光伏电站荷载设计

   在作用于光伏组件上的各种荷载中，主要有风、雪荷载、地震作用、结构自重和由环境温度变化引起的作用效应等等，其中风荷载引起的效应最大。

   在节点设计中通过预留一定的间隙，消除由各种构件和饰面材料热胀冷缩引起的作用效应。

   在进行构件、连接件和预埋件承载力计算时，必须考虑各种荷载和作用效应的分项系数，即采用其设计值。以北京地区屋顶项目(3块组件，单块面积1.3㎡)为例。

   ①风荷载

   根据规范，作用于倾斜组件表面上的风荷载标准值，按下列公式(1.1)计算：

Wk= βgz .μs.μz.W0 ···············(1.1)

式中:

 Wk 风荷载标准值( kN /m2 )；

 βgz 高度z 处的阵风系数；标高20 米位置取值1.69.

 μs风荷载体型系数，按《建筑结构荷载规范》GB50009-2001 取值。取值为1.3。

 μz风压高度变化系数；取值1.25.

 Wo 基本风压( kN /m2 )。北京地区基本风压取值0.45KN/M2,按规范要求，进行构件、连接件和锚固件承载力计算时，风荷载分项系数应取γw = 1.4，即风荷载设计值为：

w = γw .wk = 1.4wk ·············(1.2)

   该项目取值为w =1.4*1.69*1.3*1.25*0.45=1.73 kN/m2

②雪荷载

   屋面水平投影面上的雪荷载标准值，应下式（2.1）计算：

 Sk = μr So ················（2.1）

   式中：

 Sk 雪荷载标准值（kN / m2）；

 μr 屋面积雪分布系数；根据规范取值0.6；

   基本雪压So （kN / m2）；依北京地区50 年一遇最大雪荷载查规范取值0.4 kN / m2；

   则该项目最大雪荷载参考值为Sk=0.6*0.4=0.24 kN / m2 .

③结构自重

   太阳能组件：Q1=0.16×3=0.48kN（G=mg）

   支架Q2=0.04×4.4=0.18kN

   共计0.66kN

   即太阳能组件自重为0.66/（1.3×3）=0.17kN/M2

   钢结构自重：0.1kN/M2

   楼顶支架系统结构自重为0.27kN/M2

   按规范要求，结构自重的分项系数取γG = 1.2 。即楼顶支架系统总结构自重计算为0.27*1.2=0.324kN/M2

 (注：承重梁预埋水泥墩重量：0.4×0.4×0.4×24.5×4=6.27kN

计算为6.27/（1.3×3）=1.6kN/M2 ，因其预埋在承重梁上，完全可以达到载荷的要求，在楼面荷载中不做详述）

   ④荷载组合

   按规范要求对作用于组件同一方向上的各种荷载应作最不利组合。

太阳能支架系统倾斜平面上的组件，其平面外的荷载最不利荷载组合风载、雪载、结构自重合计为：0.6×1.73+0.24+0.32=1.6 kN/M2，满足建筑物楼顶对载荷的要求。

抗风及抗拔力考虑，由于支架系统基座水泥墩与承重梁连为一体，且水泥墩和系统支架自重已达1.87 kN/M2，总重量已远远大于水平风压，因此该太阳能发电系统重量可满足抗风及抗拔力要求。