在当今追求清洁能源的时代，光伏发电作为一种可持续的能源解决方案，受到了广泛关注和应用。然而，现行光伏系统产品只是作为一个简单的发电装置这样一个标准，在面对极端天气时面临着诸多严峻的挑战，这些问题给光伏用户、投资者、城市管理者、物业公司等各方均带来了困扰和担忧。今天，我们就来深入探讨一下现有光伏系统在极端天气下的痛点，以及行业创新技术如何面对这些痛点，为您排忧解难。
现有光伏系统在极端天气下的问题
（一）强风侵袭
强风天气下，光伏系统承受着巨大的风力压力。光伏组件可能会被吹落、损坏，支架结构也可能因无法承受强风而变形、倒塌。这不仅会造成直接的经济损失，还会对周围环境和人员安全构成威胁。
（二）冰雹冲击
冰雹的冲击力极强，对光伏组件来说是一个巨大的威胁。冰雹撞击可能会使光伏组件表面出现裂痕、破损，甚至直接击碎组件。这些损伤不仅会立即影响发电效果，还可能导致组件内部电路短路，引发火灾等更严重的后果。而且，更换受损的光伏组件需要耗费大量的时间和成本。
（三）高温考验
在炎热的夏季，高温天气频繁出现。过高的温度会影响光伏组件的性能，导致其发电效率下降。此外，长期的高温还可能加速光伏组件的老化，缩短其使用寿命。同时，高温环境下，光伏系统的散热问题也变得尤为突出，如果散热不良，会进一步影响系统的稳定性和可靠性。
（四）暴雪积压
在寒冷的冬季，暴雪天气可能会给光伏系统带来沉重的负担。积雪覆盖在光伏组件表面，会阻挡太阳光的照射，使发电量大幅减少。而且，积雪融化后形成的冰溜可能会对光伏组件和支架造成损坏。清理积雪也需要耗费大量的人力和物力，增加了运维成本。
一、强风侵袭对现有光伏系统的影响
2024年9月6日，摩羯台风以摧枯拉朽之势席卷海南，最高风速达到62米/秒，很多光伏电站都遭受了严重损坏。
摩羯台风并不是个案，近些年来强风等极端天气的来袭，给光伏电站带来了沉重打击，其现状堪忧，诸多问题凸显，引发了诸多问题。
一、光伏电站受损状况及损失剖析
（一）屋面光伏系统严重受损
大风、台风引发屋面光伏系统遭到重创。建筑光伏系统的损毁直接造成财产损失，而屋面光伏系统的重建意味着时间和金钱的大量耗费。重新安装光伏组件需投入众多人力、物力及时间成本，这对光伏电站运营者而言是沉重负担。例如在类似极端天气事件中，许多屋面光伏系统需重新采购组件并进行安装调试，整个过程可能耗时数周甚至数月，期间光伏发电中断还会导致经济收益受损。
同时，目前已有的设计和实施方案显然不能有效抵御当地的气候环境，针对灾害性天气需调整策略，重新选择新的可靠方案。而现实情况是目前市场上绝大多数光伏企业的产品和解决方案高度的同质化，如何选择新的可靠解决方案成为他们极难选择的困惑！
BAPV光伏屋顶在遭受大风天气后的情形
（二）屋面瓦破损与双重经济冲击
强风将沉重的光伏组件吹翻，不仅组件自身受损，还极易致使屋面瓦破损，给业主带来经济上的双重打击。一方面，修复或更换受损光伏组件费用高昂；另一方面，屋面瓦的维修或更换也需花费不少资金。这种双重损失严重影响了业主的经济利益，增加了运营成本和经济压力。
采用导水槽+光伏组件的BIPV屋面系统在大风后屋面顶坍塌、车间设备损坏
（三）安全隐患与二次伤害风险
在恶劣天气多发省市，如广东、广西、福建、上海、浙江、山东、新疆等地，光伏组件掉落砸伤行人的风险不容忽视，可能造成二次伤害。一旦发生此类事故，不仅会对行人的生命安全造成威胁，还会引发一系列法律和赔偿问题，给光伏电站运营者带来巨大的潜在责任和经济负担。例如，若光伏组件掉落砸坏车辆或砸伤行人，运营者可能需要承担高额的赔偿费用，同时还可能面临法律诉讼和声誉受损等问题。
光伏组件被吹到交通道路上引发交通事故
二、相关案例警示
（一）吹飞光伏板砸坏车辆案例
