5T单梁桥式起重机金属结构设计（含全套CAD图纸）和5kWp光伏离网发电系统设计方案

5T单梁桥式起重机金属结构设计摘要：该文主要对桥式起重机的金属结构进行了设计。金属结构的设计包括其主要尺寸的确定，主梁的设计、强度验算，以及刚度验算等，端梁的计算载荷的确定、主要焊缝的计算、接接头的设计，焊接工艺设计等等。关键词：桥式起重机；金属结构；主梁TheDesignofthe5tsiglebeanbridgecranemetalstructuredesignAbstract:Thisthesismainlytothebridgecranemetalstructureforhoistingmechanism.Metalstructuredesignincludingthemaingirder,thesizeofthedesign,todeterminetheintensity,andstiffnesscheckingcomputations,calculationofgirdersloaddetermination,maincalculation,afterweldingjointdesign,weldingprocessdesign,etc.Keywords:BridgeCrane;MetalStructure;Mainbeam。1前言桥式起重机是应用非常广泛的起重机械。随着社会主义建设的发展,桥式起重机的需要与日俱增,我国每年的桥机产量在10万吨以上。桥式起重机的桥架结构是起重机的重要组成部分,它的重量占起重机自重的40%～60%,要使用大量的钢材。桥架自重也直接影响厂房建筑承重结构及基础的土建费用与材料消耗。在确保产品使用安全及正常使用年限的前提下,尽最减轻桥架自重是节约金属材料的重要途径。我国生产的桥式起重机,不论是通用桥式起重机或是冶金工厂用特种桥式类型起重机,在1958年以前由于设计力量薄弱,基本上是沿用国外的设计,桥架结构以箱型和四桁架型等传统结构型式为主。一直到1958年大跃进以后,由于破除迷信,在群众性的技术革新运动推动下,才试制了一些新型桥架结构的桥式起重机,其中主要的如偏轨箱型、单主梁结构、三角桁架结构等等。但是由于没有及时总结经验,研究试验工作也做得不够,没有在改进与提高以后进行推广,因此桥架选型工作仍然是我们当前迫切要做的工作,应该比较系统的有组织的研究适合我国各个产业部门采用的桥架结构型。我国在桥式起重机的产品系列化、通用化和标谁化方面虽然也做了一些工作,但为了使桥架结构定型,还要做大量的工作。目前生产的基本情况是5～50吨小起重量桥式起重机仍以箱型结构为主,箱型结构是应用最为广泛的传统结构。它具有制造简便、生产工效高、通用性强等一系列的优点,因而迄今仍然是国内外桥式起重机的常用桥架形式。在国内,在50年代和60年代初期,5～50吨的小起重量系列产品和75～250吨的大起重量系列产品都采用箱型结构。1.1总体方案拟定本次设计与以往的输送机主要有以下几点的改进：1)吨位标注排为5T单梁桥式起重机。1-铭牌装置；2-横梁；3-电动葫芦；4-吨位牌装置图15T单梁桥式起重机简图5tsiglebeanbridge2)主梁跨度34m,是由上、下盖板和两块垂直的腹板组成封闭箱形截面实体板梁连接。3)端梁部分在起重机中有着重要的作用，它是承载平移运输的关键部件。端梁部分是由车轮组合端梁架组成，端梁部分主要有上盖板，腹板和下盖板组成；端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。在端梁的内部设有加强筋，以保证端梁架受载后的稳定性。（1）主梁的设计：主梁跨度34m,是由上、下盖板和两块垂直的腹板组成封闭箱形截面实体板梁连接，主梁横截面腹板的厚度为6mm,翼缘板的厚度为10mm，主梁上的走台的宽度取决于端梁的长度和大车运行机构的平面尺寸，主梁跨度中部高度取H=L/17，主梁和端梁采用搭接形式，主梁和端梁连接处的高度取H0=0.4～0.6H，腹板的稳定性由横向加劲板和，纵向加劲条或者角钢来维持，纵向加劲条的焊接采用连续点焊，主梁翼缘板和腹板的焊接采用贴角焊缝，主梁通常会产生下挠变形，但加工和装配时采用预制上拱。（2）端梁的设计：端梁部分在起重机中有着重要的作用，它是承载平移运输的关键部件。端梁部分是由车轮组合端梁架组成，端梁部分主要有上盖板，腹板和下盖板组成；端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。在端梁的内部设有加强筋，以保证端梁架受载后的稳定性。端梁的主要尺寸是依据主梁的跨度，大车的轮距和小车的轨距来确定的；大车的运行采用分别传动的方案。在装配起重机的时候，先将端梁的一段与其中的一根主梁连接在一起，然后再将端梁的两段连接起来。本设计主要对单梁桥式起重机进行介绍，确定了其总体方案并进行了一些简单的分析。单梁桥式起重机具有加工零件少，工艺性好、通用性好及机构安装检修方便等一系列的优点，因而在生产中得到广泛采用。我国在5吨到10吨的中、小起重量系列产品中主要采用这种形式，但这种结构形式也存在一些缺点：自重大、易下挠，在设计和制造时必须采取一些措施来防止或者减少。2主要设计尺寸计算2.1大车轮距K=（～）L=（～）×34=4.25～6.8m（1）取K=5m2.2主梁高度H=（理论值）2.3端梁高度H0=（0.4～0.6）H=0.76～1.13m（2）取H0=0.8m2.4桥架端部梯形高度C=（～）L=（～）×34=3.4～6.8（3）取C=2m2.5主梁腹板高度根据主梁计算高度H=1.89m，最后选定腹板高度h=1.9m2.6确定主梁截面尺寸主梁中间截面各构件板厚推荐确定如下：腹板厚:δ=6mm;上下盖板厚=8mm主梁腹板内壁间距根据下面关系式来决定：因此取b=700mm盖板宽度：B=b++40=700+26+40=752mm取B=750mm主梁的实际高度： H=1900+2×8=1916mm同理，主梁支承截面的腹板高度取，这时支承截面的实际高度。2.7加劲板的布置尺寸为了保证主梁截面中受压构件的局部稳定性，需要设置一些加劲构件。主梁端部大加劲板的间距：，取=2m主梁端部（梯形部分）小加劲板的间距：主梁中部（矩形部分）大加劲板的间距：若小车钢轨采用轻轨。其对水平重心轴线的最小抗弯截面模数，则根据连续梁由钢轨的弯曲强度条件求得加劲板间距（此时连续梁的支点即加劲板所在位置；使一个车轮轮压作用在两加劲板间距的中央）：（4）式中P——小车的轮压，取平均值，并设小车自重为=40000N——动力系数，查得=1.16——钢轨的许用应力，=170MPa因此，根据布置方便，取=1.5m由于腹板的高厚比，所以要设置水平加劲杆，以保证腹板局部稳定性。采用角钢做水平加劲杆3主梁的计算3.1计算载荷确定此处已删除接板钻孔是应该同时钻孔。下盖板与连接板的连接采用M18的螺栓，而角钢与腹板和上盖板的连接采用M16的螺栓。6.1.1腹板和下盖板螺栓受力计算（1）腹板最下一排螺栓受力最大，每个螺栓所受的拉力为：N拉==(52)=222126.7N（2）下腹板每个螺栓所受的剪力相等，其值为：N剪===12621.5N(53)式中n0——下盖板一端总受剪面数；n0=16N剪——下盖板一个螺栓受剪面所受的剪力：N——侧腹板受拉螺栓总数；n=16d1——腹板上连接螺栓的直径（静截面）d0——下腹板连接螺栓的直径；d1=16mmH——梁高；H=500mmM——连接处的垂直弯矩；M=7.06×1066.1.2上盖板和腹板角钢的连接焊缝受力计算（1）上盖板角钢连接焊缝受剪，其值为：Q(54)==412147.8N(55)（2）腹板角钢的连接焊缝同时受拉和受弯，其值分别为：N腹===99725.8N(56)M腹===10159560.42Nmm(57)6.2计算螺栓和焊缝的强度6.2.1螺栓的强度校核（1）.精制螺栓的许用抗剪承载力：[N剪]===137343.6N(58)（2）螺栓的许用抗拉承载力[N拉]===27129.6N(59）式中[]=13500N/cm2[]=13500N/cm2由于N拉<[N拉],N剪<[N剪]则有所选的螺栓符合强度要求6.2.2焊缝的强度校核（1）对腹板由弯矩M产生的焊缝最大剪应力：M===7753.02N/cm2式中I≈=5115.06——焊缝的惯性矩（2）由剪力Q产生的焊缝剪应力：Q===3931.5N/cm2折算剪应力：===7572.1N/cm2<[]=17000N/cm2[]由表查得式中h——焊缝的计算厚度取h=6mm（3）对上角钢的焊缝===138.8N/cm2<[]由上计算符合要求。7焊接工艺设计对桥式起重机来说，其桥架结构主要是由很多钢板通过焊接的方法连接在一起，焊接的工艺的正确与否直接影响桥式起重机的力学性能和寿命。角焊缝最小厚度为：a≥0.3max+1max为焊接件的较大厚度，但焊缝最小厚度不小于4mm，当焊接件的厚度小于4mm时，焊缝厚度与焊接件的厚度相同。角焊缝的厚度还不应该大于较薄焊接件的厚度的1.2倍，即:a≤1.2min按照以上的计算方法可以确定端梁桥架焊接的焊角高度a=6mm.定位板和弯板的焊接时候，由于定位板起导向作用，在焊接时要特别注意，焊角高度不能太高，否则车轮组在和端梁装配的时，车轮组不能从正确位置导入，焊接中采用E5015（J507）焊条，焊条直径d=3.2mm,焊接电流160A,焊角高度最大4㎜。角钢和腹板、上盖板的焊接采用的是搭接的方法，在焊好后再将两段端梁拼在一块进行钻孔。由于所用的板材厚度大部分都小于10mm,在焊接过程中都不开坡口进行焊接。参考文献[1]张质文.等.起重机设计手册[M].北京中国铁道出版社1998

