屋頂光伏被風刮下來（屋頂光伏防風加固技巧）

新鄉(xiāng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計公司 9小時前 08:40:03 1 搶沙發(fā)

屋頂光伏系統(tǒng)在風力作用下容易受損，因此采取有效的防風加固措施至關(guān)重要。應選用抗風性能強的光伏板和支架結(jié)構(gòu)，并確保它們與建筑結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合。安裝時需遵循專業(yè)指導，使用合適的固定件，如螺栓、支撐桿等，以增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。定期檢查和維護也是必要的，包括檢查支架的緊固情況和光伏板的固定點，及時清理遮擋物和異物。對于極端天氣條件下的防風措施，如強風警報系統(tǒng)和應急響應計劃，同樣不可忽視。通過這些綜合措施，可以顯著降低屋頂光伏系統(tǒng)因風力導致的損壞風險，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和發(fā)電效率。

一、屋頂光伏被風刮下的原因

（一）組件及支架自身因素

組件強度不足：如果光伏組件本身的質(zhì)量較差，材質(zhì)不夠堅固，其抵抗風力的能力就較弱，在強風天氣下容易被刮下。例如一些低價、劣質(zhì)的光伏板，可能在材料的抗壓、抗扭等性能方面存在缺陷，無法承受較大風力。
支架穩(wěn)定性差：
- 結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理：支架的結(jié)構(gòu)形式如果沒有經(jīng)過合理的力學計算和設(shè)計，可能在風荷載作用下無法提供足夠的支撐力。比如支架的高度、間距、角度等參數(shù)設(shè)置不當，會影響整個光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
- 材質(zhì)強度不夠：使用強度較低的鋼材或其他材料制作支架，當風力達到一定程度時，支架可能發(fā)生變形、斷裂，導致光伏板被刮下。如在一些案例中，光伏支架鋼材的強度不足，致使光伏方陣被吹倒。
- 安裝不牢固：安裝過程中，如果螺栓、螺母等連接件沒有擰緊，或者采用的連接方式不可靠，支架與光伏板之間、支架與建筑物之間的連接就會松動，在風力作用下容易使光伏板脫離。

（二）極端天氣因素

強風：
- 臺風：在東南沿海地區(qū)，臺風頻繁。臺風帶來的強風速度極快，風力等級往往很高，像2023年的臺風“杜蘇芮”，中心區(qū)域風級達到了15級，對光伏電站造成了巨大的沖擊，許多屋頂光伏在臺風肆虐下被掀翻、損毀，光伏板被刮得七零八落，有的甚至發(fā)生嚴重形變和破損。
- 龍卷風：龍卷風的風力極大且具有強烈的破壞力。例如江蘇鹽城地區(qū)遭受龍卷風災害時，當?shù)睾芏辔蓓敼夥娬颈粴В夥灞淮德?、變形，一些農(nóng)戶家的屋頂光伏電站未能幸免，高壓線、電線桿等設(shè)施也被破壞。
- 強對流天氣中的大風：在一些內(nèi)陸地區(qū)，強對流天氣產(chǎn)生的大風也可能導致屋頂光伏被刮下。比如部分地區(qū)的夏季，強對流天氣頻繁，大風可能突然出現(xiàn)，使沒有足夠防護措施的屋頂光伏遭受破壞。
暴雪：在北方一些地區(qū)，冬季的暴雪天氣可能對屋頂光伏造成影響。暴雪堆積在光伏板上會增加額外的重量，當支架無法承受這種重量時，可能會發(fā)生坍塌，導致光伏板被壓垮或被風吹落。如2021年12月內(nèi)蒙古通遼市遭受極端暴雪天氣，當?shù)?0兆瓦光伏電站被暴雪壓塌損壞。
冰雹：冰雹的沖擊力較大，當冰雹撞擊光伏板時，可能會損壞光伏板的表面結(jié)構(gòu)，使其強度降低，在后續(xù)風力的作用下更容易被刮下。例如2023年6月美國內(nèi)布拉斯加州的太陽能電站遭到冰雹襲擊后大面積受損，受損后的光伏組件在面對風力時抵御能力下降。

（三）建筑物因素

屋頂質(zhì)量問題：如果屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)強度不足，例如屋頂年久失修、存在腐朽或損壞的情況，那么它可能無法為光伏電站提供穩(wěn)定的安裝基礎(chǔ)。在風力作用下，屋頂自身都可能出現(xiàn)晃動或損壞，進而導致屋頂上的光伏板被刮下。在一些老舊建筑上安裝的屋頂光伏電站，如果沒有提前對建筑物質(zhì)量進行評估，就容易出現(xiàn)這種情況。
屋頂類型和坡度：
- 平屋頂：平屋頂相對于坡屋頂來說，在風荷載下的受力情況不同。平屋頂上的光伏電站更容易受到正面風力的沖擊，如果沒有采取特殊的防風措施，如固定墩較小的電站沒有增加配重（如沙袋等），就可能被風刮下。
- 坡屋頂：坡屋頂?shù)钠露热绻^大或過小，可能影響光伏板的安裝穩(wěn)定性。坡度太大時，光伏板的安裝和固定難度增加；坡度太小時，不利于排水和減少風荷載，在風雨天氣時容易使光伏板受到較大的風力作用而被刮下。

