Giới thiệu sản phẩm

Trong lĩnh vực quang điện tích hợp tòa nhà (BIPV), năng lượng mặt trời trên mái nhà nổi bật như hình thức ứng dụng quan trọng nhất. Mái nhà có điều kiện ánh sáng mặt trời tuyệt vời, không bị ảnh hưởng bởi hướng tòa nhà, ít bị che khuất và có thể hấp thụ hoàn toàn bức xạ mặt trời. Những lợi thế này làm cho mái nhà trở thành vị trí đắc địa để thu năng lượng mặt trời. PV mái nhà thường được chia thành hai loại chính: PV mái dốc và PV mái bằng.

Thông số kỹ thuật

PV Mái Dốc

Lắp Trực Tiếp Trên Mái Dốc: Các mô-đun PV thường được đặt phẳng theo hướng của bề mặt mái dốc. Một khoảng trống được để lại giữa các mô-đun và mái nhà để cho phép đi dây cáp và thông gió tản nhiệt, như hình trên.

Đối với mái bê tông dốc mới hoặc mái bê tông dốc kiểu biệt thự (được lợp ngói), thường có thể chôn sẵn bu lông trong giai đoạn thiết kế và xử lý chống thấm mái theo phương pháp thông thường. Khi lắp đặt đế mô-đun, lớp chống thấm nên được kéo dài qua đế và các bộ phận kim loại chôn sẵn, với xử lý bịt kín xung quanh bu lông neo. Nơi lớp chống thấm bị xuyên thủng, nên sử dụng keo chống thấm để lấp đầy khe hở và chặn mọi đường nước mưa xâm nhập. Một lớp chống thấm bổ sung cũng nên được thêm vào bên dưới đế, để ngay cả khi rò rỉ xảy ra ở đỉnh đế, nước mưa sẽ không đến được lớp kết cấu.

Đối với mái tôn màu diện tích lớn của nhà máy và kho bãi, độ dốc thường từ 5% đến 10%. Các tấm pin có thể được đặt song song với độ dốc mái, hoặc bố trí ở một góc nghiêng nhất định. Các giá đỡ phía trên kết nối với kết cấu chịu lực của mái thông qua các đầu nối và ốc vít khác nhau. Các cấu trúc tấm thép màu khác nhau yêu cầu kẹp giá đỡ khác nhau — kẹp càng khớp với ngói thép màu thì độ tin cậy của hệ thống lắp đặt càng cao.

Đối với các dự án cải tạo thêm PV vào mái tôn hiện có, phương pháp cố định phải được chọn theo cấu trúc tấm mái — sử dụng kết nối kẹp phù hợp, kết nối bu lông khoan, hoặc liên kết bằng keo hóa học để gắn giá đỡ PV lên tấm mái. Cần đặc biệt chú ý đến việc gia cố chống thấm mái sau khi thêm thiết bị PV, đặc biệt là các đầu nối xuyên qua tấm mái. Có thể sử dụng gioăng chống thấm hoặc keo cấu trúc bịt kín khác để đảm bảo hiệu suất chống thấm. Ngoài ra, tải trọng kết cấu của khung thép mái gốc, giàn, xà gồ và tấm mái phải được kiểm tra lại thông qua phân tích ứng suất trên các bộ phận chịu lực để đảm bảo an toàn kết cấu.

Thi công và lắp đặt ngói năng lượng mặt trời: Đối với mái bê tông dốc mới hoặc mái bê tông dốc kiểu biệt thự (được lợp ngói), ngoài loại gắn trực tiếp phổ biến, nhiều dự án áp dụng hình thức ngói năng lượng mặt trời. Mái lợp ngói là một loại mái dốc có hình dạng đặc biệt đòi hỏi tiêu chuẩn cao về ngoại hình của mô-đun. Do đó, ngói năng lượng mặt trời thường được sử dụng để hòa hợp với mái nhà, như hình trên.

Ngói năng lượng mặt trời bảo tồn phong cách kiến trúc tổng thể, cung cấp năng lượng cho tòa nhà và đồng thời giảm nhiệt độ trong nhà. Ngói năng lượng mặt trời phải phù hợp với kích thước mô-đun của ngói thông thường và không được cản trở chức năng thoát nước bình thường của mái. Thi công ngói năng lượng mặt trời được thể hiện ở trên.

