CN218912007U - 一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于土木工程技术领域,涉及一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统，包括：房顶屋面、压型金属板、光伏发电板，压型金属板为U型波绞钢板，压型金属板铺设固定在房顶屋面上，光伏发电板固定连接在压型金属板的上表面，光伏发电板的底面至少横跨压型金属板的三个U型槽脊，光伏发电板底面与接触的U型槽脊顶面之间粘接有密封胶，光伏发电板底面与最外侧接触的U型槽脊顶面之间粘接有固定胶带；因此本实用新型即保证了房顶屋面的保温效果又为屋内提供了电能，解决了寒冷地区屋顶光伏发电与建筑保温能耗高的问题。

Description

一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，涉及一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统。

背景技术

屋面光伏发电系统，是一种光生伏打系统，这种系统的各种组件包括光伏模块、安装系统、电缆、太阳能逆变器和其他电气附件。屋顶光伏发电系统由光伏组件、光伏逆变器、光伏支架以及光伏线缆等构成。为保证系统安全可靠运行，还有综合设计防雷系统、保护系统、测控系统等配套设施。而寒冷地区博物馆等场馆建筑的普遍存在严重的资源浪费情况，碳排放量较大，同时保温能耗高。因此，需要一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统解决寒冷地区屋顶光伏发电的同时解决建筑保温能耗高的问题。

实用新型内容

本实用新型解决技术问题所采取的技术方案是：一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统，包括：房顶屋面、压型金属板、光伏发电板，压型金属板为U型波绞钢板，压型金属板铺设固定在房顶屋面上，光伏发电板固定连接在压型金属板的上表面；光伏发电板的底面至少横跨压型金属板的三个U型槽脊，光伏发电板底面与接触的U型槽脊顶面之间粘接有密封胶，光伏发电板底面与最外侧接触的U型槽脊顶面之间粘接有固定胶带；光伏发电板的底部距离房顶屋面不少于0.5米；将光伏发电板底面与U型槽脊顶面采用粘接连接而不是机械结构连接，能够保证压型金属板的完整性进一步保证了压型金属板与房顶屋面之间的密封性，而密封胶保证了压型金属板与光伏发电板之间的密封性，将空气隔离在压型金属板的槽型空间内，有效降低了空气的流动性，进一步保证了压型金属板与光伏发电板之间的保温性，因此，房顶屋面、压型金属板、光伏发电板之间两两保温隔热，保证了建筑内的保温效果，同时通过光伏发电板发电供建筑内使用，还能将多余的发电量并入电网供外部使用或峰谷错时使用。

优选的，所述光伏发电板按照2％的坡度平铺，坡度能够保证建筑内的保温效果同时为降雨时提供导流。

优选的，所述光伏发电板采用300wBIPV单晶组件。

优选的，所述光伏发电板分为两点接入，两点接入分别接入变电所TM1，TM2配变0.4kV低压侧。

优选的，所述光伏发电板电连接有监控系统通信网络，监控系统通信网络包括：数据服务器、以太网交换机、通信服务器、数据采集器、电度表、并网开关、NB节点，监控系统通信网络的电连接方式为：数据服务器、以太网交换机、通信服务器依序串联，数据采集器分别电连接通信服务器、电度表、并网开关、NB节点，数据服务器、以太网交换机、通信服务器均电连接至供电电缆，监控系统通信网络能够实时控制光伏发电板的电能供建筑内使用、高峰时储存或是并入电网供外部使用。

更优的，所述数据服务器、通信服务器分别电连接有UPS。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型通过在寒冷地区的房顶屋面平铺光伏发电板，在光伏发电板与房顶屋面之间设有压型金属板，并将光伏发电板粘贴在压型金属板上，防止压型金属板上下的空气流通减弱保温效果，即保证了房顶屋面的保温效果又为屋内提供了电能，因此本实用新型同时解决了寒冷地区屋顶光伏发电与建筑保温能耗高的问题。

