摘要：太阳能的光伏发电设备目前已经被普遍运用于城市发电系统，城市居民建筑物的屋顶能够用于安装光伏发电系统，进而达到了充分运用太阳能来实现能源转化发电的目标。屋顶光伏的发电设备组件具有清洁可循环的发电能源优势，屋顶光伏的组件设备应当得到合理的优化设计与安装。因此，本文探讨了屋顶光伏的系统设计以及安装操作实施要点，结合屋顶光伏的设备使用需求来完善现有的光伏设计安装技术。 关键词：屋顶光伏；设计；安装；技术要点
城市建筑的屋顶结构提供了安装光伏发电组件的重要基础条件，屋顶光伏的清洁能源发电模式应当得到全面的普及推广。工程设计人员对于屋顶光伏的组件结构需要进行合理的优化设计，通过全面考察屋顶光伏的设计地形结构来进行光伏组件的系统型号选择。屋顶光伏的安装技术要点应当包含布设光伏阵列、布置屋顶清洗系统、布设屋顶支架以及合理调整光伏安装的倾斜角度。通过实施以上的屋顶光伏安装工艺方法，应当能够确保屋顶光伏的系统结构达到更加合理的要求，优化配置屋顶光伏的系统发电能源。
一、屋顶光伏的前期设计准备
屋顶光伏的电池组件受到许多条件的制约，视安装点的区域、周围环境、承载组件的建筑物结构的不同，光伏发电系统的利用率、设计安装、设备防护等方面都有影响。因此前期准备工作的充分实施开展对于屋顶光伏的发电性能优化具有显著的必要性。
屋顶面积直接决定光伏发电项目的容量，是最基础的影响因素。屋面朝向则决定着光伏支架、组件、串列以及汇流箱的布置原则。其次屋面的设计使用寿命决定了光伏电站的使用寿命，而屋面材质决定了光伏设备的安装形式。 屋顶光伏的太阳能发电设备组件具有循环式的发电设备结构特征，发电系统的工程设计人员必须要准确把握屋顶建筑的体系结构特征，全面展开针对建筑屋顶结构的地形勘测考察工作。通常情况下，屋顶光伏的系统设计关键应当体现在合理选择建筑屋顶的体系结构类型。
例如对于压型钢板材质的建筑屋顶结构而言，建筑屋面设有刚性材质的防水体系，因此能够达到屋顶光伏电站的基础设施防渗性能要求。工程设计人员对于建筑屋顶原有的防水系统应当注意实施妥善的保护，确保设计为直立锁边或者三角型式的屋顶压型钢板结构，保证在雨季时段能够发挥出屋顶防水系统的良好防渗性能。设计技术人员对于可利用的有效
建筑屋顶面积应当进行精确的计算，通过实施科学估算的技术方法来判断可利用部分的屋顶结构设计参数。
二、屋顶光伏的设计要点
（一）压型钢板的屋面设计
压型钢板的建筑屋顶结构材料具有良好的防渗性，因此适合运用于布置屋顶光伏发电阵列。具体针对于压型钢板的建筑屋面体系结构在进行优化设计的过程中，总体实施思路应当体现在借助螺栓来连接梯形屋面的各个结构部分，确保形成坚固与完整的屋面建筑结构整体。在此前提下，应当通过布置密封胶或者防水垫片来防止屋面结构发生渗漏，尤其是对于大规模的厂房钢结构屋顶而言。压型钢板的建筑屋面体系结构必须要达到最基本的荷载强度要求，结合因地制宜的屋面结构设计方案予以实施。
（二）混凝土结构的屋面设计
混凝土结构的建筑屋面比较容易受到风荷载的作用影响，因此在布置屋顶光伏电站的设备系统过程中应当充分关注于屋顶结构的坚固程度。工程设计人员对于配重支架结构应当布
置在混凝土屋面的适当部位，确保混凝土材质的建筑屋面结构体系能够达到更加坚固完整的支撑效果。对于混凝土的建筑屋面结构如果有必要安装设计光伏电站，那么关键前提应当落实于严格确保屋面混凝土的防渗性能达到要求。在多数的情况下，布局安装建筑屋顶的光伏发电组件将会破坏屋面原有的建筑防渗结构，因此应当考虑到修复屋面原有的建筑防渗体系，合理节约混凝土屋面的维护保养实践成本。
（三）计算屋面荷载强度
