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能源解决方案

我们的谷仓屋顶安装了18千瓦的太阳能阵列

我们在佛蒙特州谷仓的立缝屋顶上安装了72个光伏组件

第一块光伏板安装在我们谷仓的屋顶上。光伏电池阵列被安装在立缝金属屋顶的顶部。
图片来源:Alex Wilson所有照片
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第一块光伏板安装在我们谷仓的屋顶上。光伏电池阵列被安装在立缝金属屋顶的顶部。
图片来源:Alex Wilson所有照片
我们从谷仓上拆下一层沥青瓦和一层生锈的波纹金属屋顶。 在修复了原来的屋顶护套后,我们安装了一层黑色织物和第二层屋顶框架,以加强、水平和平坦的屋顶。 我们在新的屋顶框架上添加了一层Huber Zip护套,为立缝屋顶形成坚实的基础。 通过现场成型连续辊的立缝屋顶,单个面板覆盖了整个22英尺跨度。 快完工的谷仓南屋顶 特拉维斯·斯莱德使用一种专门的接缝工具,这种工具沿着屋顶向下延伸,折叠并密封接缝 由Alpine Snowguards制造的S-5夹子固定在屋顶接缝处而不穿透屋顶 我们谷仓里等待安装的一堆REC光伏板 附在固定轨道上的面板细节 面板接地细节 我们72块光伏板中的第一块已经安装完毕。 超过一半的面板安装完毕。

当我们开始计划重建我们在佛蒙特州西达默斯顿的房子和农场的其他部分时,我和妻子知道我们想要现场生产所有的能源。这意味着太阳能电力或光伏(PV)系统将产生与房屋和谷仓消耗的电力一样多的电力——净零能源。

我们还想保护尽可能多的10英亩农田。这意味着我们要避免地面光伏系统。在任何土地可以用于农业的地方——现在或未来——我更喜欢在建筑物上安装光伏阵列,保持土地开放供农业使用。

幸运的是,1812年的谷仓有一个朝向正南的长屋顶。那将是放置太阳能电池板的最佳地点。我们的建筑工人伊莱·古尔德(Eli Gould)花了几个月的时间来修复谷仓,包括更换受损的柱子,在柱子下面添加坚固的花岗岩支撑物,重建几面干石墙来支撑谷仓的窗台,降低和平整地板,更换一些木材框架元素(包括我们在地上切割的大约12根圆木柱托梁),并加固屋顶以容纳太阳能组件。

为了最大限度地提高耐久性,我们希望屋顶坚固,不受风或雪的影响,所以在剥离了金属和沥青屋顶层之后,我们在屋顶结构上添加了一层2×6和2×4框架,同时将屋顶平面压平。Zip包板在那上面,然后是屋顶。

站缝金属屋面

我们整个项目的目标之一是最大化耐久性,所以我们花了很长时间讨论不同的屋顶材料。我们希望太阳能电池板能够附着在屋顶上而不会有任何穿透,所以这意味着站缝屋面。太阳能阵列轨道的S-5支架固定在屋顶的凸起接缝上,完全没有穿透屋顶。如果由于某些原因需要在路上拆除面板,这相对来说是很容易做到的。

至于屋顶,我们选择了24号的恩格勒特1301屋顶与公司的低光泽超级酷涂层。据该公司的詹姆斯·哈森(James Hazen)介绍,恩格勒特的油漆生产线是世界上同类产品中最清洁的生产线之一,其涂装、干燥和固化过程中产生的溶剂烟雾100%被捕获。捕获的油烟与生产过程中回收的热量一起燃烧。该公司预计屋顶的使用寿命为150年。佛蒙特州帕特尼的河谷屋顶承包商特拉维斯·斯莱德完成了一项令人难以置信的工作,安装了立缝屋顶。

集团net-metered系统

我们有一个很好的位置,可以容纳18千瓦(kW)的光伏阵列,但我们不需要那么大的系统。所以去年秋天我们开始调查社区太阳能我们找到了一个邻居,他想从18千瓦的系统中购买6千瓦。换句话说,这个邻居实际上拥有谷仓顶上三分之一的光伏系统。