[2]陈道南.

起重运输机械[M].北京冶金工业出版社1997

[3]陈道南.起重机课程设计[M].北京冶金工业出版社1993

[4]东北工学院«机械零件设计手册»编写组.机械零件设计手册第二版.冶金工业出版社1987

[5]中华人民共和国国家标准GB3811-83

起重机设计规范.北京中国标准出版社1983

[6]大连起重机厂.起重机设计手册[M].辽宁人民出版社1979

[7]扬长骙.起重机械[M].北京机械工业出版社,1982

[8]中国工程机械网.工程起重机产业现状及发展趋势.

/news/articleview/2004-5-10/article_view_14225.htm.2003

[9]丁中立.

国外工程起重机发展趋势.

/gongxue/jxhg/qushi/200411/3725.html.

2004.11.3

[10]成大先.机械设计手册[M].北京机械工业出版社2004

[11]王昆等.机械设计基础课程设计[M].北京高等教育出版社1996

[12]宋寅.

起重机运行机构减速器选择中的几个问题[J].铁道货运

2003226-30

[13]国家机械工业委员会西安重型机械研究所.重型机械标准[S].北京国家机械工业委员会重机械局1987。

[14]Purdum.T.

Machine

Design[M].Journal

of

Coal

Science

&Engineering,1978.

[15]Yang

Jung

HuaYang

Kuang

Shine.

Adaptive

coupling

control

foreverhead

cranesystems[J]

