CN109537818A - 一种屋面光伏发电站结构及其搭接方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种屋面光伏发电站结构及其搭接方法，该结构包括檩条、屋面板、光伏板、定位机构以及锁定机构；定位机构包括底板、左侧板、右侧板、翼缘及凸缘；锁定机构包括卡接部、紧固件和固定部。其中，定位机构以及锁定机构分别起到固定屋面板和光伏板的作用，定位机构起固定作用的同时也作为屋面光伏发电站结构的主要承重载体。因此，本发明实施例提供的屋面光伏发电站结构具有良好的密封性、防水性能、抗腐蚀性能及隔热性能；使用寿命长，维修成本低；其搭接方法工序简单，操作安全，可以实现局部维修，维护方便，适宜广泛推广使用。

Description

一种屋面光伏发电站结构及其搭接方法

技术领域

本发明实施例涉及光伏技术领域，具体涉及一种屋面光伏发电站结构及其搭接方法

背景技术

分布式光伏发电是指采用光伏组件，将太阳能直接转换为电能的一种发电方式。目前，分布式光伏发电最为广泛的应用方式是建设屋面分布式光伏发电站。由于工业化的钢结构厂房用于工业生产时耗电大且单体建筑面积大，因此，在钢结构厂房的屋顶建设分布式光伏电站，可以充分利用当地太阳能资源，减少甚至替代化石能源的消耗，达到绿色环保降低能耗的效果。

但是，现有多数钢结构厂房都是采用彩钢屋面板，在彩钢屋面板上建设分布式光伏电站时，需要将相邻彩钢屋面板的瓦楞进行重叠搭接，然后在彩钢屋面板瓦楞上加装支座或瓦楞夹具，再另设支架导轨来固定光伏板。因此，在利用上述方式建设分布式光伏发电站的过程中存在以下问题：

其一，屋面板的瓦楞重叠搭接，会导致屋面板抗腐蚀性能不足，稳固性低，维修不便：当出现特大降雨时，在瓦楞搭接处会发生溢水现象，造成屋面板腐蚀；当局部屋面板被强台风掀翻时，容易出现骨牌连锁效应，所有屋面板都会被连带掀翻；当局部屋面板损坏需要进行更换时，无法独立更换局部，必需连带更换一大片的屋面板进行维修。

其二，在钢屋面板瓦楞上加装支座或瓦楞夹具，需要在屋面板上进行钻孔作业，既造成屋面板原结构的破坏又会影响屋面板的密封性，存在漏水隐患，防水性差。

其三，需要进行加装支座、另设导轨等作业，安装工序复杂，人力物力耗费大，建设成本高；而且，将彩钢屋面板完全作为了屋面分布式电站的载体结构层，屋面板承压较大，承载力不足，严重影响屋面板的使用寿命，加大了施工的危险系数。

其四，由于现有彩钢屋面板的使用寿命短，达不到分布式电站的设计使用年限，因此，需中途进行维修补漏、拆卸更换屋面板材料，影响分布式电站的正常运营，增加了维护费用。

发明内容

本发明实施例提供一种屋面光伏发电站结构及其搭接方法，用以解决屋面光伏发电站密封性差，防水性差，抗腐蚀性能不足，承载力不足，维护费用高的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供一种屋面光伏发电站结构，包括檩条，屋面板、光伏板、定位机构以及锁定机构；

所述定位机构包括底板、左侧板、右侧板、翼缘及凸缘，所述左侧板和右侧板竖直设置在所述底板的顶面，形成通槽，所述翼缘设置在所述左侧板和右侧板的外壁，所述凸缘设置在所述左侧板和右侧板的内壁，所述翼缘与所述屋面板的边沿卡接固定，所述底板固定在所述檩条上；

所述锁定机构包括卡接部、紧固件和固定部，所述卡接部和固定部通过所述紧固件连接，所述卡接部滑动设置在所述通槽内且位于所述凸缘的下方，与所述凸缘相抵，所述固定部将所述光伏板的边沿固定在所述定位机构的上方。

优选地，所述屋面光伏发电站结构还包括自攻钉和防水扣件，在所述底板的表面贯穿其厚度设置通孔，所述自攻钉穿过所述通孔将所述底板固定在所述檩条上，所述防水扣件盖设在所述自攻钉的钉帽上。

