水覆盖，连接可靠，导水槽与原结构采用支座固定连接，能有效阻止整体失稳。铝型材作为主导水槽时，可以通过任意的异形型腔来作为紧固件放置区，满足组件安装及导水槽的固定而不影响倒水功能。而使用钢材作为主导水槽时，目前薄壁钢材还无法经济有效的制作出放置紧固件的异形型腔，市场上常规的做法是从导水槽上表面穿自攻钉来做组件和导水槽的固定，这种固定方式存在被紧固构件受力面和紧固基材存在间距，结构存在失稳风险，同时因为空间间隙太大漏水风险也大大增加，本发明则采用普通连接件，常规尺寸，将光伏组件板和导水槽连接面紧贴固定，支座和导水槽连接面紧贴连接，避免了使用钢构件型材时常规紧固方式存在的问题，并且钢结构型材导水糟作为防水系统的同时，还具有作为维护结构承担屋面荷载的功能。
光伏屋顶底部边缘与建筑屋面相交处设有用于嵌入建筑屋面的挡水钢板12，所述挡水钢板两端各设有嵌入凸起13，一端嵌入凸起嵌入支座内部，另一端嵌入凸起通至原屋面可排水区域。挡水钢板一端内衬于光伏系统主排水导水槽底部，另一端通至原屋面可排水区域，保证防水范围从光伏区域到原建筑的无缝连接。把现有建筑改造成为光伏建筑一体化的建筑时，因为现有建筑屋面原本设计时未考虑做光伏设计，无法和光伏系统结合成一整体屋面，就需要部分过渡结构来完成这个结合，挡水钢板可作为过渡结构将光伏屋顶系统嵌入到现有建筑屋面。如屋面防水寿命已经到达极限，需要维护翻新时，就只需要把光伏系统嵌入到原建筑直接作为屋顶使用，原屋面就可以避免维护翻新费用，节约成本。本发明的光伏屋顶通过挡水钢板嵌入屋顶，既可以在原有屋顶上安装，也可以单独作为屋顶使用，同时满足不同情况下的使用需求。
各螺栓连接处设有使各螺栓均处于密封状态的密封胶。
如附图4至附图7所示，所述电气系统包括横向布置的电池组件、设置于屋面的一级汇流光伏汇流箱、并网逆变器和光伏中压汇集站，每块组件背部设有接线盒，所述接线盒之间通过光伏电缆相互电连接形成串联组串，所述组串连接至所述一级汇流光伏汇流箱，然后引下配电间内的并网逆变器，并网逆变器输出电压通过光伏中压汇集站后，并入用户侧中压配电母排，采用接入备用开关或者新增开关柜并入中压母排的方式并网。组件的横向布置，每块组件背部的接线盒之间直接用自带的光伏电缆相互连接，具体地，组件B的“+”极与相邻组件C的“-”极采用MC4插接头插接，组件B的“-”极与相邻组件A的“+”极采用MC4插接头插接；按此原则多晶275Wp组件采用20块组件组成一串，多晶315组件采用18块组件组成一串，组串通过电缆汇线槽连接至屋面设置的一级汇流光伏汇流箱，然后引下配电间内的光伏逆变器；光伏并网逆变器输出低压0.4Kv，并入用户侧低压配电母排，采用接入备用开关或者新增开关柜并入低压母排的方式并网，光伏并网逆变器输出低压通过升压变压器升压到10KV，通过光伏中压汇集站后，并入用户侧中压配电母排，采用接入备用开关或者新增开关柜并入中压母排的方式并网，或者组串通过电缆汇线槽连接至屋面设置的组串逆变器直流侧，组串逆变器交流侧出线引至屋面设置的光伏交流汇流箱；光伏交流汇流箱输出引下至配电间内的光伏并网计量柜。
实施例2：
