무시할 수 없는 태양광 지붕: 경사 및 평평한 지붕 PV 시스템 완전 가이드

제품 소개

건물 일체형 태양광 발전(BIPV)에서 옥상 태양광은 가장 중요한 적용 형태로 두드러집니다. 지붕은 일조 조건이 우수하고 건물 방향의 영향을 받지 않으며 차양이 적고 태양 복사를 완전히 흡수할 수 있습니다. 이러한 장점으로 인해 지붕은 태양 에너지를 포착하기 위한 최적의 공간입니다. 옥상 태양광은 일반적으로 두 가지 주요 범주로 나뉩니다: 경사 지붕 태양광 및 평평한 지붕 태양광.

기술 매개변수

경사 지붕 태양광

경사 지붕에 직접 설치: PV 모듈은 일반적으로 경사진 지붕 표면의 방향을 따라 평평하게 설치됩니다. 모듈과 지붕 사이에는 케이블 배선과 열 방출을 위한 환기를 위해 간격이 남겨집니다(위 그림 참조).

신축 콘크리트 경사 지붕 또는 빌라형 콘크리트 경사 지붕 (타일로 덮인)의 경우, 일반적으로 설계 단계에서 앵커 볼트를 미리 매립할 수 있으며 지붕 방수는 기존 방식으로 처리합니다. 모듈 베이스를 설치할 때 방수층을 베이스와 금속 매립 부품 위로 연장하고 앵커 볼트 주변을 밀봉 처리해야 합니다. 방수층이 관통되는 부분에는 방수 실런트를 사용하여 틈을 메우고 빗물 침투 경로를 차단해야 합니다. 또한 베이스 아래에 추가 방수층을 설치하여 베이스 상단에서 누수가 발생하더라도 빗물이 구조층에 도달하지 않도록 해야 합니다.

공장 및 창고의 대면적 컬러 강판 지붕의 경우, 경사는 일반적으로 5%에서 10%입니다. 모듈은 지붕 경사와 평행하게 설치하거나 특정 경사각으로 배치할 수 있습니다. 상부 지지 브래킷은 다양한 커넥터와 패스너를 통해 지붕의 하중 지지 구조에 연결됩니다. 컬러 강판 구조가 다르면 다른 브래킷 클램프가 필요합니다 — 클램프가 컬러 강판 타일에 더 잘 맞을수록 마운팅 시스템의 신뢰성이 높아집니다.

공장 및 창고의 기존 컬러 강판 지붕에 태양광을 추가하는 개조 프로젝트, 고정 방법은 지붕 패널 구조에 따라 선택해야 하며, 적합한 클램프 연결, 드릴 볼트 연결 또는 화학 접착제 본딩을 사용하여 태양광 브래킷을 지붕 패널에 장착합니다. 태양광 장비 추가 후 지붕 방수 보강에 특별한 주의를 기울여야 하며, 특히 지붕 패널을 관통하는 커넥터의 경우 더욱 그렇습니다. 방수 개스킷 또는 기타 밀봉 구조용 접착제를 적용하여 방수 성능을 보장할 수 있습니다. 또한, 기존 지붕 강철 프레임, 트러스, 도리 및 지붕 패널의 구조 하중은 하중 지지 부재에 대한 응력 분석을 통해 재검토하여 구조 안전성을 확보해야 합니다.

솔라 타일 시공 및 설치: 새로운 콘크리트 경사 지붕 또는 빌라형 콘크리트 경사 지붕(타일로 덮인)의 경우, 일반적인 직접 장착형 외에도 많은 프로젝트에서 솔라 타일 형태를 채택합니다. 타일 지붕은 경사 지붕의 한 유형으로, 독특한 형태로 인해 모듈 외관에 높은 기준이 요구됩니다. 따라서 솔라 타일은 위 그림과 같이 건물 지붕과 조화를 이루기 위해 자주 사용됩니다.