优选地，所述底板的中部向上凸起形成凸台，所述通孔设置在所述凸台的表面。

优选地，所述翼缘设置在所述左侧板和右侧板的外壁中部，向外、向下延伸；所述凸缘设置在所述左侧板和右侧板的内壁上部。

优选地，所述屋面板包括瓦楞和止水肋，所述瓦楞沿所述屋面板的宽度方向间隔设置，在所述屋面板长度方向的端部设置止水肋，所述止水肋向上、向外延伸，所述止水肋的顶面与所述翼缘的底面相贴合。

优选地，所述的瓦楞为闭口式结构，以提高屋面板的强度。

优选地，所述的瓦楞为开口式结构，以节约制作材料，减少成本。

优选地，所述屋面板还包括密封胶条，所述密封胶条设置在所述止水肋的上表面，所述翼缘压接在所述密封胶条上。

优选地，所述卡接部贯穿其厚度设置有第一连接孔；所述紧固件为调节螺栓；所述固定部为压块，包括凹槽及压边，所述压边水平设置在所述凹槽的槽壁开口端，位于所述凹槽的外部，所述凹槽的槽底板设置有第二连接孔，所述调节螺栓穿过所述第二连接孔进入所述第一连接孔，将所述卡接部与所述压块连接。

优选地，所述第一连接孔的内壁设置有与所述调节螺栓相匹配的螺纹。

优选地，所述凸缘的端部向下弯折，形成限位槽，所述卡接部的上表面固定设置限位块，所述限位块设置在所述限位槽内。

优选地，所述屋面板和所述定位机构的材质均为纤维增强复合材料。

本发明实施例还提供一种屋面光伏发电站结构的搭接方法，包括以下步骤：

将屋面板平铺安装在檩条的上方，在相邻的两个屋面板之间预留间隙；将定位机构放置在两个屋面板之间的预留间隙处，使定位机构的翼缘与屋面板的边沿卡接，将定位机构固定在檩条上，完成屋面板的搭接；

将光伏板铺放在定位机构的上方，旋紧锁定机构的紧固件，完成光伏板的固定。

本发明实施例具有如下优点：

本发明实施例提供的屋面光伏发电站结构，包括屋面板、光伏板、定位机构以及锁定机构，定位机构包括底板、左侧板、右侧板、翼缘及凸缘，锁定机构包括卡接部、紧固件和固定部。

其中，翼缘将屋面板的边沿卡接固定，底板固定在檩条上，使屋面板借助定位机构直接固定在檩条上，避免了在屋面板上钉钉打孔，造成漏水现象，密封性和防水性能强，保证在屋面板与光伏板之间形成干燥的环境，抗腐蚀性能强，并具有一定的通风隔热能力。

卡接部滑动设置在定位机构的通槽内且与凸缘相抵，使光伏板的安装灵活方便，距离可控。

定位机构既用于固定屋面板同时又作为光伏板的支架导轨，使檩条成为主要承重载体，减轻了屋面板的承重，屋面光伏发电站整体的稳定性强，而且，延长了屋面板的使用寿命，减少了建设成本及维修成本。

本发明实施例提供的屋面光伏发电站结构的搭接方法，工序简单，操作安全，可以实现局部维修，维护方便，节省人力和财力。

另外，本发明实施例还具有屋面强度高、施工安全等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明的实施例1、2、3提供的屋面光伏发电站结构正面示意图；

图2为本发明的实施例1、2、3提供的屋面光伏发电站结构侧面示意图；

图3为本发明的实施例1提供的定位机构的结构示意图；

图4为本发明的实施例1提供的锁定机构的侧视图；

图5为本发明的实施例1提供的锁定机构的正视图；

图6为本发明图1中“A”部的放大示意图；

图7为本发明的实施例4提供的屋面光伏发电站结构示意图；

图8为本发明的实施例4提供的定位机构的结构示意图；

图中：1-檩条、2-屋面板、21-瓦楞、22-止水肋、23-密封胶条、3-光伏板、4-定位机构、41-底板、411凸台、42-左侧板、43-右侧板、44-翼缘、45-凸缘、451-限位槽、46-通槽、5-锁定机构、51-卡接部、511-限位块、52-紧固件、53-固定部、531-凹槽、532-压边、6-自攻钉、7-防水扣件。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