这种让其他人在不同地方拥有光伏系统一部分的选择被称为集团净计量佛蒙特州是少数几个可以做到这一点的地方之一。绿山的力量向后弯腰方便这样的系统,这是美妙的。通过这个选择,没有可以安装光伏模块的南向屋顶的人可以在其他地方寻找良好的南向采光。

因为我们将拥有的12kw系统仍然比我们的房子和谷仓所需的要大(至少在我们的农场需要扩大之前),我们将计划把我们过剩的产能卖给另一个绿山电力的客户。

光伏组件的选择

在太阳能安装人员的推荐下,太阳能应用程序集成在伯瑞特波罗,我们正在安装高评级REC 250 pe模块.该模块的额定功率为250瓦,模块效率为15.1%,并提供10年的产品保修和25年的“线性功率输出保修”(保证功率输出的退化每年不超过0.7%)。REC是一家挪威公司,硅原材料在美国生产,硅片、光伏电池和光伏组件的制造在新加坡完成。

光伏组件的可靠性差和早期失效已成为问题在最近的新闻中所以我很欣慰,我们的产品不是简单的中国制造的模块(尽管一些中国产品毫无疑问是好的)。

在以后的专栏中,我将介绍我们的光伏系统的其他特性,包括即使在电网关闭时也能提供一些电力的“孤岛”能力。

Alex是BuildingGreen公司.和执行编辑环境建设新闻.2012年,他创立了弹性设计研究所.为了跟上Alex最新的文章和思考,你可以注册他的推特账号

14日的评论

  1. 露西Foxworth||# 1

    令人印象深刻的太阳能电池板阵列
    我也很喜欢S-5的夹子。

  2. 霍比特人_||#2

    聚焦屋顶
    最近我自己也做了一个有接缝的金属屋顶
    最吸引我注意力的部分。Tri-flex下* *
    新框架吗?这是一个有趣的结构;是什么
    这背后的思想过程是什么?我不认为它应该这样
    像I和W防护罩一样密封紧固件。是邮政
    用胶布封住主要的WRB?

    你有一个鸡梯,所有的衬垫都预先保护面板;
    我的承包商不得不在现场建了一个。没有防落装置
    这里也有。

    我有S-5的零件!防雪系统准备安装
    在这里,使用s - 5u型夹在1.5“卡合板。
    接缝必须挤进一点点才能允许
    用夹子盖住稍微厚一点的接缝,但是
    我同意这看起来是一个很好的系统。(忽略了
    潜在的长期问题,不同的金属在夹紧
    螺丝…]

    关于廉价电池板的话题……在石膏板惨败之后,你
    我想买家应该对离岸市场更有眼光
    质量控制。但我一直听到这些可怕的故事
    时间;美元一直超过普通货币,这令人相当沮丧
    有意义的。而我,近期内不会在沃尔玛买太阳能电池板。

    _H *

  3. 亚历克斯·威尔逊||# 3

    屋顶框架下的triflex
    trif -flex主要是为了美观,但在非常潮湿的春天也提供了一些方便的保护。谷仓没有隔热,所以没有空气屏障。原来的屋顶护板有很多空隙,所以当你在谷仓里抬头看屋顶下面时,我们想要一个黑色的靠背。我很惊讶建筑商没有使用更便宜的沥青浸渍毡纸,但这是他们自己的事。

  4. 乔纳森Teller-Elsberg||# 4

    夸到群网计量;在地面上保持农业
    恭喜你有一个美丽的阵列,也授权(啊)你的邻居加入党的通过组网计量。

    我同意,在可能的情况下,将光伏设备安装在屋顶上比安装在潜在的农田上更明智。然而,值得记住的是,基于农田的太阳能阵列不必排除农业用途。我不知道这样做有多普遍,但不止一个欧洲牧场是放牧羊群的地方。因此,你可能会把太阳能电池板间隔得更远,以确保有足够的光线到达地面,从而产生良好的草。对于农民的经济来说,羔羊/羊毛的双丰收和太阳能发电似乎是完全合理的。在北卡罗来纳州也有一个例子——那里的天气比佛蒙特州热得多——在那里,一个地面安装的太阳能阵列被建在一个小型商业花园的超高柱子上。在他们的案例中,他们报告了改良后的番茄作物与暴露的土地相比,因为近年来天气非常炎热,番茄花粉已经消毒。他们的光伏阵列投射的部分阴影使温度保持在肥沃的范围内。

