在杭州市能源辦公室的領導下， 本著增加農村清潔可再生能源利用形式、改善農村能源消費結構、增加農民收入的出發點， 由政府出資， 探索對城鎮化過程中的農村集中安置點民居屋頂進行太陽能電力開發， 在民居建築的屋頂安裝光伏陶瓷瓦。
系統方案設計
本專案選取了富陽市三橋鎮店口村的8戶民居建築屋面來鋪設光伏陶瓷瓦。 建築形式為5層連體排屋， 每個單元為同一個業主。
本著自發自用、現發現用的原則， 設計最大月發電量不超過 100 kW·h。 考慮到每戶居民年用電量在1 200 kW·h 左右， 本專案選用的是 8 W/塊的琉璃瓦型光伏陶瓷瓦，
該專案使用光伏瓦為發電基體， 通過光伏瓦將太陽輻射能轉化為電能，
光伏陶瓷瓦
本專案選用的光伏陶瓷瓦是經科技部專家鑒定的具有國際先進水準的光伏產品， 該產品是中國唯一獲得 TUV 和 CQC 認證的瓦型光伏建材。
►►光伏陶瓷瓦的核心技術
光伏陶瓷瓦太陽能發電技術， 屬於光電建築一體化技術領域。 光伏陶瓷瓦是以陶土為主要原料， 使用多種添加材料形成特定配方， 通過環境友好型生產工藝製作成具有高強度、高效隔熱、高度防滲漏的陶制瓦片， 並通過封裝工藝與太陽能模組結合， 形成的瓦片具有高效散熱性能。 光伏陶瓷瓦的核心功能是替代傳統建築瓦片，
其核心技術包括 3 個方面：
1）邊框瓦材料研製：重點解決邊框瓦的高強度、低吸水率、低密度和容易成型問題。 該配方製作的光伏瓦邊框瓦， 強度達到 3 000 N， 是普通瓦片強度的兩倍；密度為 300~500 kg/m3， 是普通瓦片的 40%~60%， 其阻燃性能達到 B1 級， 抗紫外線老化達 240 h強紫外線照射無變化， 吸水率小於 0.5%。
2）發電性能優化研究：太陽能電池的發電效率隨著溫度的升高而下降， 本項目通過將瓦片製作成具有傳統瓦片邊角外形特徵的中間鏤空凹槽， 並形成可以承載光伏模組的平臺， 從而使光伏模組下面與空氣直接接觸， 可以有效散熱；通過擋風線、擋水線、互搭邊角的設計，
3）光伏陶瓷瓦建築一體化技術研究：通過屋面掛瓦條佈局結構的設計， 使光伏陶瓷瓦屋頂能夠高效散熱、高效隔熱。 通過並網逆變技術、遠端傳輸技術、智慧計量儀錶和管理模式探索， 形成了光伏陶瓷瓦用於民用建築太陽能電力開發的技術規程。
光伏陶瓷瓦的外觀見圖 1， 主要性能指標見表 1。
圖 1 光伏陶瓷瓦
表 1 光伏陶瓷瓦主要性能指標
►►光伏陶瓷瓦的性能特點
1）使用壽命長，可達 50 a；
2）強度高：抗壓強度達到 3 000 N，不怕地震等自然災害侵擾和人為損壞；
3）品質輕：是普通瓦片品質的 40%~60%，可減少建築承重；
4）保新保潔：不會吸水、沉積灰塵、生長青苔；
5）美觀：仿大理石色澤製作，色澤平滑、紋彩豔麗；
6）隔熱、產能：瓦材能隔離 20%左右的太陽能輻射強度，每年每 m2產生 70~120 kW·h 的電，減排CO265~105 kg/m2。
施工工藝
光伏陶瓷瓦屋頂施工工藝的核心，是掛瓦條的佈置和線纜的連接。屋面掛瓦條的佈局設計，以保證光伏瓦下麵空間互相連通、方便屋面散熱為原則，並保證光伏瓦的太陽能模組任何部位的溫度都不超過 85 ℃。光伏瓦屋面掛瓦條的佈置形式，如圖 2 所示。
圖 2 光伏瓦屋面掛瓦條佈置形式
此外，安裝光伏陶瓷瓦屋面應滿足以下要求：