.IEEE

Control

System

Magazine.[16]中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册机械工业出版社，1992[17]徐格宁编机械装备金属结构设计，机械工业出版社2009[18]GordonS．G，BeveridgeandRobertS．Schechter,OptimizationTheoryandPractics[M]．[19]堂增宝等主编，机械设计课程设计（第二版）。华中科技大学出版社，1998[20]刘鸿文主编.《材料力学》.高等教育出版社,2003致谢首先向机械专业的全体老师表示衷心的感谢，在这四年的时间里，他们为我们的成长和进步做出了贡献。在这次毕业设计中，有许多老师给予了指导和帮助,尤其是吴老师和全老师，在这次毕业设计的整个过程中，给了我们很大帮助,做为我们的辅导老师，尽职尽责，一丝不苟。至此，这次毕业设计也将告以段落，但老师的教诲却让人终生难忘，通过这次毕业设计，不但使我学到了知识，也让我学到了许多的道理，总之是受益匪浅。尽管我在毕业设计过程中做出了很多的努力，但由于我的水平有限，设计中的错误和不当之处仍在所难免，望老师提出宝贵的意见。 最后，向文中引用到其学术论著及研究成果的学术前辈与同行们致谢！再次向敬爱的老师表示衷心的感谢。附录附录1：（装配图A0×1）附录2：（零件图A1×2）附录5：（零件图A4×5）5T单梁桥式起重机金属结构设计摘要：该文主要对桥式起重机的金属结构进行了设计。金属结构的设计包括其主要尺寸的确定，主梁的设计、强度验算，以及刚度验算等，端梁的计算载荷的确定、主要焊缝的计算、接接头的设计，焊接工艺设计等等。关键词：桥式起重机；金属结构；主梁TheDesignofthe5tsiglebeanbridgecranemetalstructuredesignAbstract:Thisthesismainlytothebridgecranemetalstructureforhoistingmechanism.Metalstructuredesignincludingthemaingirder,thesizeofthedesign,todeterminetheintensity,andstiffnesscheckingcomputations,calculationofgirdersloaddetermination,maincalculation,afterweldingjointdesign,weldingprocessdesign,etc.Keywords:BridgeCrane;MetalStructure;Mainbeam。1前言桥式起重机是应用非常广泛的起重机械。随着社会主义建设的发展,桥式起重机的需要与日俱增,我国每年的桥机产量在10万吨以上。桥式起重机的桥架结构是起重机的重要组成部分,它的重量占起重机自重的40%～60%,要使用大量的钢材。桥架自重也直接影响厂房建筑承重结构及基础的土建费用与材料消耗。在确保产品使用安全及正常使用年限的前提下,尽最减轻桥架自重是节约金属材料的重要途径。我国生产的桥式起重机,不论是通用桥式起重机或是冶金工厂用特种桥式类型起重机,在1958年以前由于设计力量薄弱,基本上是沿用国外的设计,桥架结构以箱型和四桁架型等传统结构型式为主。一直到1958年大跃进以后,由于破除迷信,在群众性的技术革新运动推动下,才试制了一些新型桥架结构的桥式起重机,其中主要的如偏轨箱型、单主梁结构、三角桁架结构等等。但是由于没有及时总结经验,研究试验工作也做得不够,没有在改进与提高以后进行推广,因此桥架选型工作仍然是我们当前迫切要做的工作,应该比较系统的有组织的研究适合我国各个产业部门采用的桥架结构型。我国在桥式起重机的产品系列化、通用化和标谁化方面虽然也做了一些工作,但为了使桥架结构定型,还要做大量的工作。目前生产的基本情况是5～50吨小起重量桥式起重机仍以箱型结构为主,箱型结构是应用最为广泛的传统结构。它具有制造简便、生产工效高、通用性强等一系列的优点,因而迄今仍然是国内外桥式起重机的常用桥架形式。在国内,在50年代和60年代初期,5～50吨的小起重量系列产品和75～250吨的大起重量系列产品都采用箱型结构。1.1总体方案拟定本次设计与以往的输送机主要有以下几点的改进：1)吨位标注排为5T单梁桥式起重机。1-铭牌装置；2-横梁；3-电动葫芦；4-吨位牌装置图15T单梁桥式起重机简图5tsiglebeanbridge2)主梁跨度34m,是由上、下盖板和两块垂直的腹板组成封闭箱形截面实体板梁连接。3)端梁部分在起重机中有着重要的作用，它是承载平移运输的关键部件。端梁部分是由车轮组合端梁架组成，端梁部分主要有上盖板，腹板和下盖板组成；端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。在端梁的内部设有加强筋，以保证端梁架受载后的稳定性。（1）主梁的设计：主梁跨度34m,是由上、下盖板和两块垂直的腹板组成封闭箱形截面实体板梁连接，主梁横截面腹板的厚度为6mm,翼缘板的厚度为10mm，主梁上的走台的宽度取决于端梁的长度和大车运行机构的平面尺寸，主梁跨度中部高度取H=L/17，主梁和端梁采用搭接形式，主梁和端梁连接处的高度取H0=0.4～0.6H，腹板的稳定性由横向加劲板和，纵向加劲条或者角钢来维持，纵向加劲条的焊接采用连续点焊，主梁翼缘板和腹板的焊接采用贴角焊缝，主梁通常会产生下挠变形，但加工和装配时采用预制上拱。（2）端梁的设计：端梁部分在起重机中有着重要的作用，它是承载平移运输的关键部件。端梁部分是由车轮组合端梁架组成，端梁部分主要有上盖板，腹板和下盖板组成；端梁是由两段通过连接板和角钢用高强螺栓连接而成。在端梁的内部设有加强筋，以保证端梁架受载后的稳定性。端梁的主要尺寸是依据主梁的跨度，大车的轮距和小车的轨距来确定的；大车的运行采用分别传动的方案。在装配起重机的时候，先将端梁的一段与其中的一根主梁连接在一起，然后再将端梁的两段连接起来。本设计主要对单梁桥式起重机进行介绍，确定了其总体方案并进行了一些简单的分析。单梁桥式起重机具有加工零件少，工艺性好、通用性好及机构安装检修方便等一系列的优点，因而在生产中得到广泛采用。我国在5吨到10吨的中、小起重量系列产品中主要采用这种形式，但这种结构形式也存在一些缺点：自重大、易下挠，在设计和制造时必须采取一些措施来防止或者减少。2主要设计尺寸计算2.1大车轮距K=（～）L=（～）×34=4.25～6.8m（1）取K=5m2.2主梁高度H=（理论值）2.3端梁高度H0=（0.4～0.6）H=0.76～1.13m（2）取H0=0.8m2.4桥架端部梯形高度C=（～）L=（～）×34=3.4～6.8（3）取C=2m2.5主梁腹板高度根据主梁计算高度H=1.89m，最后选定腹板高度h=1.9m2.6确定主梁截面尺寸主梁中间截面各构件板厚推荐确定如下：腹板厚:δ=6mm;上下盖板厚=8mm主梁腹板内壁间距根据下面关系式来决定：因此取b=700mm盖板宽度：B=b++40=700+26+40=752mm取B=750mm主梁的实际高度： H=1900+2×8=1916mm同理，主梁支承截面的腹板高度取，这时支承截面的实际高度。2.7加劲板的布置尺寸为了保证主梁截面中受压构件的局部稳定性，需要设置一些加劲构件。主梁端部大加劲板的间距：，取=2m主梁端部（梯形部分）小加劲板的间距：主梁中部（矩形部分）大加劲板的间距：若小车钢轨采用轻轨。其对水平重心轴线的最小抗弯截面模数，则根据连续梁由钢轨的弯曲强度条件求得加劲板间距（此时连续梁的支点即加劲板所在位置；使一个车轮轮压作用在两加劲板间距的中央）：（4）式中P——小车的轮压，取平均值，并设小车自重为=40000N——动力系数，查得=1.16——钢轨的许用应力，=170MPa因此，根据布置方便，取=1.5m由于腹板的高厚比，所以要设置水平加劲杆，以保证腹板局部稳定性。采用角钢做水平加劲杆3主梁的计算3.1计算载荷确定此处已删除接板钻孔是应该同时钻孔。下盖板与连接板的连接采用M18的螺栓，而角钢与腹板和上盖板的连接采用M16的螺栓。6.1.1腹板和下盖板螺栓受力计算（1）腹板最下一排螺栓受力最大，每个螺栓所受的拉力为：N拉==(52)=222126.7N（2）下腹板每个螺栓所受的剪力相等，其值为：N剪===12621.5N(53)式中n0——下盖板一端总受剪面数；n0=16N剪——下盖板一个螺栓受剪面所受的剪力：N——侧腹板受拉螺栓总数；n=16d1——腹板上连接螺栓的直径（静截面）d0——下腹板连接螺栓的直径；d1=16mmH——梁高；H=500mmM——连接处的垂直弯矩；M=7.06×1066.1.2上盖板和腹板角钢的连接焊缝受力计算（1）上盖板角钢连接焊缝受剪，其值为：Q(54)==412147.8N(55)（2）腹板角钢的连接焊缝同时受拉和受弯，其值分别为：N腹===99725.8N(56)M腹===10159560.42Nmm(57)6.2计算螺栓和焊缝的强度6.2.1螺栓的强度校核（1）.精制螺栓的许用抗剪承载力：[N剪]===137343.6N(58)（2）螺栓的许用抗拉承载力[N拉]===27129.6N(59）式中[]=13500N/cm2[]=13500N/cm2由于N拉<[N拉],N剪<[N剪]则有所选的螺栓符合强度要求6.2.2焊缝的强度校核（1）对腹板由弯矩M产生的焊缝最大剪应力：M===7753.02N/cm2式中I≈=5115.06——焊缝的惯性矩（2）由剪力Q产生的焊缝剪应力：Q===3931.5N/cm2折算剪应力：===7572.1N/cm2<[]=17000N/cm2[]由表查得式中h——焊缝的计算厚度取h=6mm（3）对上角钢的焊缝===138.8N/cm2<[]由上计算符合要求。7焊接工艺设计对桥式起重机来说，其桥架结构主要是由很多钢板通过焊接的方法连接在一起，焊接的工艺的正确与否直接影响桥式起重机的力学性能和寿命。角焊缝最小厚度为：a≥0.3max+1max为焊接件的较大厚度，但焊缝最小厚度不小于4mm，当焊接件的厚度小于4mm时，焊缝厚度与焊接件的厚度相同。角焊缝的厚度还不应该大于较薄焊接件的厚度的1.2倍，即:a≤1.2min按照以上的计算方法可以确定端梁桥架焊接的焊角高度a=6mm.定位板和弯板的焊接时候，由于定位板起导向作用，在焊接时要特别注意，焊角高度不能太高，否则车轮组在和端梁装配的时，车轮组不能从正确位置导入，焊接中采用E5015（J507）焊条，焊条直径d=3.2mm,焊接电流160A,焊角高度最大4㎜。角钢和腹板、上盖板的焊接采用的是搭接的方法，在焊好后再将两段端梁拼在一块进行钻孔。由于所用的板材厚度大部分都小于10mm,在焊接过程中都不开坡口进行焊接。参考文献[1]张质文.等.起重机设计手册[M].北京中国铁道出版社1998