附图说明

图1是一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统的排水管示意图；

图2是图1的A-A截面放大图；

图3是光伏发电系统的监控系统通信网络图；

图4是各年发电量统计表示意图。

图中，1、房顶屋面；2、压型金属板；3、光伏发电板；4、U型槽脊；5、密封胶；6、固定胶带。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的相关技术进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1～4，一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统，包括：房顶屋面1、压型金属板2、光伏发电板3，压型金属板2为U型波绞钢板，压型金属板2铺设固定在房顶屋面1上，光伏发电板3固定连接在压型金属板2的上表面；光伏发电板3的底面至少横跨压型金属板2的三个U型槽脊4，光伏发电板3底面与接触的U型槽脊4顶面之间粘接有密封胶5，光伏发电板3底面与最外侧接触的U型槽脊4顶面之间粘接有固定胶带6；光伏发电板3的底部距离房顶屋面1不少于0.5米；将光伏发电板3底面与U型槽脊4顶面采用粘接连接而不是机械结构连接，能够保证压型金属板2的完整性进一步保证了压型金属板2与房顶屋面1之间的密封性，而密封胶5保证了压型金属板2与光伏发电板3之间的密封性，将空气隔离在压型金属板2的槽型空间内，有效降低了空气的流动性，进一步保证了压型金属板2与光伏发电板3之间的保温性，因此，房顶屋面1、压型金属板2、光伏发电板3之间两两保温隔热，保证了建筑内的保温效果，同时通过光伏发电板3发电供建筑内使用，还能将多余的发电量并入电网供外部使用或峰谷错时使用。

进一步的，所述光伏发电板3按照2％的坡度平铺，坡度能够保证建筑内的保温效果同时为降雨时提供导流。

进一步的，所述光伏发电板3采用300wBIPV单晶组件。

进一步的，所述光伏发电板3分为两点接入，两点接入分别接入变电所TM1，TM2配变0.4kV低压侧。

进一步的，所述光伏发电板3电连接有监控系统通信网络，监控系统通信网络包括：数据服务器、以太网交换机、通信服务器、数据采集器、电度表、并网开关、NB节点，监控系统通信网络的电连接方式为：数据服务器、以太网交换机、通信服务器依序串联，数据采集器分别电连接通信服务器、电度表、并网开关、NB节点，数据服务器、以太网交换机、通信服务器均电连接至供电电缆，监控系统通信网络能够实时控制光伏发电板3的电能供建筑内使用、高峰是储存或是并入电网供外部使用。

更进一步的，所述数据服务器、通信服务器分别电连接有UPS。

实施例

本实施例所处地区太阳能资源丰富，故考虑设置太阳能光伏发电，以达到保温节能的目的。经过日照分析，本实施例选择将光伏屋面板布置于一楼屋面靠南处，总面积1400平米。本实施例中，屋项光伏均采用“自发自用,余电上网"模式。为了消纳最大化,本项目将屋顶光伏分为两点接入,接入变电所TM1,TM2配变0.4kV低压侧。

主要设备选型：

电池组件:选择BIPV单晶硅电池组件,功率300Wp(尺寸:2089*698*35mm)；

组串式逆变器:采用110kW并网型逆变器2台,24进1出(12路MPPT,每路接2回),直流输入电压:1100V,交流输出电压:400V；

并网柜:1#并网柜及2#并网柜共2面,内设有光伏专用并网开关(具备重合闸、欠压脱口、通信等功能),参数为ln＝215A4P50kA；隔离开关,INS-40050kA；计量CT,参数为MIK-BH-0.66250/50.2S/0.2S；SPD-I|型浪涌保护器In≥2OkA,多功能电度表等。

平面布置：

组件均采用2％坡度双面坡平铺的形式。太阳能光伏发电系统效率分析：太阳能光伏发电系统效率包括：太阳电池老化效率、交、直流低压系统损耗及其他设备老化效率、逆变器效率、变压器及电网损耗效率。