本实施例提供一种屋面光伏发电站结构，如图1、图2所示，该屋面光伏发电站结构包括檩条1、屋面板2、光伏板3、定位机构4以及锁定机构5。

如图3所示，定位机构4包括底板41、左侧板42、右侧板43、翼缘44及凸缘45。左侧板42和右侧板43竖直设置在底板41的顶面，形成通槽46，翼缘44设置在左侧板42和右侧板43的外壁，凸缘45设置在左侧板42和右侧板43的内壁，翼缘44与屋面板2的边沿卡接固定，底板41固定在檩条1上。

在本实施例中，翼缘44设置在左侧板42和右侧板43的外壁中部，向外向下延伸；凸缘45设置在左侧板42和右侧板43的内壁上部。保证了在搭接后屋面板2与光伏板3之间形成架空间隙，通常，架空空隙不低于80mm，可以使空隙中对流的空气驱除余热，形成一个有效的屋面降温系统，产生良好的隔热效果。而且，翼缘44向外向下设置，有利于将雨水排走，避免雨水从搭接处渗漏，造成屋面板2被腐蚀的现象。

如图4、图5所示，锁定机构5包括卡接部51、紧固件52和固定部53，卡接部51和固定部53通过紧固件52连接，卡接部51位于固定部53的下方，卡接部51滑动设置在通槽46内且位于凸缘45的下方，与凸缘45相抵，固定部53将光伏板3的边沿固定在定位机构4的上方。

在本实施例中，卡接部51贯穿其厚度设置有第一连接孔；紧固件52为调节螺栓；固定部53为压块，呈倒“几”型，包括凹槽531及压边532，压边532水平设置在凹槽531的槽壁开口端，位于凹槽531的外部，凹槽531的槽底板设置有第二连接孔，调节螺栓穿过第二连接孔进入第一连接孔，通常在第一连接孔的内壁设置有与调节螺栓相匹配的螺纹，将卡接部51与压块连接；或者，在调节螺栓的端部设置螺母进行固定。

为加固定位机构4与锁定机构5之间的连接，凸缘45的端部向下弯折，形成限位槽451，卡接部51的上表面固定设置限位块511，限位块511设置在限位槽451内。将光伏板3平铺在定位机构4的上方，通过旋拧调节螺栓可以调节卡接部51与压块之间的距离，当压边532的底面与光伏板3边沿的顶面紧贴，可将光伏板3的边沿紧紧固定在压边532与定位机构4之间。光伏板3在固定状态下时，卡接部51的轴线与压块的凹槽531的轴线垂直。旋拧调节螺栓，可控制卡接部51与压块之间的距离大小，进而可以灵活地移动光伏板3，安装便利。

本实施例中的屋面板2和定位机构4材质均为纤维增强复合材料(FRP)。FRP的热导率低，室温下为1.25～1.67kJ/(m·h·K)，热导率只有金属屋面板2的1/100～1/1000，是优良的绝热材料；而且，该材料具有耐强酸碱、盐雾、水汽、各种化学成分、有机溶液的腐蚀；另外，FRP具有耐磨损、耐冲击力性能，能满足屋面光伏发电站长期需要维修踩踏的要求；该材料为绝缘材料，可避免屋面光伏发电站因漏电发生事故，使用安全可靠；当然，该材料还具有抗静电、自洁面功能，表面不易产生积尘、结露现象，抗腐蚀性强。

本实施例提供的屋面板2和定位机构4均通过拉挤成型工艺制造：在牵引设备的作用下，将连续玻璃纤维无碱纱4800TEX型用不饱和聚酯树脂进行树脂浸润并通过成型模具加热使树脂固化。生产简单，适宜广泛推广。

实施例2

如图1、图2所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，本实施例提供的屋面光伏发电站结构还包括自攻钉6和防水扣件7，在底板41的表面贯穿其厚度设置通孔，自攻钉6穿过通孔将底板41固定在檩条1上，防水扣件7盖设在自攻钉6的钉帽上，对自攻钉6形成保护，防止雨水腐蚀自攻钉6，保证了底板41与檩条1的紧固结合。

实施例3

如图1、图2、图6所示，本实施例与实施例1的结构基本相同，本实施例提供的屋面光伏发电站结构中屋面板2包括瓦楞21、止水肋22和密封胶条23，瓦楞21沿屋面板2的宽度方向间隔设置，在屋面板2长度方向的端部设置止水肋22，止水肋22向上、向外延伸，止水肋22的顶面与翼缘44的底面相贴合，密封胶条23设置在止水肋22的上表面，并通过翼缘44压接固定。