二、應對屋頂光伏被風刮下的措施

（一）前期規(guī)劃與設(shè)計

選址考慮：
- 氣象條件：在選擇安裝屋頂光伏電站的地點時，要充分考慮當?shù)氐臍庀髷?shù)據(jù)，盡量避開臺風、龍卷風、強風等極端天氣頻發(fā)的區(qū)域。例如在東南沿海臺風多發(fā)地區(qū)，要謹慎選址，或者采取特殊的防風設(shè)計和加固措施。如果無法避開，可以參考當?shù)貧v史氣象數(shù)據(jù)，確定可能的最大風力等級，從而設(shè)計相應的防風方案。
- 地形地勢：選擇穩(wěn)定的地勢，避免在山谷、風口等容易形成強風的地方安裝。例如在山區(qū)，山谷地區(qū)容易產(chǎn)生狹管效應，風力會增強，應盡量避免在此處安裝屋頂光伏電站。
組件與支架選型：
- 抗風組件：選擇具有良好風抗性的光伏組件，這些組件經(jīng)過專業(yè)設(shè)計和測試，能夠抵御一定風速的沖擊。比如一些知名品牌的光伏組件，在研發(fā)過程中會進行風洞試驗等測試，以確保其在高風速下的穩(wěn)定性。
- 高強度支架：根據(jù)當?shù)氐娘L力條件和光伏電站的規(guī)模，選擇合適強度的支架材料。對于風力較大的地區(qū)，可以選用更高強度的鋼材制作支架，并且支架的結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理，保證能夠承受預計的最大風荷載。

（二）安裝與建設(shè)過程中的措施

牢固安裝：
- 正確的連接方式：使用耐候的材料和可靠的連接方式，如螺栓、鋼筋等。在安裝過程中，要確保每個連接件都擰緊到位，保證光伏板與支架、支架與建筑物之間的連接牢固可靠。例如在安裝螺栓時，可以采用防松螺母或添加彈簧墊圈等方式防止松動。
- 增加穩(wěn)定性：
  - 增加配重：通過增加填充物或使用混凝土基礎(chǔ)等方式增加電站的重量，以增加電站的穩(wěn)定性。例如在平屋頂上安裝的光伏電站，可以在支架底部增加混凝土配重塊；對于固定墩較小的電站，可以用沙袋等增加電站配重。
  - 加固結(jié)構(gòu)：對支架結(jié)構(gòu)進行加固，如加裝防風拉桿，防止光伏支架隨風扭動。對于地面電站，可以對陣列兩側(cè)的地錨進行夯實處理，提高整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（三）運維與風險管理

定期檢查和維護：
- 檢查內(nèi)容：定期檢查分布式光伏電站的設(shè)備，包括光伏組件、支架結(jié)構(gòu)、電纜等。檢查光伏模塊、支架結(jié)構(gòu)、電纜連接等組件的完整性和穩(wěn)固性，查看是否有損壞、松動或侵蝕的部分。例如在大風季節(jié)來臨之前，檢查支架的螺栓是否松動，光伏板是否有裂縫等問題，如果發(fā)現(xiàn)任何損壞、松動或侵蝕的部分，及時修復或更換。
- 檢查頻率：根據(jù)當?shù)氐臍庀髼l件和電站的使用年限等因素確定合理的檢查頻率。在極端天氣頻發(fā)的地區(qū)或電站運行年限較長時，可以適當增加檢查次數(shù)。
風險評估和預警：
- 建立機制：利用現(xiàn)代氣象監(jiān)測技術(shù)，建立風險評估和預警機制。與當?shù)貧庀蟛块T合作，獲取及時的氣象信息，盡早了解并預測即將來臨的臺風、龍卷風、強風等極端天氣，以便采取相應的防護措施，減少可能的損害。
- 應急預案：制定針對極端天氣的應急預案，當收到預警信息后，按照預案迅速采取行動，如對光伏板進行臨時加固、清理周圍可能被風吹起的雜物等。
購買保險：為光伏電站購買保險，目前許多保險公司都提供相應的保險服務(wù)。提前購買保險可以分擔風險，當發(fā)生意外災害（如屋頂光伏被風刮下）時，即可獲得賠償，減少損失。