太阳电池老化系数η1：太阳电池由于老化等因素的影响，使太阳能光伏系统运行期发电效率逐年衰减。系统综合效率η2：太阳电池方阵组合的损失、尘埃遮挡、线路损耗及逆变器、变压器等电气设备老化，使系统效率降低。

年理论发电量计算

依据PVSYST6.8.8光伏软件，模拟本实施例平铺、单千瓦、每年发电量为1254kWh/kWp/year,系统效率为88.84％。本项目光伏装机262.8kWp，25年首年衰减3％，之后每年衰减0.55％。各年发电量统计如图4所示。

经估算：本项目首年发电量为33万度，年均上网电量为30.8万度，25年总上网电量为769.5万度，年利用小时数1171.2h。

本实施例光伏发电系统为严寒和寒冷地区风景区博物馆实际应用案例，实施例的零能耗建筑技术方法均以此为基础展开。以此为基础，本实施例可由此展开为不同地区(如夏热冬冷地区等)不同类型公共建筑(如博物馆、办公建筑等)零能耗设计策略。

本实施例建立了严寒、寒冷地区风景区博物馆零能耗建筑技术体系。基于主被动结合的风景区博物馆建筑设计技术体系这一理论创新，实现博物馆建筑的零能耗运行，大幅降低建筑能耗。本实施例采用大面积的光伏发电系统，通过光伏屋面板的设计与布置，保障了建筑房顶屋面的保温效果的同时使得光伏发电系统最终发电量可覆盖建筑全部能耗。

综上所述，本实用新型提供了一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统，通过在寒冷地区的房顶屋面平铺光伏发电板，在光伏发电板与房顶屋面之间设有压型金属板，并将光伏发电板粘贴在压型金属板上，防止压型金属板上下的空气流通减弱保温效果，即保证了房顶屋面的保温效果又为屋内提供了电能，因此本实用新型解决了寒冷地区屋顶光伏发电与建筑保温能耗高的问题，因此本实用新型拥有广泛的应用前景。

需要强调的是：以上仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统，其特征在于，包括：房顶屋面(1)、压型金属板(2)、光伏发电板(3)，所述压型金属板(2)为U型波绞钢板，所述压型金属板(2)铺设固定在所述房顶屋面(1)上，所述光伏发电板(3)固定连接在压型金属板(2)的上表面；

所述光伏发电板(3)的底面至少横跨所述压型金属板(2)的三个U型槽脊(4)，所述光伏发电板(3)底面与接触的U型槽脊(4)顶面之间粘接有密封胶(5)，所述光伏发电板(3)底面与最外侧接触的U型槽脊(4)顶面之间粘接有固定胶带(6)；

所述光伏发电板(3)的底部距离房顶屋面(1)不少于0.5米。

2.根据权利要求1所述的一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统，其特征在于，所述光伏发电板(3)按照2％的坡度平铺。

3.根据权利要求1所述的一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统，其特征在于，所述光伏发电板(3)采用300wBIPV单晶组件。

4.根据权利要求1所述的一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统，其特征在于，所述光伏发电板(3)分为两点接入，所述两点接入分别接入变电所TM1，TM2配变0.4kV低压侧。

5.根据权利要求1所述的一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统，其特征在于，所述光伏发电板(3)电连接有监控系统通信网络，所述监控系统通信网络包括：数据服务器、以太网交换机、通信服务器、数据采集器、电度表、并网开关、NB节点，所述监控系统通信网络的电连接方式为：数据服务器、以太网交换机、通信服务器依序串联，数据采集器分别电连接通信服务器、电度表、并网开关、NB节点，所述数据服务器、以太网交换机、通信服务器均电连接至供电电缆。

6.根据权利要求5所述的一种寒冷地区的屋面节能光伏发电系统，其特征在于，所述数据服务器、通信服务器分别电连接有UPS。

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