屋顶光伏被风刮下来（屋顶光伏防风加固技巧）

屋顶光伏系统在风力作用下容易受损，因此采取有效的防风加固措施至关重要。应选用抗风性能强的光伏板和支架结构，并确保它们与建筑结构紧密结合。安装时需遵循专业指导，使用合适的固定件，如螺栓、支撑杆等，以增加结构的稳固性。定期检查和维护也是必要的，包括检查支架的紧固情况和光伏板的固定点，及时清理遮挡物和异物。对于极端天气条件下的防风措施，如强风警报系统和应急响应计划，同样不可忽视。通过这些综合措施，可以显著降低屋顶光伏系统因风力导致的损坏风险，确保系统的稳定运行和发电效率。

一、屋顶光伏被风刮下的原因

（一）组件及支架自身因素

组件强度不足：如果光伏组件本身的质量较差，材质不够坚固，其抵抗风力的能力就较弱，在强风天气下容易被刮下。例如一些低价、劣质的光伏板，可能在材料的抗压、抗扭等性能方面存在缺陷，无法承受较大风力。
支架稳定性差：
- 结构设计不合理：支架的结构形式如果没有经过合理的力学计算和设计，可能在风荷载作用下无法提供足够的支撑力。比如支架的高度、间距、角度等参数设置不当，会影响整个光伏系统的稳定性。
- 材质强度不够：使用强度较低的钢材或其他材料制作支架，当风力达到一定程度时，支架可能发生变形、断裂，导致光伏板被刮下。如在一些案例中，光伏支架钢材的强度不足，致使光伏方阵被吹倒。
- 安装不牢固：安装过程中，如果螺栓、螺母等连接件没有拧紧，或者采用的连接方式不可靠，支架与光伏板之间、支架与建筑物之间的连接就会松动，在风力作用下容易使光伏板脱离。

（二）极端天气因素

强风：
- 台风：在东南沿海地区，台风频繁。台风带来的强风速度极快，风力等级往往很高，像2023年的台风“杜苏芮”，中心区域风级达到了15级，对光伏电站造成了巨大的冲击，许多屋顶光伏在台风肆虐下被掀翻、损毁，光伏板被刮得七零八落，有的甚至发生严重形变和破损。
- 龙卷风：龙卷风的风力极大且具有强烈的破坏力。例如江苏盐城地区遭受龙卷风灾害时，当地很多屋顶光伏电站被毁，光伏板被吹落、变形，一些农户家的屋顶光伏电站未能幸免，高压线、电线杆等设施也被破坏。
- 强对流天气中的大风：在一些内陆地区，强对流天气产生的大风也可能导致屋顶光伏被刮下。比如部分地区的夏季，强对流天气频繁，大风可能突然出现，使没有足够防护措施的屋顶光伏遭受破坏。
暴雪：在北方一些地区，冬季的暴雪天气可能对屋顶光伏造成影响。暴雪堆积在光伏板上会增加额外的重量，当支架无法承受这种重量时，可能会发生坍塌，导致光伏板被压垮或被风吹落。如2021年12月内蒙古通辽市遭受极端暴雪天气，当地60兆瓦光伏电站被暴雪压塌损坏。
冰雹：冰雹的冲击力较大，当冰雹撞击光伏板时，可能会损坏光伏板的表面结构，使其强度降低，在后续风力的作用下更容易被刮下。例如2023年6月美国内布拉斯加州的太阳能电站遭到冰雹袭击后大面积受损，受损后的光伏组件在面对风力时抵御能力下降。