솔라 타일은 전체 건축 스타일을 보존하고, 건물 에너지를 공급하며, 동시에 실내 온도를 낮춥니다. 솔라 타일은 일반 지붕 타일의 모듈 치수와 일치해야 하며, 지붕의 정상적인 배수 기능을 방해해서는 안 됩니다. 솔라 타일 시공은 위 그림과 같습니다.

평평한 지붕 태양광

직접 배치: 건물의 가장 일반적인 콘크리트 평평한 지붕의 경우, 고정 경사 태양광 어레이가 채택되며, 지붕의 콘크리트 기둥에 고정된 강철 브래킷을 사용합니다. 모듈 브래킷은 구조 단위의 길이 방향을 따라 가로 지지대로 배열됩니다. 브래킷과 기초 사이, 브래킷 부재 사이, 브래킷과 도리 사이에는 볼트 연결이 사용됩니다.

이 마운팅 방법은 비교적 작은 구조 하중을 가지며, 설치가 쉽고, 일반적으로 건물 지붕 구조의 안전에 영향을 미치지 않으며, 기존 지붕 방수 시스템을 손상시키지 않고, 경제적 비용이 비교적 낮습니다. 신축 건물의 경우, 특정 브래킷 설치 치수에 따라 설계 단계에서 콘크리트 기둥을 예약할 수 있어 설치가 편리합니다. 모듈 브래킷의 경사각은 현지 위도와 지붕 배치를 기반으로 관련 태양광 PV 소프트웨어를 사용하여 계산할 수 있으며, 최적의 태양향 및 경사각을 선택할 수 있습니다.

모듈을 경사지게 배치할 때, 전면 열이 후면 열을 가리지 않도록 PV 어레이의 행 간격을 고려해야 합니다. 경사각과 행 간격의 선택은 사용 가능한 지붕 공간의 특정 치수와 조화를 이루어야 합니다. 일조 조건을 충족시키는 전제 하에, 모든 요소를 고려하여 최적의 경사와 구성을 선택하여 지붕 면적당 설치 용량을 늘리고 발전 효율을 향상시켜야 합니다. 과거 설계 경험에 따르면, 이렇게 설치된 PV 시스템의 단위 면적당 설치 용량은 약 120–160 Wp/m²이며, 설계 시 150 Wp/m²로 추정하는 것이 권장됩니다.

건물 지붕에는 냉각탑, 환기 및 소방 팬, 급배수 장비 및 배관과 같은 많은 전기기계 설비와 계단실, 엘리베이터 기계실, 지붕 위로 솟아오른 옥상 소방용 물탱크가 있습니다. 이 모든 것은 PV 어레이 배치에 상당한 영향을 미칩니다. 모듈에 사용 가능하고 연속적인 지붕 면적이 작거나 분산되어 있을 수 있으며, 이는 시스템 배치와 케이블 결합에 불리합니다. 설계 초기 단계에서 건축 및 다양한 전기기계 분야와의 커뮤니케이션 및 조정을 수행하여 더 나은 설치 면적과 조건을 확보해야 합니다.

높이 설치: 공간을 효과적으로 활용하고 직접 지붕 설치의 단점을 극복하기 위해 높이 설치 방식을 사용할 수 있습니다. 지붕의 높은 위치에 강철 캐노피 프레임을 추가하여 PV 모듈을 지지하며, 지붕 장비의 배치와 사용에 영향을 주지 않습니다. 모듈 브래킷은 강철 캐노피 구조의 도리(purlins)에 볼트로 고정되며, 모듈이 캐노피 강철 구조에 평평하게 놓이는 전체적인 수평 경사를 채택합니다. 위 그림과 같습니다.