PV trên mái bằng

Đặt trực tiếp: Đối với mái bằng bê tông phổ biến nhất của các tòa nhà, sử dụng dàn PV góc nghiêng cố định, dùng giá đỡ thép cố định trên các bệ bê tông trên mái. Các giá đỡ mô-đun được bố trí với các thanh đỡ ngang dọc theo chiều dài của đơn vị kết cấu. Sử dụng kết nối bu lông giữa giá đỡ và móng, giữa các bộ phận giá đỡ, và giữa giá đỡ và xà gồ.

Phương pháp lắp đặt này chịu tải trọng kết cấu tương đối nhỏ, dễ lắp đặt, thường không ảnh hưởng đến an toàn của kết cấu mái tòa nhà, không làm hỏng hệ thống chống thấm mái gốc và có chi phí kinh tế tương đối thấp. Đối với các tòa nhà mới, có thể dự trữ các trụ bê tông trong giai đoạn thiết kế theo kích thước lắp đặt giá đỡ cụ thể, giúp việc lắp đặt thuận tiện. Góc nghiêng của giá đỡ mô-đun có thể được tính toán bằng phần mềm PV năng lượng mặt trời liên quan dựa trên vĩ độ địa phương và bố trí mái nhà, chọn góc hướng mặt trời và góc nghiêng tối ưu.

Khi các mô-đun được đặt nghiêng, phải xem xét khoảng cách hàng của dãy PV để tránh hàng trước che khuất hàng sau. Việc lựa chọn góc nghiêng và khoảng cách hàng cần phối hợp với kích thước cụ thể của không gian mái có sẵn. Trên cơ sở đáp ứng điều kiện ánh sáng mặt trời, nên chọn góc nghiêng và cấu hình tối ưu bằng cách cân nhắc tất cả các yếu tố, nhằm tăng công suất lắp đặt trên mỗi diện tích mái và cải thiện hiệu suất phát điện. Dựa trên kinh nghiệm thiết kế trước đây, các hệ thống PV lắp đặt theo cách này có công suất lắp đặt khoảng 120–160 Wp/m² trên một đơn vị diện tích và khuyến nghị ước tính ở mức 150 Wp/m² trong quá trình thiết kế sơ bộ.

Mái tòa nhà có nhiều thiết bị cơ điện như tháp giải nhiệt, quạt thông gió và chữa cháy, thiết bị cấp thoát nước và đường ống, cũng như các buồng thang, phòng máy thang máy và bể nước chữa cháy trên mái nhô lên khỏi mái. Tất cả những điều này ảnh hưởng đáng kể đến việc bố trí các dãy PV. Diện tích mái có sẵn và liên tục cho các mô-đun có thể nhỏ hoặc phân tán, không thuận lợi cho việc bố trí hệ thống và kết hợp cáp. Phải tiến hành trao đổi và phối hợp với kiến trúc và các ngành cơ điện khác ngay từ giai đoạn thiết kế để đảm bảo diện tích và điều kiện lắp đặt tốt hơn.

Lắp đặt nâng cao: Để sử dụng hiệu quả không gian và khắc phục nhược điểm của việc lắp đặt trực tiếp trên mái, có thể sử dụng bố trí nâng cao. Một khung mái che bằng thép được thêm vào vị trí cao trên mái để hỗ trợ các mô-đun PV mà không ảnh hưởng đến bố trí và sử dụng các thiết bị trên mái. Các giá đỡ mô-đun được bắt vít vào xà gồ của kết cấu thép mái che, áp dụng độ nghiêng ngang tổng thể trong đó các mô-đun được đặt phẳng trên kết cấu thép mái che, như hình trên.

