木结构斜屋顶光伏发电一体化设计

　　随着光伏发电日趋广泛地应用，光伏发电如何与建筑一体化是必须首要解决的问题。
光伏发电与建筑一体化设计中主要解决建筑结构与光伏组件如何实现相互可靠连接，同时实现防雨水渗漏、防风、电缆连接、组件边框接地、组件背面通风、安装方便等要求。
本文介绍一种常见木结构斜屋顶如何与光伏发电一体化设计。如图1所示。

　　一、木结构屋顶设计
　　木结构屋顶通常有横梁、椽子、屋面木板、屋沿、油毛毡等组成。如图2所示。为了在屋面上用光伏组件代替瓦片，增设了光伏组件防止下滑的前档板和固定光伏组件的木垫板。
如果光伏组件只覆盖部分屋面，如图1，则在光伏组件两侧与瓦片交接处安装左右纵向水槽，水槽的结构可以确保二者交接处不会发生雨水渗漏。

   二、光伏组件结构设计
   光伏组件结构设计原则是首先用类似普通光伏组件的边框（形状较简单，但又能与外加边框相配合的结构）进行热压封装，然后在组件边框之外再附加边框，这种附加边框结构，应该具有以下功能：
   1. 外加边框与已封装的组件边框能相互配合和可靠连接。
   2. 保证各组件连接处若有雨水渗漏，都能顺畅地沿组件附加边框下淌，不会渗漏到组件下面。
   3. 能方便可靠地固定于建筑屋面。
   4. 便于电缆连接和走线。
   5. 组件边框可靠接地。
   6. 组件背面能通风。
   7. 组件结构具有左侧、中间、右侧三种形式，便于相互组合、任意扩展。
   8. 组件上下两块，采用搭接方式，便于组件表面雨水下淌，搭接处有粘带胶接，防止雨水在上下交接处下渗。
   照片a为左边组件左边框结构；照片b为左边组件右边框与中间组件左边框分开时结构；照片c为中间组件右边框与右边组件左边框组合时情况；照片d为右边组件右边框结构；照片e为组件顶部结构情况。

　　屋面雨水与通风流动状况如图3所示。

   三、 光伏屋面安装顺序
   在建造完木板屋面后可进行光伏组件的安装。
   1. 安装屋沿光伏组件挡板，如图4。
   2. 铺设油毛毡，如图5。
   3. 划光伏组件安装线，如图6。
   4. 安装组件两侧纵向水槽，如图7。
   5. 光伏组件安装，从屋沿由左向右横向安装，再自下向上一层一层安装，如图8。
   6. 地线固定，如图9。
   7. 光伏方阵输出电缆引入室内，如图10。
   8. 光伏方阵上侧防水板安装，如图11。
   9. 光伏方阵四周瓦片覆盖，如图12。
   10. 覆盖防护罩，如图13。
   全部光伏方阵接线方式如图14，图中为三组方阵并联，每组十九块组件串联。

　　
   四、结束语
　本文介绍了一种木结构斜屋面与瓦片一体化的光伏组件结构设计及其施工方法。这对于城市中推广应用小型户用光伏发电系统具有实际意义，对于其它结构斜屋面建筑与光伏发电系统的一体化设计也具有参考价值。可以根据用户电量的需要设计光伏发电系统、光伏组件的功率与覆盖面积，光伏发电系统可以为并网型或太阳能优先利用独立型发电系统。