[2]陈道南.

起重运输机械[M].北京冶金工业出版社1997

[3]陈道南.起重机课程设计[M].北京冶金工业出版社1993

[4]东北工学院«机械零件设计手册»编写组.机械零件设计手册第二版.冶金工业出版社1987

[5]中华人民共和国国家标准GB3811-83

起重机设计规范.北京中国标准出版社1983

[6]大连起重机厂.起重机设计手册[M].辽宁人民出版社1979

[7]扬长骙.起重机械[M].北京机械工业出版社,1982

[8]中国工程机械网.工程起重机产业现状及发展趋势.

/news/articleview/2004-5-10/article_view_14225.htm.2003

[9]丁中立.

国外工程起重机发展趋势.

/gongxue/jxhg/qushi/200411/3725.html.

2004.11.3

[10]成大先.机械设计手册[M].北京机械工业出版社2004

[11]王昆等.机械设计基础课程设计[M].北京高等教育出版社1996

[12]宋寅.

起重机运行机构减速器选择中的几个问题[J].铁道货运

2003226-30

[13]国家机械工业委员会西安重型机械研究所.重型机械标准[S].北京国家机械工业委员会重机械局1987。

[14]Purdum.T.

Machine

Design[M].Journal

of

Coal

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&Engineering,1978.

[15]Yang

Jung

HuaYang

Kuang

Shine.

Adaptive

coupling

control

foreverhead

cranesystems[J]

.IEEE

Control

System

Magazine.[16]中国机械工程学会焊接学会编.焊接手册机械工业出版社，1992[17]徐格宁编机械装备金属结构设计，机械工业出版社2009[18]GordonS．G，BeveridgeandRobertS．Schechter,OptimizationTheoryandPractics[M]．[19]堂增宝等主编，机械设计课程设计（第二版）。华中科技大学出版社，1998[20]刘鸿文主编.《材料力学》.高等教育出版社,2003致谢首先向机械专业的全体老师表示衷心的感谢，在这四年的时间里，他们为我们的成长和进步做出了贡献。在这次毕业设计中，有许多老师给予了指导和帮助,尤其是吴老师和全老师，在这次毕业设计的整个过程中，给了我们很大帮助,做为我们的辅导老师，尽职尽责，一丝不苟。至此，这次毕业设计也将告以段落，但老师的教诲却让人终生难忘，通过这次毕业设计，不但使我学到了知识，也让我学到了许多的道理，总之是受益匪浅。尽管我在毕业设计过程中做出了很多的努力，但由于我的水平有限，设计中的错误和不当之处仍在所难免，望老师提出宝贵的意见。 最后，向文中引用到其学术论著及研究成果的学术前辈与同行们致谢！再次向敬爱的老师表示衷心的感谢。附录附录1：（装配图A0×1）附录2：（零件图A1×2）附录5：（零件图A4×5）5kWp光伏离网发电系统设计方案二零一六年元月目录一、太阳能离网发电系统简介及建设内容参数 31.1太阳能离网发电系统简介 31.2建设位置参数 31.3项目用户负载参数 4二、相关规范和标准 5三、系统组成与原理 63.1光伏太阳能离网发电系统组成 63.2光伏太阳能离网发电系统主要组成 73.3离网系统原理示意图 7四、离网发电系统方案设计过程 84.1方案简介 84.2使用具体要求信息 84.3蓄电池设计选型 94.4组件设计选型 144.5离网逆变器设计选型 184.6控制器设计选型 194.7交直流断路器 204.8电缆设计选型 224.9方阵支架 224.10配电室设计 234.11接地及防雷 234.12数据采集检测系统 24五、设备配置清单及详细参数 25六、系统建设及施工 256.1施工顺序 256.2施工准备 266.3工程施工 27七、系统安装及调试 277.1太阳电池组件安装和检验 277.2总体控制部分安装 297.3检查和调试 29八、工程预算分析报告 308.1投资估算内容 308.2工程预算 30九、运行及维护注意事项 329.1日常维护 329.2注意事项 35