在本实施例中，屋面板2总宽835mm，板厚2.5mm，瓦楞21设置有5个，瓦楞21高35mm，每个瓦楞21之间间隔195mm

本实施例通过设置瓦楞21，增强了屋面板2的刚度，提高了屋面板2的承载力，进而提高了屋面光伏发电站结构的稳定性。止水肋22的设计一是更利于加固屋面板2与定位机构4之间的连接，二是为了将雨水合理引走，避免在连接处溢水渗漏。密封胶条23提高了屋面板2的密封性，同时，达到了保温、隔热的效果。

实施例4

如图7、图8所示，本实施例提供一种屋面光伏发电站结构，该屋面光伏发电站结构包括檩条1、屋面板2、光伏板3、定位机构4、锁定机构5、自攻钉6和防水扣件7。

定位机构4包括底板41、左侧板42、右侧板43、翼缘44及凸缘45。左侧板42和右侧板43竖直设置在底板41的顶面，形成通槽46，翼缘44设置在左侧板42和右侧板43的外壁，凸缘45设置在左侧板42和右侧板43的内壁，翼缘44与屋面板2的边沿卡接固定，底板41固定在檩条1上。

在本实施例中，底板41的中部向上凸起形成凸台411，在凸台411的表面贯穿其厚度设置通孔，自攻钉6穿过通孔将底板41固定在檩条1上，防水扣件7盖设在自攻钉6的钉帽上，对自攻钉6形成保护，防止雨水腐蚀自攻钉6，保证了底板41与檩条1的紧固结合。凸台411一是起到引流作用，将聚集的雨水引流到两侧低槽，以减弱雨水对钉帽的腐蚀，同时避免雨水从通孔渗漏；二是起到屋面板2热胀冷缩的应力释放作用，避免屋面板2的结构变形，无法使用。

翼缘44设置在左侧板42和右侧板43的外壁中部，向外向下延伸；凸缘45设置在左侧板42和右侧板43的内壁上部。保证了在搭接后屋面板2与光伏板3之间形成架空间隙，通常，架空空隙不低于80mm，可以使空隙中对流的空气驱除余热，形成一个有效的屋面降温系统，产生良好的隔热效果。而且，翼缘44向外、向下设置，有利于将雨水排走，避免雨水从搭接处渗漏，造成屋面板2被腐蚀的现象。

锁定机构5包括卡接部51、紧固件52和固定部53，卡接部51和固定部53通过紧固件52连接，卡接部51位于固定部53的下方，卡接部51滑动设置在通槽46内且位于凸缘45的下方，与凸缘45相抵，固定部53将光伏板3的边沿压接在定位机构4的上方。

本实施例提供的屋面光伏发电站结构具有良好的密封性、防水性、以及防腐蚀性能；施工安全，维护方便；提高了屋面板2的使用寿命，解决了屋面板2的使用寿命与光伏板3所需设计年限不匹配的问题；集屋面保温、隔热、供能功能为一体，做到建筑节能与新能源再生资源利用价值最大化，使建筑物从能源的用电体变为供电体，使原来的能源消耗方变成能源的输出方，适宜广泛推广使用。

实施例5

本实施例提供了实施例1提供的屋面光伏发电站结构的搭接方法，包括以下步骤：

首先，将屋面板2平铺安装在檩条1的上方，在相邻的两个屋面板2之间预留间隙；将定位机构4放置在两个屋面板2之间的预留间隙处，使定位机构4的翼缘44与屋面板2的边沿卡合，采用自攻钉6将定位机构4固定在檩条1上，完成屋面板2的搭接；

然后，将光伏板3铺放在定位机构4的上方，旋紧锁定机构5的紧固件52，完成光伏板3的固定。

本实施例所提供的搭接方法工序简单，操作方便。在屋面板2之间预留空隙，而无需将屋面板2重叠，避免了在屋面板2搭接处产生积水腐蚀屋面板2，不会造成漏水隐患，提高了屋面板2的密封性及抗腐蚀性。借助定位机构4将屋面板2固定在檩条1上，无需在屋面板2上打孔，不会破坏屋面板2的原结构，可延长屋面板2的使用寿命。实际使用时也可以在屋面板上适当位置打孔进行二次固定，提高抗风能力。