如图1、图2和图3所示的实施例中，一种双层防水光伏屋顶系统，包括光伏组件板2、与光伏组件板插接的组件板边框8和双层防水机构，相邻光伏组件板之间通过一连接件3连接，所述双层防水机构底部架设有用于与屋面结构主体连接的支座6，双层防水机构、连接件和支座依次叠设在一起，并通过一连接杆9一体式连接；所述连接件为截面呈U型的构件，且截面宽度与两相邻光伏组件板的距离相等，相邻光伏组件板通过组件板边框的连接面与连接件侧面紧贴连接；所述双层防水机构包括压条1、止水胶垫4和由合金制成的导水槽，压条盖设在两相邻的组件板边框上，导水槽位于连接件下部，止水胶垫位于连接件和导水槽之间，并与连接件粘贴连接，支座支撑在导水槽下部，与导水槽连接面固定连接；所述导水槽包括主导水槽5和次导水槽7，所述主导水槽截面成阶梯状的梯形结构，中部设有支撑槽10；所述支座成等腰梯形结构，支座的顶部插设在所述支撑槽内与主导水槽固定连接，所述次导水槽通过组件板边框压紧架设在主导水槽上，且与主导水槽方向垂直；所述支座底部设有与屋面贴合连接的连接脚11，所述连接脚上设有用于与屋面结构主体连接的螺栓孔。
在组件板边框外侧采用铝合金压条遮盖，防止雨水进入组件和光伏屋顶系统内部，并保持组件之间的整体稳定性，缝隙漏水再通过导水槽排除，压条与导水槽共同构成双层防水系统，从而保护光伏屋顶不受雨水侵蚀损坏。此外，压条还起到压固连接件的作用，压条、连接件、止水胶垫、主导水槽和支座依次形成叠层结构，通过螺栓一并紧固连接在一起，连接件通过压条与螺栓的双重紧固，即使屋面作为围护结构易产生冷热缩涨与受力产生挠度，也不会产生光伏系统面层光伏组件之间产生缝隙或发生位移等破坏。本发明导水槽采用高强度钢材结构，排水截面大满足全国范围所有地区降雨排水需求，截面尺寸常规薄壁卷边型材加工设备即可制作，维护成本低，使用寿命满足25年，与非光伏屋面为结构嵌入连接完全防水覆盖，连接可靠，导水槽与原结构采用支座固定连接，能有效阻止整体失稳。铝型材作为主导水槽时，可以通过任意的异形型腔来作为紧固件放置区，满足组件安装及导水槽的固定而不影响倒水功能。而使用钢材作为主导水槽时，目前薄壁钢材还无法经济有效的制作出放置紧固件的异形型腔，市场上常规的做法是从导水槽上表面穿自攻钉来做组件和导水槽的固定，这种固定方式存在被紧固构件受力面和紧固基材存在间距，结构存在失稳风险，同时因为空间间隙太大漏水风险也大大增加，本发明则采用普通连接件，常规尺寸，将光伏组件板和导水槽连接面紧贴固定，支座和导水槽连接面紧贴连接，避免了使用钢构件型材时常规紧固方式存在的问题，并且钢结构型材导水糟作为防水系统的同时，还具有作为维护结构承担屋面荷载的功能。
光伏屋顶底部边缘与建筑屋面相交处设有用于嵌入建筑屋面的挡水钢板12，所述挡水钢板两端各设有嵌入凸起13，一端嵌入凸起嵌入支座内部，另一端嵌入凸起通至原屋面可排水区域。挡水钢板一端内衬于光伏系统主排水导水槽底部，另一端通至原屋面可排水区域，保证防水范围从光伏区域到原建筑的无缝连接。把现有建筑改造成为光伏建筑一体化的建筑时，因为现有建筑屋面原本设计时未考虑做光伏设计，无法和光伏系统结合成一整体屋面，就需要部分过渡结构来完成这个结合，挡水钢板可作为过渡结构将光伏屋顶系统嵌入到现有建筑屋面。如屋面防水寿命已经到达极限，需要维护翻新时，就只需要把光伏系统嵌入到原建筑直接作为屋顶使用，原屋面就可以避免维护翻新费用，节约成本。本发明的光伏屋顶通过挡水钢板嵌入屋顶，既可以在原有屋顶上安装，也可以单独作为屋顶使用，同时满足不同情况下的使用需求。