一、太阳能离网发电系统简介及建设内容参数1.1太阳能离网发电系统简介独立光伏电站是独立光伏系统中规模较大的应用。它的主要特点就是集中供电，如在一个十几户的村庄就可建立光伏电站来利用太阳能，当然这是在该村庄地理位置较偏远，无法直接利用电力公司电能的情况下，所能用到的方法。用这种方式供电便于统一管理和维护。而户用系统是采用分散供电的方式提供电能，如果要在该村庄安装户用光伏系统，这样每一户都得需这么一套光伏系统，它比起独立光伏电站来，所需的元器件规格要小，控制器、逆变器和蓄电池及负载都比较小，但是独立光伏电站和户用光伏系统基本结构是完全一致的。太阳能光伏建筑一体化（BuildingIntegratedPhotovoltaic——BIPV）是应用太阳能发电的一种新形式，简单的讲就是将太阳能发电系统和建筑的围护结构外表面如建筑幕墙、屋顶等有机的结合成一个整体结构，不但具有围护结构的功能，同时又能产生电能供本建筑及周围用电负载使用。还可通过建筑物输电线路离网发电，向电网提供电能。太阳能光伏方阵与建筑的结合由于不占用额外的地面空间，是光伏发电系统在城市中广泛应用的最佳安装方式，因而备受关注。1.2建设位置参数1、项目名称：；2、项目地点：湖北省武汉市；3、经度：114°30’，纬度：30°60’；4、平均海拔高度：23.3m；1.3项目用户负载参数用户平均日用电量如下表所列清单：家用电器功率表序号电器名称功率电器数量平均使用时间/h/day耗电量/Wh/day备注Min/WMax/W日电量MinWh日电量MaxWh1灯具日光灯4060423204802节能灯55042404003LED灯520448032041.5匹空调1200140022480056005水空调1000120012200024006小型洗衣机100200111002007电视机液晶25100242008008纯平1110014444009模拟接线盒1015248012010卫星接收器152014608011笔记本电脑2050148020012风扇520244016013电热器电热水壶800150010.540075014吹风机600100010.318030015电热毯6010026720120016电饭煲5009001150090017微波炉750110010.322530018冰箱交流10015012424003600电器总功率：821018420同时使用率为0.6：492611052二、相关规范和标准光伏离网逆变系统的制造、试验和验收可参考如下标准：GB/T18479-2001《地面用光伏(PV)发电系统导则》GB/T20046-2006《光伏(PV)系统电网接口特性》GB2297-89《太阳光伏能源系统术语》GB/T18210-2000《晶体硅光伏方阵I－V特性的现场测量》GB/T20514-2006《光伏系统功率调节器效率测量程序》GB/T20513-2006《光伏系统性能监测测量、数据交换和分析导则》GBT18911-2002IEC61646：1999《地面用薄膜光伏组件设计鉴定和定型》GBT20047.12006《光伏(PV)组件安全鉴定+第一部分结构要求》GB/T14285-2006《继电保护和安全自动装置技术规程》GB4064-1984《电气设备安全设计导则》GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》DL5027-1993《电力设备典型消防规程》EN50178《用于电力安装的电气设备》《中华人民共和国消防法》《电力监管条例》(国务院令〔2005〕第432号)《中华人民共和国电力法》《太阳能光电建筑应用财政补助资金管理暂行办法》的通知关于加快推进太阳能光电建筑应用的实施意见（财建[2009]128号）三、系统组成与原理3.1光伏太阳能离网发电系统组成光伏太阳能离网发电系统组成主要包括：太阳能电池板（阵列）、控制器、蓄电池、逆变器、用户（即照明负载）等组成。其中，太阳能电池组件和蓄电池为电源系统，控制器和逆变器为控制保护系统，负载为系统终端。（1）太阳能电池板：太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。其作用是将太阳的辐射能量转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本；（2）太阳能控制器：太阳能控制器的作用是控制整个系统的工作状态，并对蓄电池起到过充电保护、过放电保护的作用。在温差较大的地方，合格的控制器还应具备温度补偿的功能。其他附加功能如光控开关、时控开关都应当是控制器的可选项；（3）蓄电池：一般为铅酸电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。其作用是在有光照时将太阳能电池板所发出的电能储存起来，到需要的时候再释放出来。（4）离网逆变器：在很多场合，都需要提供220VAC、110VAC的交流电源。由于太阳能的直接输出一般都是12VDC、24VDC、48VDC、110VDC、220VDC。为能向220VAC的电器提供电能，需要将太阳能发电系统所发出的直流电能转换成交流电能，因此需要使用DC-AC逆变器。在某些场合，需要使用多种电压的负载时，也要用到DC-DC逆变器，如将24VDC的电能转换成5VDC的电能（注意，不是简单的降压）。3.2光伏太阳能离网发电系统主要组成主要组成如下：（1）光伏电池组件及其支架；（2）太阳能控制器；（3）蓄电池（组）；（4）离网逆变器；（5）系统的通讯监控装置；（6）系统的防雷及接地装置；（7）土建、配电房等基础设施；（8）系统的连接电缆及防护材料。3.3离网系统原理示意图直流负载下图为离网系统原理示意图：直流负载离网逆变器交流负载光伏阵列控制器蓄电池