1） 光伏瓦適於安裝在斜坡屋面上，並符合 GB50693—2011《坡屋面工程技術規範》的要求，其下設置防水墊層。光伏陶瓷瓦坡屋面傾角以 10°~60°為宜，最佳接受陽光照射的傾角為當地的緯度數加上5°。光伏瓦屋面發電系統各組成部分在建築中的位置應合理，並應滿足其所在部位的建築排水和系統檢修、更新與維護的要求。
2） 屋頂形體及空間組合應為光伏瓦接受更多的太陽光照強度、時間創造條件，滿足光伏瓦冬至日（晴天）全天有 4 h 以上日照時數的要求。
3） 建築設計應為光伏瓦屋頂發電系統提供安全的安裝條件。
4）靠近脊瓦的一排瓦不宜選用光伏瓦，宜採用同等外形尺寸的配套瓦。
5）位於建築屋面兩側的光伏瓦，以上午 9 時後和下午 16 時前能夠接受到陽光照射為准，光照不佳的位置採用同等外形尺寸的配套瓦。
屋面光伏陶瓷瓦線纜的連接如圖 3 所示；瓦片間的連接，見圖 4；光伏瓦與匯流電纜的連接，見圖 5。
圖 3 屋面光伏陶瓷瓦線纜的連接
圖 4 光伏陶瓷瓦片間的連接
圖5 光伏瓦與匯流電纜的連接
光伏陶瓷瓦施工注意事項
1）根據屋面大樣圖及坡屋面尺寸，橫豎向排光伏陶瓷瓦，保證光伏陶瓷瓦尺寸均勻，符合設計圖紙要求，光伏陶瓷瓦按橫豎尺寸掛線。
2）安裝光伏瓦應根據設計方案確定電路的串並聯方式，在瓦片之間進行線路連接時，確定搭扣連接到位。原則上應做到邊安裝邊檢測線路連接是否到位，一般以 36 片光伏陶瓷瓦為 1 組進行電壓測量，如發現光伏瓦接線端鬆動或脫落，應及時進行檢修。遇到接線盒內點焊未到位造成脫線的，應及時進行瓦片更換。整體光伏瓦安裝接線完成後，對其匯流電纜進行電壓及電流測量，確定是否符合應有的工作狀態。
3）固定光伏瓦：在每一分段或分塊內的光伏陶瓷瓦，均為自下而上粘貼。從最下一層磚下皮的位置線先穩好靠尺，以此托住第 1 層光伏陶瓷瓦。在光伏陶瓷瓦外皮上口拉水準通線，作為粘貼的標準。臥瓦層宜採用 1∶3 水泥砂漿粘貼，砂漿厚度為 30 mm，貼上後用灰鏟柄輕輕敲打，使之附線，並用靠尺通過標準點調整瓦的平整度和垂直度。光伏陶瓷瓦的最下面一層和最上面一層，用水泥釘與掛瓦條固定。
4） 所有坡屋面屋脊、陰陽角使用的配套瓦切割時，必須做到尺寸準確。
5）待大面積光伏陶瓷瓦施工完畢後，用靠尺檢查琉璃瓦的垂直、平整度，用小釘錘檢查光伏陶瓷瓦是否存在空鼓。
瓦型光伏建材用於民居屋頂開發利用太陽能電力，從技術和實踐來看，都是可行的。它代替了傳統建築瓦片，符合建築美學，具有施工週期短、安裝成本低的特點，可以產生可觀的太陽能電力，完全滿足城鎮化居民的用電需要，可以作為民居開發利用太陽能的選擇之一。
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摘編自《光伏陶瓷瓦及其施工技術》，原文刊載於《中國建築防水》2013年第11期，作者單位：浙江合大太陽能科技有限公司
運營：《中國建築防水》雜誌社
蘇州悅居防水科技有限公司
總編輯：徐建月
執行主編：潘文亮
聲明
►►光伏陶瓷瓦的性能特點
1）使用壽命長，可達 50 a；
2）強度高：抗壓強度達到 3 000 N，不怕地震等自然災害侵擾和人為損壞；
3）品質輕：是普通瓦片品質的 40%~60%，可減少建築承重；
4）保新保潔：不會吸水、沉積灰塵、生長青苔；
5）美觀：仿大理石色澤製作，色澤平滑、紋彩豔麗；
6）隔熱、產能：瓦材能隔離 20%左右的太陽能輻射強度，每年每 m2產生 70~120 kW·h 的電，減排CO265~105 kg/m2。