如附图4至附图7所示，所述电气系统包括横向布置的电池组件、设置于屋面的一级汇流光伏汇流箱、并网逆变器和光伏中压汇集站，每块组件背部设有接线盒，所述接线盒之间通过光伏电缆相互电连接形成串联组串，所述组串连接至所述一级汇流光伏汇流箱，然后引下配电间内的并网逆变器，并网逆变器输出电压通过光伏中压汇集站后，并入用户侧中压配电母排，采用接入备用开关或者新增开关柜并入中压母排的方式并网。组件的横向布置，每块组件背部的接线盒之间直接用自带的光伏电缆相互连接，具体地，组件B的“+”极与相邻组件C的“-”极采用MC4插接头插接，组件B的“-”极与相邻组件A的“+”极采用MC4插接头插接;按此原则多晶275Wp组件采用24块组件组成一串，多晶315组件采用20块组件组成一串，组串通过电缆汇线槽连接至屋面设置的一级汇流光伏汇流箱，然后引下配电间内的光伏逆变器；光伏并网逆变器输出低压0.4Kv，并入用户侧低压配电母排，采用接入备用开关或者新增开关柜并入低压母排的方式并网，光伏并网逆变器输出低压通过升压变压器升压到35KV，通过光伏中压汇集站后，并入用户侧中压配电母排，采用接入备用开关或者新增开关柜并入中压母排的方式并网，或者组串通过电缆汇线槽连接至屋面设置的组串逆变器直流侧，组串逆变器交流侧出线引至屋面设置的光伏交流汇流箱；光伏交流汇流箱输出引下至配电间内的光伏并网计量柜。
实施例3：
如图1、图2和图3所示的实施例中，一种双层防水光伏屋顶系统，包括光伏组件板2、与光伏组件板插接的组件板边框8和双层防水机构，相邻光伏组件板之间通过一连接件3连接，所述双层防水机构底部架设有用于与屋面结构主体连接的支座6，双层防水机构、连接件和支座依次叠设在一起，并通过一连接杆9一体式连接；所述连接件为截面呈U型的构件，且截面宽度与两相邻光伏组件板的距离相等，相邻光伏组件板通过组件板边框的连接面与连接件侧面紧贴连接；所述双层防水机构包括压条1、止水胶垫4和由合金制成的导水槽，压条盖设在两相邻的组件板边框上，导水槽位于连接件下部，止水胶垫位于连接件和导水槽之间，并与连接件粘贴连接，支座支撑在导水槽下部，与导水槽连接面固定连接；所述导水槽包括主导水槽5和次导水槽7，所述主导水槽截面成阶梯状的梯形结构，中部设有支撑槽10；所述支座成等腰梯形结构，支座的顶部插设在所述支撑槽内与主导水槽固定连接，所述次导水槽通过组件板边框压紧架设在主导水槽上，且与主导水槽方向垂直；所述支座底部设有与屋面贴合连接的连接脚11，所述连接脚上设有用于与屋面结构主体连接的螺栓孔。
在组件板边框外侧采用铝合金压条遮盖，防止雨水进入组件和光伏屋顶系统内部，并保持组件之间的整体稳定性，缝隙漏水再通过导水槽排除，压条与导水槽共同构成双层防水系统，从而保护光伏屋顶不受雨水侵蚀损坏。此外，压条还起到压固连接件的作用，压条、连接件、止水胶垫、主导水槽和支座依次形成叠层结构，通过螺栓一并紧固连接在一起，连接件通过压条与螺栓的双重紧固，即使屋面作为围护结构易产生冷热缩涨与受力产生挠度，也不会产生光伏系统面层光伏组件之间产生缝隙或发生位移等破坏。本发明导水槽采用高强度钢材结构，排水截面大满足全国范围所有地区降雨排水需求，截面尺寸常规薄壁卷边型材加工设备即可制作，维护成本低，使用寿命满足25年，与非光伏屋面为结构嵌入连接完全防水覆盖，连接可靠，导水槽与原结构采用支座固定连接，能有效阻止整体失稳。铝型材作为主导水槽时，可以通过任意的异形型腔来作为紧固件放置区，满足组件安装及导水槽的固定而不影响倒水功能。