离网逆变器交流负载光伏阵列控制器蓄电池离网系统示意图四、离网发电系统方案设计过程4.1方案简介本太阳能离网发电系统因考虑全年平均用电量，将系统设计成全年发电量均衡，以此设计组件阵列倾角等参数。本太阳能离网发电系统将采用分布式离网的设计方案，该5kWp的离网发电系统，通过控制器将电能储存到蓄电池，再连接到离网逆变器，并通过逆变器将直流电转化成交流电供应交流负载使用。另外，系统可选择`配置1套监控装置，可采用RS232/RS485或Ethernet（以太网）的通讯方式，实时监测离网发电系统的运行参数和工作状态。4.2使用具体要求信息（1）要求连续使用阴雨天数：2天；（2）负载类型：220Vac负载；（3）日用电量：根据用户电器设备功耗表统计，假设用户电器全额总功率为8210W，日均用电量为18420Wh，按照60%的同时使用率计算，得出电器总功率为4926W，日均用电量为11052Wh。日均负荷平均耗电量时，增加5%的预期负荷留量，所以日均耗电总量为：11052Wh×1.05≈11.6kWh。4.3蓄电池设计选型蓄电池容量计算是根据系统日用电量、自给天数、逆变器效率以及蓄电池放电深度决定。蓄电池的容量选择是家用太阳能光伏系统的关键问题之一，是本系统中维护成本最高的，所以合理选择蓄电池容量是非常重要的。平均放电率计算公式一：加权平均负载工作时间=Σ（负载功率×工作时间）/Σ负载功率=11052Wh/4926W=2.24h平均放电率（小时）=（自给天数×负载工作时间）/最大放电深度=（2×2.24h）/0.8=5.6h蓄电池容量计算公式一：CAP=(DL)/(DOD×ηout×V)=（2×11.6kWh）/（0.85×0.9×220V）≈137.85Ah——CAP：电池容量，Ah；D：存电可用天数；L：最大平均日用电量，kWh；DOD：蓄电池放电深度；ηout：从许能系统到负载见的总效率；V：系统电压，V；计算中，逆变器日均效率取0.92，蓄电池充电控制器效率取0.96。所以，ηout=逆变器日均效率×蓄电池充电控制器效率=0.92×0.96=0.9。蓄电池容量计算公式二：蓄电池容量=（日均耗电量×自给天数）/（蓄电池放电深度×逆变器效率×系统电压）=（11.6kWh×2）/（0.85×0.85×220V）≈146Ah——蓄电池放电深度：取0.85；逆变器效率：取0.85；系统电压：220V；自给天数:2天；蓄电池容量计算公式三：CAP=（QL×D）/（V×η1×η2×η3×η4）=（11.6kWh×2）/（220V×0.85×0.85×0.98×0.92）≈162Ah——QL：日均耗电量，Ah；D：连续阴雨天数，2天；V：系统电压，V；η1：蓄电池放电深度，0.85；η2：逆变效率，0.85；η3：输出线损，0.98；η4：蓄电池放电效率，0.92；蓄电池容量计算公式四：蓄电池容量C=（P×t×D）/（V×K×η2）=（11.6kWh×2）/（220V×0.7×0.85）≈177Ah——C：蓄电池组的容量，Ah；P：负载的功率，W；t：负载每天的用电小时数，h；D：连续阴雨天数（一般为2～3天），取值2天。V：蓄电池组的额定电压，V；K：蓄电池的放电系数，考虑蓄电池效率、放电深度、环境温度、影响因素而定，一般取值为0.4～0.7。该值的大小也应该根据系统成本和用户的具体情况综合考虑；η2：逆变器的效率，取值0.85；蓄电池容量计算公式五：蓄电池容量Bc=（A×QL×NL×To）/（Cc×V）=（1.4×11.6kWh×2×1）/（220V×0.85）≈174Ah——A：为安全系数，根据情况在1.2-1.4之间选取，取1.4；QL：为负载的日平均耗电量，kWh；V：系统电压，V；NL：为该地区最长连续阴雨天数，取2天；To：为温度修正系数，一般在0℃以上取1，-10℃以上取1.1，-10℃以下取1.2；Cc：蓄电池放电深度，取0.85；本系统中可以选用天津蓝天公司的铅酸电池或深圳欧赛公司的锂电池。根据以上计算数据选用天津蓝天公司的铅酸蓄电池可以选用6-CNJ-200型号的12V/200Ah，采用该蓄电池18个串联，合计216V/200Ah。具体参数如下：【蓝天太阳能蓄电池】12V系列规格型号表12V200AH胶体蓄电池参数曲线表如下:

4.4组件设计选型（1）倾角及方位角设计计算光伏组件水平倾角的设计主要取决于光伏发电系统所处纬度和对一年四季发电量分配的要求。1）对于一年四季发电量要求基本均衡的情况，可以按以下方式选择组件倾角：纬度0~25°倾角等于纬度纬度26~40°倾角等于纬度加5~10°纬度41~55°倾角等于纬度加10~15°纬度>55°倾角等于纬度加15~20°2）在我国大部分地区通常可以采用所在纬度加7°的组件水平倾角。对于要求冬季发电量较多情况，可采用所在纬度加11°的组件水平倾角。对于要求夏季发电量较多情况，可采用所在纬度减11°的组件水平倾角。本离网发电系统位于北纬30°，考虑采用一年四季均衡发电模式，故组件倾角暂设为30°。（2）阵列间距设计计算光伏方阵前后两排间距或与前方遮挡物之间的间距设计：光伏方阵前后间距或与前方遮挡物之间的间距如果不合理设计，则会影响光伏系统的发电量，尤其在冬季。光伏方阵前后间距或与前方遮挡物之间的间距的设计与光伏系统所在纬度、前排方阵或遮挡物高度有关。计算公式为：D=0.707H/tan〔arcsin(0.648cosΦ—0.399sinΦ)〕——D：前后间距；Φ：光伏系统所处纬度(北半球为正，南半球为负)；H：为后排光伏组件底边至前排遮挡物上边的垂直高度；假设项目所出地理位置约为Φ=30°，则D=0.707H/tan〔arcsin(0.648cos30°—0.399sinΦ30°)〕=0.707H/tan〔arcsin(0.648×0.866—0.399×0.5)〕=0.707H/tan〔arcsin(0.561—0.2)=0.707H/tan〔arcsin0.361〕=0.707H/tan21.2°=0.707H/0.388=1.8H（3）组件容量本次离网光伏发电系统为5KW，可直接按5KW组件容量设计。（4）组件选型及参数组件暂考虑选用东莞市星火太阳能科技股份有限公司的单晶硅250W太阳能电池组件，型号为：SFM250W，具体参数资料如下：1）电性能参数：2）组件参数：太阳能电池片：单晶硅156×156mm

电池片数量：60(6×10)外形尺寸：1642×992×50

mm

重量：19.8Kgs

玻璃：3.2mm

(0.13inches)