이 방법은 지붕 면적을 최대한 활용하고 지붕 장비 배치의 간섭을 피하지만, 몇 가지 문제를 고려해야 합니다. 첫째, 안전. 강철 캐노피가 난간 높이를 초과하므로, 극한 기후(예: 강한 태풍)에서 모듈이 들어 올려져 떨어질 수 있으며, 아래에 위험을 초래할 수 있습니다. 따라서 설치 경사각은 너무 크지 않아야 하며, 장착 커넥터의 연결 강도를 다시 확인해야 합니다. 둘째, 강철 캐노피가 건물 높이와 용적률에 미치는 영향. 캐노피는 사방이 개방되어 있지만, 소유주가 나중에 사용을 위해 밀폐할 수 있으므로, 구조물이 높이 및 용적률 계산에서 면제될 수 있는지 지역 건축 및 계획 당국에 확인할 필요가 있습니다. 셋째, 옥상 전기기계 설비 예: 냉각탑, 배기 팬, 환기 파이프 등을 위에서 덮을 수 있는지 관련 분야와 협의하여 확인해야 합니다.

신축 컬러강판 지붕 건물의 경우, 일체형 PV 지붕 패널을 선택하여 지붕 전체에 모듈을 설치할 수 있습니다 — 브래킷이 필요 없고, 설치가 빠르며, 보행이 가능하고, 유지보수나 청소 통로를 예약할 필요가 없습니다. 기존 금속 지붕 패널에 일반 모듈을 추가하는 것과 비교하여, 이 일체형 솔루션은 내풍성, 방수성, 방화성, 그리고 사용 가능한 지붕 면적의 완전 활용 측면에서 더 우수합니다. 위에 표시된 바와 같습니다.

기술적 장점

• 옥상은 탁월한 일조량, 방향 제약 없음, 최소한의 음영을 제공합니다

• 다양한 설치 전략이 콘크리트, 컬러강판, 기와, 일체형 지붕 유형에 적응합니다

• 태양광 타일은 건축 미학을 보존하면서 실내 온도를 낮춥니다

• 강화된 방수 및 구조 재검토로 장기적인 지붕 안전을 보장합니다

• 최적화된 경사각과 열 간격으로 설치 용량과 발전 효율을 극대화합니다

• 일체형 PV 지붕 패널은 브래킷이 필요 없고, 보행 가능하며, 내후성이 뛰어난 지붕을 제공합니다

제품 응용

옥상 PV 솔루션은 다양한 건물 유형에 적용됩니다: 콘크리트 경사 지붕이나 기와 지붕이 있는 주거용 빌라, 대형 컬러강판 지붕이 있는 산업 공장 및 창고, PV 개조를 진행 중인 기존 구조물, 그리고 전기기계 설비로 가득 찬 평평한 콘크리트 지붕이 있는 상업용 건물. 직접 설치, 태양광 타일, 고정 경사 배열, 고가 캐노피 구조, 또는 완전 일체형 PV 지붕 패널을 통해 각 접근 방식은 현장 조건에 맞게 조정되어 에너지 수확량, 방수, 구조 안전성, 건축 외관의 균형을 맞출 수 있습니다.

Ooitech의 견해

글로벌 태양광 패널 생산 라인 공급업체로서 Ooitech는 여기에 설명된 지붕 시나리오의 다양성(타일 빌라부터 높은 공장 캐노피까지)이 바로 모듈 품질과 치수 일관성이 생산 현장에서 그토록 중요한 이유라고 믿습니다. 태양광 타일은 타일 모듈성과 일치해야 하며, 높은 배열은 태풍급 하중을 견뎌야 하므로 모듈 생산의 프레임, 라미네이션 및 EL 테스트 단계가 이러한 지붕이 수십 년 동안 방수 및 안전을 유지하는지 여부를 직접 결정합니다. 신뢰할 수 있는 모듈이 실제로 어떻게 구축되는지 확인하려는 엔지니어를 위해 Ooitech YouTube 채널을 팔로우하세요: www.youtube.com/ooitech 모든 신뢰할 수 있는 지붕 설치 뒤에 있는 생산 라인을 자세히 살펴볼 수 있습니다.