定位机构4在固定屋面板2的同时也作为光伏板3的支架导轨，优化了搭接工序，减少了搭接的人力财力，节省成本。通过设置定位机构4，使光伏板3可以依赖于定位机构4支撑，进而檩条1作为主要承重载体，从而减轻了屋面板2的承重，安全稳定。通过调节紧固件52以灵活控制光伏板3的固定位置。后期维护可局部进行，降低维护成本。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种屋面光伏发电站结构，包括檩条(1)，其特征在于，所述屋面光伏发电站结构还包括：屋面板(2)、光伏板(3)、定位机构(4)以及锁定机构(5)；

所述定位机构(4)包括底板(41)、左侧板(42)、右侧板(43)、翼缘(44)及凸缘(45)，所述左侧板(42)和右侧板(43)垂直设置在所述底板(41)的顶面，形成通槽(46)，所述翼缘(44)设置在所述左侧板(42)和右侧板(43)的外壁，所述凸缘(45)设置在所述左侧板(42)和右侧板(43)的内壁，所述翼缘(44)与所述屋面板(2)的边沿卡接固定，所述底板(41)固定在所述檩条(1)上；

所述锁定机构(5)包括卡接部(51)、紧固件(52)和固定部(53)，所述卡接部(51)和固定部(53)通过所述紧固件(52)连接，所述卡接部(51)滑动设置在所述通槽(46)内且位于所述凸缘(45)的下方，与所述凸缘(45)相抵，所述固定部(53)将所述光伏板(3)的边沿固定在所述定位机构(4)的上方。

2.根据权利要求1所述的屋面光伏发电站结构，其特征在于，所述屋面光伏发电站结构还包括自攻钉(6)和防水扣件(7)，在所述底板(41)的表面贯穿其厚度设置通孔，所述自攻钉(6)穿过所述通孔将所述底板(41)固定在所述檩条(1)上，所述防水扣件(7)盖设在所述自攻钉(6)的钉帽上。

3.根据权利要求2所述的屋面光伏发电站结构，其特征在于，所述底板(41)的中部向上凸起形成凸台(411)，所述通孔设置在所述凸台(411)的表面。

4.根据权利要求1所述的屋面光伏发电站结构，其特征在于，所述翼缘(44)设置在所述左侧板(42)和右侧板(43)的外壁中部，向外、向下延伸；所述凸缘(45)设置在所述左侧板(42)和右侧板(43)的内壁上部。

5.根据权利要求1所述的屋面光伏发电站结构，其特征在于，所述屋面板(2)包括瓦楞(21)和止水肋(22)，所述瓦楞(21)沿所述屋面板(2)的宽度方向间隔设置，在所述屋面板(2)长度方向的端部设置止水肋(22)，所述止水肋(22)向上、向外延伸，所述止水肋(22)的顶面与所述翼缘(44)的底面相卡接。

6.根据权利要求5所述的屋面光伏发电站结构，其特征在于，所述屋面板(2)还包括密封胶条(23)，所述密封胶条(23)设置在所述止水肋(22)的上表面，所述翼缘(44)压接在所述密封胶条(23)上。

7.根据权利要求1所述的屋面光伏发电站结构，其特征在于，所述卡接部(51)贯穿其厚度设置有第一连接孔；所述紧固件(52)为调节螺栓；所述固定部(53)为压块，包括凹槽(531)及压边(532)，所述压边(532)水平设置在所述凹槽(531)的槽壁开口端，位于所述凹槽(531)的外部，所述凹槽(531)的槽底板设置有第二连接孔，所述调节螺栓穿过所述第二连接孔进入所述第一连接孔，将所述卡接部(51)与所述压块连接。

8.根据权利要求7所述的屋面光伏发电站结构，其特征在于，所述凸缘(45)的端部向下弯折，形成限位槽(451)，所述卡接部(51)的上表面固定设置限位块(511)，所述限位块(511)设置在所述限位槽(451)内。

9.根据权利要求1所述的屋面光伏发电站结构，其特征在于，所述屋面板(2)和所述定位机构(4)的材质均为纤维增强复合材料。

10.一种权利要求1～9任一项所述的屋面光伏发电站结构的搭接方法，其特征在于，包括以下步骤：

将屋面板(2)平铺安装在檩条(1)的上方，在相邻的两个屋面板(2)之间预留间隙；将定位机构(4)放置在两个屋面板(2)之间的预留间隙处，使定位机构(4)的翼缘(44)与屋面板(2)的边沿卡接，将定位机构(4)固定在檩条(1)上，完成屋面板(2)的搭接；

将光伏板(3)铺放在定位机构(4)的上方，旋紧锁定机构(5)的紧固件(52)，完成光伏板(3)的固定。