超白布纹钢化玻璃边框：所采用的铝合金边框具有高强度，抗机械冲击能力强接线盒：IP65

rated输出电缆：4.0平方毫米(0.16

inches2),长度：0.9米(35.4英寸)连接器：国际通用MC4（5）组件串并联设计总组件数=光伏组件阵列容量/每个组件的最大容量=5kW/250W=20串联数=系统电压/组件电压=220V/30.23V≈7.3并联数=日均负载/（库伦效率×组件日输出×衰减因子）=（11.6kWh/220V）/[0.9×（250W×4.2h/30.23V）×0.9]≈52.73Ah/28.1Ah≈1.9串并联根据系统电压电流计算，以及参考使用离网逆变器型号。目前暂考虑5kWp组件为20块250Wp的组件10串2并连接，系统开路电压为：362V；短路电流为：18.2A；工作电压为：302V，工作电流为：16.5A；但由于组件实际工作温度的升高（60℃）将导致实际最大功率点工作电压的下降，下降系数为-0.43%/℃（-23.6V）；同时，辐照度在较低情况下（200W/m2以下），工作电压也随之下降，通常将为：92%左右（-12.56V）；另外，加上线路及电器连接之间的电压降（-0.7V），实际工作电压会较接近蓄电池所需的充电电压，约为270~280V，充电电流为16.5A左右（小于恒压充电方式限流值：2.5I10），为蓄电池较理想的恒压充电方式。（6）校核计算1）蓄电池与组件方阵设计的校核蓄电池日放电深度＝日均负载/蓄电池组总容量=（11.6kWh/220V）/200Ah≈0.26＜0.85（DOD）因此蓄电池不会过放电；2）组件方阵对蓄电池组的最大充电率最大充电率＝蓄电池组总容量/组件阵列的峰值电流=（并联蓄电池数×蓄电池容量）/（并联组件数×组件峰值电流）=200Ah/（8.27A×2）≈12.12h＞5.6h（蓄电池最大充电电流为：60A）因此光伏组件方阵对蓄电池的充电不会损坏蓄电池；4.5离网逆变器设计选型对于家用太阳能光伏电源系统，必须要有交流电力输出，需要在系统中加入交流逆变器，逆变器主功能是将直流电转化为50Hz交流电。离网逆变器的输出波形畸变、频率误差等应满足相应技术要求。此外，必须具有短路、过压、欠压保护等功能。逆变器容量计算公式一：逆变器容量=安全系数×（感性负载电流启动倍数×感性负载最大功率+电阻性负载功率）=1.2×(2×1400W+3526W)≈7.6kW——安全系数：1.2~1.5取1.2；节能灯、洗衣机为感性负载，启动电流2~5倍，这里取2；逆变器容量计算公式二：逆变器容量=负载总功率/0.8=4926W/0.8=6158W本系统选用南京冠亚电源设备有限公司的单相216VDC系列GN-7.5KFS型离网逆变器，具体技术参数如下：

4.6控制器设计选型控制器作为光伏发电系统的重要组成部分，对蓄电池的充、放电进行合理的管理，直接影响蓄电池的使用寿命，也将影响整个系统的稳定性。控制器还需要具备以下功能：高压断开和恢复、低压警告和恢复、低压断开和恢复、防短路保护、防反充保护、温度补偿以及定时开关功能。控制器电流计算公式一：电流=组件容量/系统电压=5kW/216V≈23.1A控制器选定公式一：蓄电池的输入电流=组件短路电流/保守率=18.2A/0.85=21.4A本系统控制器可以南京冠亚电源设备有限公司的216VDC系列GS-50F，具体参数如下表：

因控制器具有2路光伏阵列输入接线端，因此可以省略汇流箱汇流接线，当然，如果处于更高级别的安全考虑，建议加装直流防雷汇流箱。4.7交直流断路器本系统直流侧如果不用汇流箱，则选用直流断路器代替，选用正泰公司的NB1Z-63C50型号交直流断路器；本系统交流侧选用同种型号单相交流断路器，具体参数如下；（1）瞬时脱扣器的形式：（2）额定短路能力：

（3）机械电气寿命（4）过电流保护特性：（5）接铜导线：

（6）每极功耗：4.8电缆设计选型5kWp组件为20块250Wp的组件为10串2并连接，系统开路电压为：362V；短路电流为：18.2A；工作电压为：302V，工作电流为：16.5A；（1）直流端：1）光伏阵列每个并联组串回路与控制器之间：采用2.5mm²铜导线，承受电流范围：10A~15A；2）控制器与蓄电池之间：采用10mm²铜导线，承受电流范围：50A~65A；3）控制器与逆变器之间：采用10mm²铜导线，承受电流范围：50A~65A；（2）交流端1）一体逆变器与交流断路器之间：采用10mm²铜导线，承受电流范围：50A~65A；2）一体逆变器与交流负载之间：采用10mm²铜导线，承受电流范围：50A~65A；4.9方阵支架因本离网发电系统为屋顶平铺设置，太阳能组件阵列支架采用屋顶导轨支架，支架倾角设为30度。4.10配电室设计由于离网发电系统有蓄电池及太阳能充放电控制器及交直流配电系统，建一座3~5平米的低压配电室就可以了，如果条件允许的话可以将离网发电系统逆变器单独放在一小隔间。4.11接地及防雷为了保证系统在雷雨等恶劣天气下能够安全运行，要对这套系统采取防雷措施。主要有以下几个方面：（1）地线是避雷、防雷的关键，在进行配电室基础建设和太阳电池方阵基础建设的同时，选择附近土层较厚、潮湿的地点，挖一个2米深地线坑，采用40扁钢，添加降阻剂并引出地线，引出线采用35mm²铜芯电缆，接地电阻应小于4Ω。（2）在配电室附近建一避雷针，高10~15米，并单独做一地线，方法同上。（3）接闪器可以采用12mm圆钢，如果采用避雷带，则使用圆钢或者扁钢，圆钢直径≥48mm，扁钢厚度不应该小于等于4mm。（4）引下线采用圆钢或者扁钢，宜优先采用圆钢直径≥8mm，扁钢的截面不应该小于4mm²。（5）太阳电池方阵电缆进入配电室的电压为DC220V，采用PVC管地埋，加防雷器保护。此外电池板方阵的支架应保证良好的接地。（6）离网逆变器交流输出线采用防雷箱一级保护（离网逆变器内有交流输出防雷器）。（7）接地装置：人工垂直接地体宜采用角钢、钢管或者圆钢；水平接地体宜采用扁钢或者圆钢。圆钢的直径不应该小于10mm，扁钢截面不应小于100mm²，角钢厚度不宜小于4mm，钢管厚度不小于3-5mm。人工接地体在土壤中的埋设深度不应小于0.5mm，需要热镀锌防腐处理，在焊接的地方也要进行防腐防锈处理。4.12数据采集检测系统数据采集检测系统可以实现多个层次的监控：光伏发电监控，远程控制、远程诊断、数据上传。