Phương pháp này tận dụng tối đa diện tích mái và tránh sự can thiệp từ bố trí thiết bị trên mái, nhưng cần xem xét một số vấn đề. Đầu tiên, an toàn. Vì mái che thép vượt quá chiều cao của tường chắn, thời tiết khắc nghiệt (như bão mạnh) có thể nâng các tấm pin và khiến chúng rơi xuống, gây nguy hiểm bên dưới. Do đó, góc nghiêng lắp đặt không nên quá lớn và cần kiểm tra lại độ bền kết nối của các đầu nối lắp đặt. Thứ hai, tác động của mái che thép đến chiều cao công trình và tỷ lệ diện tích sàn. Mặc dù mái che hở bốn phía, nhưng chủ sở hữu có thể sau đó bao kín để sử dụng, vì vậy cần xác nhận với cơ quan xây dựng và quy hoạch địa phương xem cấu trúc này có được miễn tính toán chiều cao và tỷ lệ diện tích sàn hay không. Thứ ba, liệu thiết bị cơ điện trên mái như tháp giải nhiệt, quạt hút và ống thông hơi có thể được che phủ từ phía trên hay không phải được thương lượng và xác nhận với các bộ phận liên quan.

Đối với các tòa nhà mái tôn màu mới xây, có thể chọn tấm lợp PV tích hợp để lắp đặt các tấm pin trên toàn bộ mái nhà — không cần khung, lắp đặt nhanh, có thể đi lại được và không cần dành kênh bảo trì hoặc vệ sinh. So với việc thêm các tấm pin thông thường lên các tấm mái kim loại truyền thống, giải pháp tích hợp này có hiệu suất tốt hơn về khả năng chống gió, chống thấm, chống cháy và tận dụng tối đa diện tích mái có sẵn, như hình trên.

Ưu điểm kỹ thuật

• Mái nhà có khả năng tiếp xúc ánh sáng mặt trời vượt trội, không bị ràng buộc về hướng và ít bị che bóng

• Nhiều chiến lược lắp đặt thích ứng với các loại mái bê tông, tôn màu, ngói và mái tích hợp

• Ngói năng lượng mặt trời bảo tồn tính thẩm mỹ kiến trúc đồng thời giảm nhiệt độ trong nhà

• Chống thấm gia cố và kiểm tra lại kết cấu đảm bảo an toàn mái nhà lâu dài

• Góc nghiêng và khoảng cách hàng tối ưu hóa giúp tối đa hóa công suất lắp đặt và hiệu suất phát điện

• Tấm lợp PV tích hợp mang lại mái nhà không cần khung, có thể đi lại và chịu được thời tiết

Ứng dụng sản phẩm

Giải pháp PV mái nhà được áp dụng trên nhiều loại công trình: biệt thự dân dụng với mái bê tông dốc hoặc mái ngói, nhà máy công nghiệp và kho bãi với mái tôn lớn, các công trình hiện hữu đang được cải tạo lắp PV, và tòa nhà thương mại với mái bê tông phẳng chứa nhiều thiết bị cơ điện. Dù lắp trực tiếp, ngói năng lượng mặt trời, dàn cố định, mái che nâng cao, hay tấm lợp PV tích hợp hoàn toàn, mỗi phương pháp đều có thể tùy chỉnh theo điều kiện thực tế để cân bằng giữa sản lượng năng lượng, chống thấm, an toàn kết cấu và thẩm mỹ kiến trúc.

Quan điểm của Ooitech

Là nhà cung cấp dây chuyền sản xuất tấm pin mặt trời toàn cầu, Ooitech tin rằng sự đa dạng của các kịch bản mái nhà được mô tả ở đây — từ biệt thự mái ngói đến mái che nhà máy nâng cao — chính là lý do tại sao chất lượng module và tính đồng nhất về kích thước lại quan trọng ngay từ nguồn. Ngói năng lượng mặt trời phải phù hợp với tính mô-đun của ngói, và dàn nâng cao phải chịu được tải trọng bão, do đó các công đoạn đóng khung, cán màng và kiểm tra EL trong sản xuất module quyết định trực tiếp liệu những mái nhà này có kín nước và an toàn trong nhiều thập kỷ hay không. Đối với các kỹ sư muốn xem cách các module đáng tin cậy thực sự được chế tạo, hãy theo dõi kênh YouTube của Ooitech tại www.youtube.com/ooitech để có cái nhìn cận cảnh hơn về dây chuyền sản xuất đằng sau mọi hệ thống lắp đặt mái nhà đáng tin cậy.