施工工藝
光伏陶瓷瓦屋頂施工工藝的核心，是掛瓦條的佈置和線纜的連接。屋面掛瓦條的佈局設計，以保證光伏瓦下麵空間互相連通、方便屋面散熱為原則，並保證光伏瓦的太陽能模組任何部位的溫度都不超過 85 ℃。光伏瓦屋面掛瓦條的佈置形式，如圖 2 所示。
圖 2 光伏瓦屋面掛瓦條佈置形式
此外，安裝光伏陶瓷瓦屋面應滿足以下要求：
1） 光伏瓦適於安裝在斜坡屋面上，並符合 GB50693—2011《坡屋面工程技術規範》的要求，其下設置防水墊層。光伏陶瓷瓦坡屋面傾角以 10°~60°為宜，最佳接受陽光照射的傾角為當地的緯度數加上5°。光伏瓦屋面發電系統各組成部分在建築中的位置應合理，並應滿足其所在部位的建築排水和系統檢修、更新與維護的要求。
2） 屋頂形體及空間組合應為光伏瓦接受更多的太陽光照強度、時間創造條件，滿足光伏瓦冬至日（晴天）全天有 4 h 以上日照時數的要求。
3） 建築設計應為光伏瓦屋頂發電系統提供安全的安裝條件。
4）靠近脊瓦的一排瓦不宜選用光伏瓦，宜採用同等外形尺寸的配套瓦。
5）位於建築屋面兩側的光伏瓦，以上午 9 時後和下午 16 時前能夠接受到陽光照射為准，光照不佳的位置採用同等外形尺寸的配套瓦。
屋面光伏陶瓷瓦線纜的連接如圖 3 所示；瓦片間的連接，見圖 4；光伏瓦與匯流電纜的連接，見圖 5。
圖 3 屋面光伏陶瓷瓦線纜的連接
圖 4 光伏陶瓷瓦片間的連接
圖5 光伏瓦與匯流電纜的連接
光伏陶瓷瓦施工注意事項
1）根據屋面大樣圖及坡屋面尺寸，橫豎向排光伏陶瓷瓦，保證光伏陶瓷瓦尺寸均勻，符合設計圖紙要求，光伏陶瓷瓦按橫豎尺寸掛線。
2）安裝光伏瓦應根據設計方案確定電路的串並聯方式，在瓦片之間進行線路連接時，確定搭扣連接到位。原則上應做到邊安裝邊檢測線路連接是否到位，一般以 36 片光伏陶瓷瓦為 1 組進行電壓測量，如發現光伏瓦接線端鬆動或脫落，應及時進行檢修。遇到接線盒內點焊未到位造成脫線的，應及時進行瓦片更換。整體光伏瓦安裝接線完成後，對其匯流電纜進行電壓及電流測量，確定是否符合應有的工作狀態。
3）固定光伏瓦：在每一分段或分塊內的光伏陶瓷瓦，均為自下而上粘貼。從最下一層磚下皮的位置線先穩好靠尺，以此托住第 1 層光伏陶瓷瓦。在光伏陶瓷瓦外皮上口拉水準通線，作為粘貼的標準。臥瓦層宜採用 1∶3 水泥砂漿粘貼，砂漿厚度為 30 mm，貼上後用灰鏟柄輕輕敲打，使之附線，並用靠尺通過標準點調整瓦的平整度和垂直度。光伏陶瓷瓦的最下面一層和最上面一層，用水泥釘與掛瓦條固定。
4） 所有坡屋面屋脊、陰陽角使用的配套瓦切割時，必須做到尺寸準確。
5）待大面積光伏陶瓷瓦施工完畢後，用靠尺檢查琉璃瓦的垂直、平整度，用小釘錘檢查光伏陶瓷瓦是否存在空鼓。
瓦型光伏建材用於民居屋頂開發利用太陽能電力，從技術和實踐來看，都是可行的。它代替了傳統建築瓦片，符合建築美學，具有施工週期短、安裝成本低的特點，可以產生可觀的太陽能電力，完全滿足城鎮化居民的用電需要，可以作為民居開發利用太陽能的選擇之一。
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摘編自《光伏陶瓷瓦及其施工技術》，原文刊載於《中國建築防水》2013年第11期，作者單位：浙江合大太陽能科技有限公司
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