    所以,是的,如果可能的话,把你的太阳能设备放在屋顶上。但在不可能的情况下,请花时间考虑并设计一个基于字段的阵列。(包括非典型农业,如荫凉苗圃或蘑菇栽培)

  5. 理查德Kinkel||# 5

    接地和面板支架
    谢谢你的故事,我不得不说我很羡慕你的18k系统。

    图11“面板接地细节”

    这张照片显示使用拉链和IMHO没有业务被用于屋顶系统。当然,抗紫外线的拉链只花2美分,但它们能像我们预期的那样使用30年以上吗?不锈钢Acme电缆夹ACC或同等价值的40美分的溢价,使他的电线远离屋顶。许多住宅系统安装在沥青瓦上,从长远来看,保持电线远离屋顶是必要的。不幸的是,我已经看到太多的安装,许多电线敷设在屋顶上,甚至没有拉链或任何电线管理的尝试。

    图片还显示,铜轨接地线是弯曲到铝机架轨。不同的金属不利于系统的使用寿命。

    “面板的基础”有点误导。部分设备地面或轨道地面比较合适。我看了图片,没有看到任何模块接地或WEEB剪辑。每个模块是否在UL批准的4个角上用镀锡铜耳接地?

    我猜你住在雪乡。安装手册第8页“在积雪堆积区域,即使积雪深度不是很严重,面板也可能受到超过规定极限的力,从而导致框架损坏。如果安装可能受到影响,建议在面板的下一排再安装合适的面板支架。页面还显示了UL认可的接地。REC PE安装手册http://www.recgroup.com/Documents/Downloadcenter/Solar%20product%20downloads/Solar%20Installation%20and%20Maintenance/REC%20Peak%20Energy%20Installation%20Manual%20UL%20ENG.pdf?epslanguage=en

    地面安装系统也有好处,易于维修除了非典型ag作为乔纳森逃避太。

  6. 亚历克斯·威尔逊||# 6

    接地和面板连接
    理查德,
    我不知道这些细节,但将把这些评论传递给集成太阳能应用(ISA),安装。我想知道不同的金属(正如在早些时候的评论中提到的,与固定S-5夹子有关)。ISA总部位于佛蒙特州的伯瑞特波罗,拥有良好的声誉,我相信他们已经充分解决了雪负荷、接地等问题。

  7. 跳过哈里斯||# 7

    关于地面安装系统的思考
    在许多地区,水分是限制因素,所以遮阳50%或更多的地面面积可能有利于生产力……

    在这个地区,限制似乎是阳光而不是水分。

  8. 罗伯·费雪||# 8

    不同的金属
    亚历克斯,
    这种不同的金属问题被称为电偶腐蚀。铝和不锈钢是足够远的分开在他们的电相容性,有可能和问题。铝和铜的相容性相差甚远。好消息是,铝是在这两种情况下都会被腐蚀的金属,而且铝的含量比其他任何一种金属都要多。

    考虑到这个系统被设计安装在屋顶上,屋顶很潮湿,我猜这个系统在设计时使用了大量的铝作为阳极,将腐蚀扩散到最大的区域。我想和安装人员/制造商确认一下。

  9. 理查德Kinkel||# 9

    不同的金属
    抢劫

    "腐蚀扩散到最大的区域"

    从我的经验来看,它往往是本地化的。以下是约翰·怀尔斯在一篇旧的家庭电力代码角文章中的一些例子。http://www.nmsu.edu/~tdi/pdf-resources/cc137.pdf

    乡亲期待设计和安装NEC符合PV接地应该做一个搜索约翰怀尔斯和瑞安梅菲尔德+ PV接地。

  10. 罗伯·费雪||# 10

    不同金属回来的
    理查德,
    显然,你亲身体验的经验比我显然不完全的理解要好。

    关于Alex的铜/铝问题;似乎如果耳是镀锡铜,那么它是根据Wiles的文章安装的?应该是可以接受的吗?