案例详情：2023年，李某在自家八层楼楼顶上安装的光伏发电设施，遭遇狂风（伴有暴雨冰雹，最大风力达11级），被吹起砸坏钟某车辆。当时强对流天气状况为定南县城刮起狂风并伴有暴雨冰雹，瞬时最大风力达 11级，大风持续十几分钟。大风后钟某拍下车子被砸照片并报警，随后起诉李某要求赔偿13万元，包括修车款7万元及车辆贬值折损6万元。
BAPV光伏组件吹落砸坏车辆
（二）台风过境光伏电板受损案例
案例详情：2017年6月，开平市某酒店与一家环保太阳能热泵公司签订《光伏并网发电项目合同》，约定由该公司为酒店楼顶光伏并网发电项目提供技术方案设计、设备供应及调试安装。同年8月23日，受台风 “天鸽” 影响，公司已安装在酒店楼顶的部分光伏电板被大风吹毁，同时酒店施工区域已搭建的铁硼及附属物被吹落，也导致部分光伏电板被砸毁。事发后，双方核定毁坏光伏电板共369块，总价值43.17万元。
这些案例引发了我们对如何更好地保障光伏电站安全及应对极端天气的思考。为何现有光伏面对强风如此脆弱？
二、现有光伏系统难以应对强风的问题剖析
（一）屋顶承载能力与适配性
1.承载能力有限
许多屋顶在设计之初并未考虑到光伏系统的安装，其本身的承载能力有限。例如一些老旧住宅或轻型商业建筑的屋顶，结构较为薄弱。当强风来袭时，屋顶在承受光伏系统额外重量的基础上，还要抵抗风的作用力，可能导致屋顶结构变形甚至损坏。这不仅会影响光伏系统的稳定性，还可能对整个建筑的安全性构成威胁。
屋顶光伏需要大量混泥土条基础配重对屋顶结构形成安全隐患
2.屋顶结构与光伏系统适配不佳
不同结构的屋顶对光伏系统的安装和抗风能力有不同影响。如曲面屋顶或不规则形状的屋顶，可能无法为光伏系统提供稳定的安装平面。在安装光伏组件和支架时，难以实现理想的布局和固定方式，使得光伏系统在强风下更容易受到不均匀的风力作用，增加了被破坏的风险。
带一定倾斜角度的安装方式大大增加屋面的体型系数和风荷载，更加容易引发因强风导致的破坏。
屋面结构脆弱导致光伏屋顶坍塌
（二）安装结构稳定性
1.固定方式可靠性低
屋顶光伏系统的固定方式往往存在薄弱环节。一些常见的固定方式，如采用混凝土配重块将支架固定在屋顶上，可能无法提供足够的抗风性能，对于一些轻质屋顶（如彩钢板屋顶），采用卡扣的固定方式可能无法提供足够的拉力来抵抗强风，容易导致光伏系统被整体掀翻。
采用配重块固定的光伏被整体吹翻
2.支架结构缺陷
支架是支撑光伏组件的关键结构，但现有的一些屋顶光伏支架在设计上存在缺陷。部分支架的结构形式简单，缺乏足够的强度和稳定性。例如，一些支架的框架结构较为单薄，在强风作用下容易发生弯曲变形。而且支架之间的连接部位往往是受力的薄弱点，在强风的冲击下可能会断裂，从而使整个光伏系统失去支撑而遭到破坏。
光伏支架难以承受强风损坏
（三）组件面积与风阻
光伏组件具有较大的平面面积，且近年来组件面积越来越大，在强风中会产生较大的风阻。大面积的光伏板阵列在屋顶上就像一个个 “帆”，在强风下承受着相当大的风力负荷。
不同风速下光伏组件风载变化
（四）光伏组件材料强度
光伏组件的边框和内部框架的强度有限。在强风的反复冲击下，边框可能会变形，框架可能会断裂。例如，一些采用铝合金边框的组件，在强风长时间作用下，铝合金的强度可能无法抵御风力产生的应力，导致边框弯曲，影响组件与支架的连接紧密性，使组件在屋顶上的固定变得不稳定。
光伏组件强度不足大量损坏
从以上分析不难看出，现有光伏系统难以应对强风天气的原因是多方面的，即有屋顶基础与安装结构方面的原因，更有光伏组件自身特性方面的原因，我们期待新产品和新技术方案来提高光伏系统抗灾能力，来应对风险和减少损失。
面对现有光伏系统在极端天气下的种种问题，赫里欧光伏瓦系统凭借全球首创建材化发电专利（合计各类专利200余项），以其独特建材化优势和系统创新技术，脱颖而出，为光伏用户提供了可靠的解决方案。