本地光伏发电监控系统实时监控光伏发电量、输出功率、逆变器功率。监控环境温度、风速、光照强度等参数。监控逆变器、温度传感器、功率质量测量仪等设备状态及设备报警。提供丰富的VGA、LED显示功能、网络远程监控和自定义报表等高级功能。支持工业标准RS485接口和MODBUS协议及设备自定义协议。支持多种逆变器、智能电表、温度、光照、风速等设备。本地光伏监控系统通过TCP/IP实时上传监控详细数据到在线监控平台。用户通过浏览器实时了解远程运行情况，掌握电站设备详细运行参数，报警信息等。五、设备配置清单及详细参数序号名称供应商规格单位数量备注1太阳电池组件东莞星火250W单晶块202光伏控制器南京冠亚GS-50F台13离网逆变器南京冠亚GN-7.5KFS台14蓄电池天津蓝天6-CNJ-200只1812V/200Ah铅酸电池5交直流流断路器正泰电器NB1Z-63C50只2交直流各一只6电线电缆苏州宝兴2.5mm²米100苏州宝兴10mm²米207光伏支架江阴聚鑫米8数据采集系统套19避雷器及接地设备套1避雷针高10~15米六、系统建设及施工项目的施工包括：配电室及太阳电池支架的基础制作、配电室，太阳电池支架制作安装、太阳能电池方阵的安装、电气设备的安装调试、离网系统的运行调试。6.1施工顺序基础及配电室土建施工——太阳电池支架制作安装——太阳电池方阵安装调试——电气仪表设备安装调试——离网运行调试——试运行——竣工验收。6.2施工准备（1）技术准备技术准备是决定施工质量的关键因素，它主要进行以下几方面的工作：1）先对实地进行勘测和调查，获得当地有关数据并对资料进行分析汇总，做出切合实际的工程设计。2）准备好施工中所需规范，作业指导书，施工图册有关资料及施工所需各种记录表格。3）组织施工队熟悉图纸和规范，做好图纸初审记录。4）技术人员对图纸进行会审，并将会审中问题做好记录。5）会同建设单位和设计部门对图纸进行技术交底，将发现的问题提交设计部门和建设方，并由设计部门和建设方做出解决方案（书面）并做好记录。6）确定和编制切实可行的施工方案和技术措施，编制施工进度表。（2）现场准备1）物资的存放准备一座临时仓库：主要贮存离网发电系统的逆变器、太阳电池、太阳电池支架、线缆及其它辅助性的材料。2）物资准备施工前对太阳能电池组件、方阵支架、离网逆变器等设备进行检查验收，准备好安装设施及使用的各种施工所需主要原材料和其他辅助性的材料。6.3工程施工（1）工程周期本项目自签订合同并提交工程首付款后，我司将着手进行工程所有材料和设备的准备工作，直至系统通过调试，备货期为30天，进场后大约需要10天时间完成所有施工安装作业。（2）业主配合事项1）按要求提供施工时使用的动力电源；2）提供暂时保管进场物资（材料、设备、工具等）的临时仓库；3）协助施工方处理在当地施工时意外可能发生的问题；4）在调试结束后按合同要求会同我方进行现场验收；5）若条件可以，建议业主在工程开始时指派有一定电气基础知识的人员参与现场工作，以便今后更好地做好系统维护工作。七、系统安装及调试7.1太阳电池组件安装和检验（1）东莞星火公司生产的SFM250W型光伏组件的重量约为19.8kg，光伏安装支架的重量一般为2.5～3.5kg/㎡，本离网发电系统总共使用20块组件，安装面积约为：33.2m²。整个光伏组件系统以及安装支架的总重量约为500kg，平均每平方米的重量为15.4kg。按照一般情况下的建筑设计标准，此重量在屋顶结构承重范围内。（2）预建太阳电池阵列架基柱，检查其横列水平度，符合标准再进行铁架组装。检测单块电池板电流、电压，合格后进行太阳电池组件的安装。最后检查接地线、铁架紧固件是否紧固，太阳电池组件的接插头是否接触可靠，接线盒、接插头须进行防水处理。检测太阳电池组件阵列的空载电压是否正常，此项工作应由组件提供商技术人员完成。（3）太阳能光伏阵列安装时需注意的问题：1）电池板排列应主要考虑串联数和并联数，不能造成电池板闲置浪费等问题。阵列数应和串并联数合理配合，方便分组连线。2）电池板一定要考虑散热问题，在夏天很热的时候因温度升高而造成功率损失不容忽视，应设计通风道。通常单块太阳能电池之间保持间隙5至10cm，太阳能电池阵列离地的距离也在5至10cm。3）光伏阵列电池板之间应该留有专门的维修通道。4）光伏建筑一体化屋顶阵列应充分考虑排水问题。5）光伏建筑一体化还要考虑安装形式适不适宜接线问题。6）太阳能光伏阵列的安装应充分考虑其所在建筑本身结构的承重能力，支架的承重点要绝对保证座落在建筑主体大梁上，以免留下安全隐患或是造成施工事故。7）在太阳能光伏阵列的安装需要破坏楼顶部分结构时，应充分论证，在不影响楼体安全与防水条件的情况下进行。8）如果整个系统由多个子系统构成，太阳能光伏阵列的安装应注意考虑各个子系统的均衡，与配电房间的距离等。9）在太阳能光伏组件安装时，应尽量避免在风大天气，以防安装组件时因风大而对施工人员人身安全或是组件本身的结构造成非预期的危害或是损害。（4）太阳能光伏阵列支架设计的基本要求：1）应遵循用料省、造价低、坚固耐用、安装方便的原理进行太阳能光伏阵列支架的设计生产和制造。2）太阳能光伏阵列支架应选用钢材或铝台金材料制造，其强度应可承受10级大风的破坏。3）太阳能光伏阵列支架的金属表面，应镀锌、镀铝或涂防锈漆，防止生锈腐蚀。4）在设计太阳能光伏阵列支架时，应考虑当地纬度和日照资源等因素。既要考虑与建筑本身的结合度，也要在这个基础上充分优化调整太阳能光伏阵列的向日倾角和方位角的结构，以便充分地接受太阳辐射能，增加太阳