光伏陶瓷瓦

本项目选用的光伏陶瓷瓦是经科技部专家鉴定的具有国际先进水平的光伏产品，该产品是中国唯一获得 TUV 和 CQC 认证的瓦型光伏建材。

►►光伏陶瓷瓦的核心技术

光伏陶瓷瓦太阳能发电技术，属于光电建筑一体化技术领域。光伏陶瓷瓦是以陶土为主要原料，使用多种添加材料形成特定配方，通过环境友好型生产工艺制作成具有高强度、高效隔热、高度防渗漏的陶制瓦片，并通过封装工艺与太阳能模组结合，形成的瓦片具有高效散热性能。光伏陶瓷瓦的核心功能是替代传统建筑瓦片，通过太阳能电池的光伏效应，利用建筑坡型屋面，开发太阳能电力。

其核心技术包括 3 个方面：

1）边框瓦材料研制：重点解决边框瓦的高强度、低吸水率、低密度和容易成型问题。该配方制作的光伏瓦边框瓦，强度达到 3 000 N，是普通瓦片强度的两倍；密度为 300~500 kg/m3 ，是普通瓦片的 40%~60%，其阻燃性能达到 B1 级，抗紫外线老化达 240 h强紫外线照射无变化，吸水率小于 0.5%。

2）发电性能优化研究：太阳能电池的发电效率随着温度的升高而下降，本项目通过将瓦片制作成具有传统瓦片边角外形特征的中间镂空凹槽，并形成可以承载光伏模组的平台，从而使光伏模组下面与空气直接接触，可以有效散热；通过挡风线、挡水线、互搭边角的设计，使其具有防水功能；通过 3 层封胶工艺，实现瓦片的防尘防水等级达到 IP65 要求。

3）光伏陶瓷瓦建筑一体化技术研究：通过屋面挂瓦条布局结构的设计，使光伏陶瓷瓦屋顶能够高效散热、高效隔热。通过并网逆变技术、远程传输技术、智能计量仪表和管理模式探索，形成了光伏陶瓷瓦用于民用建筑太阳能电力开发的技术规程。

光伏陶瓷瓦的外观见图 1，主要性能指标见表 1。

图 1 光伏陶瓷瓦

表 1 光伏陶瓷瓦主要性能指标

►►光伏陶瓷瓦的性能特点

1）使用寿命长，可达 50 a；

2）强度高：抗压强度达到 3 000 N，不怕地震等自然灾害侵扰和人为损坏；

3）质量轻：是普通瓦片质量的 40%~60%，可减少建筑承重；

4）保新保洁：不会吸水、沉积灰尘、生长青苔；

5）美观：仿大理石色泽制作，色泽平滑、纹彩艳丽；

6）隔热、产能：瓦材能隔离 20%左右的太阳能辐射强度，每年每 m2产生 70~120 kW·h 的电，减排CO265~105 kg/m2。

施工工艺

光伏陶瓷瓦屋顶施工工艺的核心，是挂瓦条的布置和线缆的连接。屋面挂瓦条的布局设计，以保证光伏瓦下面空间互相连通、方便屋面散热为原则，并保证光伏瓦的太阳能模组任何部位的温度都不超过 85 ℃。光伏瓦屋面挂瓦条的布置形式，如图 2 所示。

图 2 光伏瓦屋面挂瓦条布置形式

此外，安装光伏陶瓷瓦屋面应满足以下要求：

1） 光伏瓦适于安装在斜坡屋面上，并符合 GB50693—2011《坡屋面工程技术规范》的要求，其下设置防水垫层。光伏陶瓷瓦坡屋面倾角以 10°~60°为宜，最佳接受阳光照射的倾角为当地的纬度数加上5°。光伏瓦屋面发电系统各组成部分在建筑中的位置应合理，并应满足其所在部位的建筑排水和系统检修、更新与维护的要求。

2） 屋顶形体及空间组合应为光伏瓦接受更多的太阳光照强度、时间创造条件，满足光伏瓦冬至日（晴天）全天有 4 h 以上日照时数的要求。

3） 建筑设计应为光伏瓦屋顶发电系统提供安全的安装条件。

4）靠近脊瓦的一排瓦不宜选用光伏瓦，宜采用同等外形尺寸的配套瓦。

5）位于建筑屋面两侧的光伏瓦，以上午 9 时后和下午 16 时前能够接受到阳光照射为准，光照不佳的位置采用同等外形尺寸的配套瓦。

屋面光伏陶瓷瓦线缆的连接如图 3 所示；瓦片间的连接，见图 4；光伏瓦与汇流电缆的连接，见图 5。

图 3 屋面光伏陶瓷瓦线缆的连接

图 4 光伏陶瓷瓦片间的连接

图5 光伏瓦与汇流电缆的连接

光伏陶瓷瓦施工注意事项

1）根据屋面大样图及坡屋面尺寸，横竖向排光伏陶瓷瓦，保证光伏陶瓷瓦尺寸均匀，符合设计图纸要求，光伏陶瓷瓦按横竖尺寸挂线。

2）安装光伏瓦应根据设计方案确定电路的串并联方式，在瓦片之间进行线路连接时，确定搭扣连接到位。原则上应做到边安装边检测线路连接是否到位，一般以 36 片光伏陶瓷瓦为 1 组进行电压测量，如发现光伏瓦接线端松动或脱落，应及时进行检修。遇到接线盒内点焊未到位造成脱线的，应及时进行瓦片更换。整体光伏瓦安装接线完成后，对其汇流电缆进行电压及电流测量，确定是否符合应有的工作状态。

3）固定光伏瓦：在每一分段或分块内的光伏陶瓷瓦，均为自下而上粘贴。从最下一层砖下皮的位置线先稳好靠尺，以此托住第 1 层光伏陶瓷瓦。在光伏陶瓷瓦外皮上口拉水平通线，作为粘贴的标准。卧瓦层宜采用 1∶3 水泥砂浆粘贴，砂浆厚度为 30 mm，贴上后用灰铲柄轻轻敲打，使之附线，并用靠尺通过标准点调整瓦的平整度和垂直度。光伏陶瓷瓦的最下面一层和最上面一层，用水泥钉与挂瓦条固定。

4） 所有坡屋面屋脊、阴阳角使用的配套瓦切割时，必须做到尺寸准确。

5）待大面积光伏陶瓷瓦施工完毕后，用靠尺检查琉璃瓦的垂直、平整度，用小钉锤检查光伏陶瓷瓦是否存在空鼓。

瓦型光伏建材用于民居屋顶开发利用太阳能电力，从技术和实践来看，都是可行的。它代替了传统建筑瓦片，符合建筑美学，具有施工周期短、安装成本低的特点，可以产生可观的太阳能电力，完全满足城镇化居民的用电需要，可以作为民居开发利用太阳能的选择之一。

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摘编自《光伏陶瓷瓦及其施工技术》，原文刊载于《中国建筑防水》2013年第11期，作者单位：浙江合大太阳能科技有限公司

执行主编：潘文亮

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