（三）建筑物因素

屋顶质量问题：如果屋顶的结构强度不足，例如屋顶年久失修、存在腐朽或损坏的情况，那么它可能无法为光伏电站提供稳定的安装基础。在风力作用下，屋顶自身都可能出现晃动或损坏，进而导致屋顶上的光伏板被刮下。在一些老旧建筑上安装的屋顶光伏电站，如果没有提前对建筑物质量进行评估，就容易出现这种情况。
屋顶类型和坡度：
- 平屋顶：平屋顶相对于坡屋顶来说，在风荷载下的受力情况不同。平屋顶上的光伏电站更容易受到正面风力的冲击，如果没有采取特殊的防风措施，如固定墩较小的电站没有增加配重（如沙袋等），就可能被风刮下。
- 坡屋顶：坡屋顶的坡度如果过大或过小，可能影响光伏板的安装稳定性。坡度太大时，光伏板的安装和固定难度增加；坡度太小时，不利于排水和减少风荷载，在风雨天气时容易使光伏板受到较大的风力作用而被刮下。

二、应对屋顶光伏被风刮下的措施

（一）前期规划与设计

选址考虑：
- 气象条件：在选择安装屋顶光伏电站的地点时，要充分考虑当地的气象数据，尽量避开台风、龙卷风、强风等极端天气频发的区域。例如在东南沿海台风多发地区，要谨慎选址，或者采取特殊的防风设计和加固措施。如果无法避开，可以参考当地历史气象数据，确定可能的最大风力等级，从而设计相应的防风方案。
- 地形地势：选择稳定的地势，避免在山谷、风口等容易形成强风的地方安装。例如在山区，山谷地区容易产生狭管效应，风力会增强，应尽量避免在此处安装屋顶光伏电站。
组件与支架选型：
- 抗风组件：选择具有良好风抗性的光伏组件，这些组件经过专业设计和测试，能够抵御一定风速的冲击。比如一些知名品牌的光伏组件，在研发过程中会进行风洞试验等测试，以确保其在高风速下的稳定性。
- 高强度支架：根据当地的风力条件和光伏电站的规模，选择合适强度的支架材料。对于风力较大的地区，可以选用更高强度的钢材制作支架，并且支架的结构设计要合理，保证能够承受预计的最大风荷载。

（二）安装与建设过程中的措施

牢固安装：
- 正确的连接方式：使用耐候的材料和可靠的连接方式，如螺栓、钢筋等。在安装过程中，要确保每个连接件都拧紧到位，保证光伏板与支架、支架与建筑物之间的连接牢固可靠。例如在安装螺栓时，可以采用防松螺母或添加弹簧垫圈等方式防止松动。
- 增加稳定性：
  - 增加配重：通过增加填充物或使用混凝土基础等方式增加电站的重量，以增加电站的稳定性。例如在平屋顶上安装的光伏电站，可以在支架底部增加混凝土配重块；对于固定墩较小的电站，可以用沙袋等增加电站配重。
  - 加固结构：对支架结构进行加固，如加装防风拉杆，防止光伏支架随风扭动。对于地面电站，可以对阵列两侧的地锚进行夯实处理，提高整体结构的稳定性。

（三）运维与风险管理

定期检查和维护：
- 检查内容：定期检查分布式光伏电站的设备，包括光伏组件、支架结构、电缆等。检查光伏模块、支架结构、电缆连接等组件的完整性和稳固性，查看是否有损坏、松动或侵蚀的部分。例如在大风季节来临之前，检查支架的螺栓是否松动，光伏板是否有裂缝等问题，如果发现任何损坏、松动或侵蚀的部分，及时修复或更换。
- 检查频率：根据当地的气象条件和电站的使用年限等因素确定合理的检查频率。在极端天气频发的地区或电站运行年限较长时，可以适当增加检查次数。
风险评估和预警：
- 建立机制：利用现代气象监测技术，建立风险评估和预警机制。与当地气象部门合作，获取及时的气象信息，尽早了解并预测即将来临的台风、龙卷风、强风等极端天气，以便采取相应的防护措施，减少可能的损害。
- 应急预案：制定针对极端天气的应急预案，当收到预警信息后，按照预案迅速采取行动，如对光伏板进行临时加固、清理周围可能被风吹起的杂物等。
购买保险：为光伏电站购买保险，目前许多保险公司都提供相应的保险服务。提前购买保险可以分担风险，当发生意外灾害（如屋顶光伏被风刮下）时，即可获得赔偿，减少损失。