而使用钢材作为主导水槽时，目前薄壁钢材还无法经济有效的制作出放置紧固件的异形型腔，市场上常规的做法是从导水槽上表面穿自攻钉来做组件和导水槽的固定，这种固定方式存在被紧固构件受力面和紧固基材存在间距，结构存在失稳风险，同时因为空间间隙太大漏水风险也大大增加，本发明则采用普通连接件，常规尺寸，将光伏组件板和导水槽连接面紧贴固定，支座和导水槽连接面紧贴连接，避免了使用钢构件型材时常规紧固方式存在的问题，并且钢结构型材导水糟作为防水系统的同时，还具有作为维护结构承担屋面荷载的功能。
光伏屋顶底部边缘与建筑屋面相交处设有用于嵌入建筑屋面的挡水钢板12，所述挡水钢板两端各设有嵌入凸起13，一端嵌入凸起嵌入支座内部，另一端嵌入凸起通至原屋面可排水区域。挡水钢板一端内衬于光伏系统主排水导水槽底部，另一端通至原屋面可排水区域，保证防水范围从光伏区域到原建筑的无缝连接。把现有建筑改造成为光伏建筑一体化的建筑时，因为现有建筑屋面原本设计时未考虑做光伏设计，无法和光伏系统结合成一整体屋面，就需要部分过渡结构来完成这个结合，挡水钢板可作为过渡结构将光伏屋顶系统嵌入到现有建筑屋面。如屋面防水寿命已经到达极限，需要维护翻新时，就只需要把光伏系统嵌入到原建筑直接作为屋顶使用，原屋面就可以避免维护翻新费用，节约成本。本发明的光伏屋顶通过挡水钢板嵌入屋顶，既可以在原有屋顶上安装，也可以单独作为屋顶使用，同时满足不同情况下的使用需求。
如附图4至附图7所示，所述电气系统包括横向布置的电池组件、设置于屋面的一级汇流光伏汇流箱、并网逆变器和光伏中压汇集站，每块组件背部设有接线盒，所述接线盒之间通过光伏电缆相互电连接形成串联组串，所述组串连接至所述一级汇流光伏汇流箱，然后引下配电间内的并网逆变器，并网逆变器输出电压通过光伏中压汇集站后，并入用户侧中压配电母排，采用接入备用开关或者新增开关柜并入中压母排的方式并网。组件的横向布置，每块组件背部的接线盒之间直接用自带的光伏电缆相互连接，具体地，组件B的“+”极与相邻组件C的“-”极采用MC4插接头插接，组件B的“-”极与相邻组件A的“+”极采用MC4插接头插接；按此原则多晶275Wp组件采用21块组件组成一串，多晶315组件采用19块组件组成一串，组串通过电缆汇线槽连接至屋面设置的一级汇流光伏汇流箱，然后引下配电间内的光伏逆变器；光伏并网逆变器输出低压0.4Kv，并入用户侧低压配电母排，采用接入备用开关或者新增开关柜并入低压母排的方式并网，光伏并网逆变器输出低压通过升压变压器升压到20KV，通过光伏中压汇集站后，并入用户侧中压配电母排，采用接入备用开关或者新增开关柜并入中压母排的方式并网，或者组串通过电缆汇线槽连接至屋面设置的组串逆变器直流侧，组串逆变器交流侧出线引至屋面设置的光伏交流汇流箱；光伏交流汇流箱输出引下至配电间内的光伏并网计量柜。
Claims (10)
1.一种双层防水光伏屋顶系统，其特征在于，包括：
光伏组件板（2），相邻光伏组件板（2）之间通过一连接件（3）连接；
与光伏组件板（2）插接的组件板边框（8）；
双层防水机构，具有双层防水系统以保护光伏屋顶不受雨水侵蚀；
架设于双层防水机构底部的支座（6），用于与屋面结构主体连接；
所述双层防水机构、连接件（3）和支座（6）依次叠设在一起，并通过一连接杆（9）一体式连接；所述光伏屋顶系统还包括电气系统。
2.根据权利要求1所述的一种双层防水光伏屋顶系统，其特征是，所述双层防水机构包括：