  11. 理查德Kinkel||# 11

    不同的金属
    抢劫
    是的,如果一个镀锡铜耳是使用它将是正确的轨道结合,但很难告诉从照片,如果这是什么使用。我的问题是铜线被弯到铝轨上。还需要有一种方法将模块绑定到轨道上,可以像文章中所述的那样,使用一个UL测试模块位置,或者使用WEEB或由JHA批准的等效系统。

  12. 亚历克斯·威尔逊||# 12

    接地和连接详细信息
    我询问了安装我们系统的集成太阳能应用公司(Brattleboro)的迈克·威格姆(Mike Whigham),请他就接地、夹子和雪负荷等问题发表意见。这是迈克的反应:

    设备接地:指光伏系统中轨道、模块等设备的接地。在这种情况下,裸露的铜地通过镀锡铜耳与导轨连接。电线似乎是接触铝轨,但它不是。我们通常会将电线的末端向下弯曲,因为它是一个锋利的末端,可以切断安装程序,但这样做是为了不接触到轨道。

    拉链带:我们使用组合紫外线拉链带,Acme电缆夹和橡胶垫圈阿黛尔夹具取决于应用。我们已经看到了Acme电缆夹的问题,在电线以一个角度进入轨道(比如从上面的轨道)的位置。这样的紧弯曲可以导致在这些接点的PV线切割,所以我们更喜欢在那些位置使用zip tie。这不是一个成本问题,而是一个合适的应用决定。线管理是机架和模块设计的一个元素,需要更多的研发。

    载雪:在VT中,模块的下缘堆积的积雪是合理设计的一个非常重要的部分。在我们的行业中,有一个趋势是尽量减少屋顶附件的数量,以节省零部件和劳动力。我们不采取这种立场,事实上,我们始终坚持机架和模块制造商提出的附件要求,以及当地的建筑规范。在这种情况下,我们确认了最大钢轨跨度和由于缝间距放置S-5!比需要的更频繁地夹紧。屋顶与子结构连接得非常好,我们超过了所需的接缝附件的数量,以确保安全稳定的阵列。

    迈克尔Whigham
    系统设计与销售
    太阳能应用程序集成
    春树路121号
    伯瑞特波罗,VT 05301
    http://www.isasolar.com/

  13. 迈克尔Kinzlmaier||# 13

    对金属屋顶满意吗?
    屋顶看起来很棒。事实上,我正在考虑在我的房子上做同样的事情(比如在我的房子后面安装金属屋顶,然后安装太阳能电池板)。我想知道这个屋顶用了一年后你对它满意吗?刮风的时候或者胀/缩的时候屋顶会很吵吗?我正在看恩格勒特1300 1.5英寸SS面板,它与你安装的一个类似,虽然高出0.5英寸,它看起来是一个优秀的产品。你能给我的任何建议都将不胜感激。

  14. 亚历克斯·威尔逊||# 14

    回复:对金属屋顶很满意
    迈克尔,

    我们对屋顶很满意。我想使用立缝金属,这样我们就可以避免太阳能模块机架系统附件和布线的所有屋顶渗透,但也出于耐久性的原因。我们使用的特殊的恩格勒金属屋顶应该是特别耐用的。恩格勒特发给我的加速老化测试信息让他们相信这个屋顶可以使用150年!

    至于噪音,我很喜欢雨打在金属屋顶上的声音(你可以叫我怪人),但事实证明,在我们家,我们用的是和谷仓一样的屋顶,我们几乎听不到下雨的声音——即使是倾盆大雨。我们在16英寸深(剪刀式桁架)的椽子上安装了15英寸的Johns Manville喷涂玻璃纤维绝缘材料,在顶部留出了一英寸的空间。蜘蛛就像一种潮湿的喷雾纤维素,它提供了巨大的消音效果可能不如纤维素好,但已经很好了。总之,隔热屋顶非常有效地阻隔了大部分来自雨水的噪音,我从来没有听到过任何热膨胀和收缩的噪音。

    我认为接缝的突出更多的是关于屋顶而不是金属屋顶。我们的接缝突出约1英寸。我们的屋顶承包商在他的立缝处做最后的折叠,这是一些屋顶工人不做的;我不知道这有什么区别,如果有的话。他的产品质量在该地区享有盛名。

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