光伏在屋面安装后需满足最低的运营年限，在项目前期就需要落实恒荷载是否有余量能够安装光伏电站。建筑屋面结构的承载力数据指标需要得到准确的计算，通过合理优化屋面体系结构的荷载强度数据指标来延长屋顶光伏的系统使用年限。具体在计算屋面建筑体系的荷载强度过程中，关键就是要综合考虑到建筑屋面的基本用途特征、屋面材料特征与屋顶光伏的系统自重等因素，进而提供了因地制宜的屋顶光伏结构优化设计方案。工程设计人员在选择屋顶光伏电站的基础结构形式时，目前应当重点考虑选择配重计算的方式，确保混凝土材质或者钢结构材质的屋面建筑体系能够达到最基本的抗滑稳定性要求，同时还需确保建筑屋面的体系结构满足良好的工程防渗性能要求。
下表为屋面荷载强度的设计参数指标：
表1 屋面荷载强度设计指标
屋面种类 物理教具制作 | 荷载强度指标 |
云海os混凝土结构屋面 | 0.7 |
压型钢板屋面 | 前锁后塞0.9 |
楼梯间及女儿墙 | 0.6 |
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三、屋顶光伏的安装技术运用
（一）安装倾角的合理选择
屋顶光伏的安装倾斜角度应当得到合理的优化设计，通过改进屋顶光伏的设备倾斜角度来确保屋顶光伏组件的良好发电综合效益。由于即使是相同地点，在不同时间受到的太阳光辐射的最大角度也会随之改变，因此光伏组件的安装倾角的确定应尽量根据安装地区不同倾角平面上全年平均太阳辐射量的大小确定。同时在此前提下，合理选择屋顶光伏的系统
倾斜角度应当能够有效避免发生屋顶灰尘积累以及积雪的情况，确保建筑屋顶的结构完整程度达到良好的标准。在目前的现状下，屋顶光伏的系统设计倾角可以考虑选择30°左右的倾斜角度，确保控制在较小的屋顶建筑原有坡度范围。工程技术人员在模拟软件系统的辅助下，应当能够准确计算得到屋顶光伏设备的最佳倾角设计参数。通过实施智能化的模拟计算操作过程，对于屋顶光伏的系统施工资源予以显著的节约，拓展了可用部分的建筑屋顶空间面积。
（二）安装平行屋面的光伏阵列
光伏阵列的发电系统设备如果设计为平行屋面的结构形式，那么关键在于合理布设光伏阵列的施工工艺方法。具体而言，对于平行屋面的建筑光伏发电系统设备应当予以完整的安装，确保将连接件设计为支架或者夹具。建筑屋面结构与连接件的组件设备之间应当达到合理的间隔距离范围，至少需要保证20厘米的间隔距离长度。建筑屋顶与支架的最佳间隔距离应当控制在15厘米左右，对于光伏组件的系统运行温度给予实时性的调节，同时还需要确保达到屋顶气流的良好流通状态，特别是对于装机容量较大的光伏系统中逆变器安装相对集中，损耗热量大，还应做好逆变器室的通风设计工作。光伏组件之间也应保持合理间距，组件方阵前后排的间距需保证全年最不利的时间段内互不遮挡阳光。
（三）布置屋顶清洗设备系统
屋顶光伏的发电系统组件应当得到定期的清洗，通过实施定期清洁光伏组件设备的实践方法来确保光伏组件的良好运行使用效能。对于城市民用以及工业建筑的屋顶结构应当配置专门的设备清洗管网，以便于定期展开光伏设备的全面清洁操作。对于光伏发电的组件系统设备应当运用干净的水流来进行清洁，并且运用柔软的布料予以擦拭。在遇到沙尘气候以及雨雪霜冻气候等恶劣的自然气候时，应当注意经常清洗屋顶的光伏组件设备。
结束语：
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经过分析可见，屋顶光伏的设计安装工艺流程应当得到合理的选择运用，旨在改善屋顶光伏的系统组件发电性能，确保太阳能的清洁发电能源获得最大限度的循环使用。具体在设计屋顶光伏的发电组件设备过程中，关键应当体现在准确计算屋面的荷载强度参数，结合因地制宜的工程规划设计思路来完善混凝土结构以及压型钢板结构的屋顶光伏设计。安装屋顶光伏的技术完善路径应当体现在合理布置屋顶的清洗设备系统，确保平行屋面的光伏设备阵列能够达到良好的能源节约效益。
参考文献：
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