压条（1），盖设在两相邻的组件板边框（8）上防止雨水进入光伏屋顶系统内部；
由合金制成的导水槽，位于连接件（3）下部；
止水胶垫（4），位于连接件（3）和导水槽之间，并与连接件（3）粘贴连接；
所述支座（6）支撑在导水槽下部，与导水槽连接面固定连接，所述压条与导水槽共同构成所述双层防水系统。
3.根据权利要求2所述的一种双层防水光伏屋顶系统，其特征是，所述导水槽包括：
主导水槽（5），其截面成阶梯状的梯形结构，中部设有支撑槽（10）；
次导水槽（7），通过组件板边框（8）压紧架设在主导水槽（5）上且与主导水槽（5）方向垂直；
所述支座（6）成等腰梯形结构，支座（6）的顶部插设在所述支撑槽（10）内与主导水槽固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种双层防水光伏屋顶系统，其特征是，所述连接件（3）截面呈U型，且截面宽度与两相邻光伏组件板（2）的距离相等，相邻光伏组件板（2）通过组件板边框（8）的连接面与连接件（3）侧面紧贴连接。
5.根据权利要求1所述的一种双层防水光伏屋顶系统，其特征是，所述支座（6）底部设有与屋面贴合连接的连接脚（11），所述连接脚（11）上设有用于将支座（6）与屋面结构主体连接的螺栓孔。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种双层防水光伏屋顶系统，其特征是，所述光伏屋顶底部边缘与建筑屋面相交处设有用于嵌入建筑屋面的底部挡水钢板（12），所述底部挡水钢板（12）两端各设有保证防水范围从光伏区域到原建筑的无缝连接的嵌入凸起（13），一端嵌入凸起（13）嵌入支座（6）内部，另一端嵌入凸起（13）通至原屋面可排水区域。
7.根据权利要求6所述的一种双层防水光伏屋顶系统，其特征是，所述光伏屋顶侧面设有侧挡水钢板（17），所述侧挡水钢板（17）通过自攻螺丝（18）与压条（1）固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种双层防水光伏屋顶系统，其特征是，所述自攻螺丝（18）采用镀锌钢材质，并带有防水帽、乙丙胶垫和压盖，其拉拔力极限值大于或等于1.0KN。
9.根据权利要求6所述的一种双层防水光伏屋顶系统，其特征是，各螺栓连接处设有使各螺栓均处于密封状态的密封胶；所述支座（6）采用热浸镀锌涂层，镀锌层平均厚度大于或等于85μm，局部厚度大于或等于65μm。
10.根据权利要求1-5任意一项所述的一种双层防水光伏屋顶系统，其特征是，所述电气系统包括横向布置的电池组件、设置于屋面的一级汇流光伏汇流箱、并网逆变器和光伏中压汇集站，每块组件背部设有接线盒，所述接线盒之间通过光伏电缆相互电连接形成串联组串，所述组串连接至所述一级汇流光伏汇流箱，然后引下配电间内的并网逆变器，并网逆变器输出电压通过光伏中压汇集站后，并入用户侧中压配电母排，采用接入备用开关或者新增开关柜并入中压母排的方式并网。
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| CN208618683U (zh) | 2019-03-19 |
| CN108718172B (zh) | 2020-02-28 |
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