赫里欧光伏瓦采用全钢背板结构和面层采用钢化玻璃，完全实现A2防火建材功能，可行走踩踏，大大增加光伏板强度；
.无缝与建筑结构通过穿透式结构连接，直接代替或加固建筑面层材料，光伏瓦和墙面材料与建筑表面充分融合和贴合，安装后不改变建筑体型系数，也不增加任何建筑风荷载，更加有效抵御风揭破坏；
.通过发明专利的串并联电路设计，有效消除热斑效应；
.采用安全低压120V级的直流发电系统，有效避免屋面高压直流拉弧的火灾隐患，有效屏蔽PID电势诱导衰减。
.采用隔离型低压组串逆变器系统，有效实现组件级的监控和最佳效率（MPPT）跟踪，安装于建筑完全无需考虑朝向和阴影遮挡，能装尽装，100%全覆盖，真正实现为建筑穿上安全发电的衣服。
以上功能在应对强风天气方面，赫里欧产品从以下几个方面进行了产品和技术突破：
（一）高强度材料和优秀的抗冲击性能
赫里欧光伏瓦采在材料选择上进行了创新突破，产品选择了高强度的镀铝锌钢板作为背板，与复合发电层层压一体成型，具有良好的韧性和刚性。即使在强风携带杂物冲击或遭受其他外力撞击时，也能保持建筑面层材料的完好无损。其抗冲击性能经过了严格的测试和验证，能够有效抵御强风天气中可能出现的各种冲击，确保光伏瓦在恶劣环境下的稳定性和可靠性。例如，在模拟强风夹杂冰雹的实验环境中，赫里欧光伏瓦表现出色，冰雹撞击后表面无明显损伤，依然能够正常工作，为光伏系统的稳定运行提供了坚实的基础。
（二）针对建筑屋顶设计，符合建筑需求
赫里欧光伏瓦注重与建筑结构的一体化融合，在设计上充分考虑了建筑的整体力学性能和美学要求。在安装过程中，与屋顶的承重结构紧密结合，成为建筑整体的一部分，不仅增强了屋顶的整体稳定性，还提高了光伏系统的抗风能力。例如，在一些新建建筑项目中，赫里欧光伏瓦与建筑的钢结构或混凝土结构协同设计，将光伏瓦的固定点与建筑的主要承重构件相连，使光伏系统能够承受更大的风力荷载。同时，光伏瓦的外观设计与建筑风格相协调，有多种颜色和款式可供选择，能够在满足发电功能的同时，提升建筑的整体美观度，实现了功能与美观的有机统一。
考虑屋顶防水与通风等功能需求在屋顶设计中，防水和通风是非常重要的功能。赫里欧光伏瓦在这方面也进行了精心设计，采用了独特的防水密封技术，确保在强风暴雨等极端天气下，雨水不会渗透到屋顶内部。光伏瓦之间的连接部位采用了特殊的密封胶条和防水结构，有效防止雨水渗漏，延长屋顶的使用寿命。这样的设计既满足了光伏系统的运行要求，又兼顾了建筑屋顶的基本功能需求，为用户提供了全方位的解决方案。
赫里欧的产品以及解决方案已经入选了《钢结构建筑金属维护系统构造图集》，提供给广大设计人员参考使用，有兴趣的朋友可以前往赫里欧官网阅读下载。
（三）优秀的抗风揭能力
独特的安装系统与固定方式赫里欧光伏瓦配备了一套独特的安装系统，其核心在于将光伏瓦与屋顶结构紧密相连。能够承受更大的拉力和剪切力，在强风作用下，确保光伏瓦不会被轻易揭起。
结构优化与风荷载分散光伏瓦的结构进行了优化设计，以提高其抗风揭能力。从外形上看，采用了整体流线型的设计，安装后没有常规光伏的缝隙和预留的检修带，减少了风的阻力。再加上产品本身远高于普通光伏组件的整体强度和刚性，抗风揭能力提升了30% 以上。
按照国际标准IEC61215和IEC61646的相关规定，光伏夹具的拉拔力试验分为两个级别进行，分别是I级测试和Ⅱ级测试。I级测试主要针对于固定在光伏板上的夹具，测试中的拉拔力为600N，Ⅱ级测试则是针对非光伏板安装用的夹具，最大拉拔力为1200N。
而赫里欧光伏瓦采用410不锈钢自攻钉螺丝固定，经测试可提供2000N拉拔力，远大于常规光伏采用的夹具标准，所以拥有更优秀的抗风揭能力。
赫里欧光伏瓦采用410不锈钢螺丝与屋面结构穿透式连接固定
（四）美观与耐用的完美结合
赫里欧光伏瓦不仅在性能上表现出色，在外观设计上也独具匠心。它通过技术手段解决了光伏阴影遮挡问题，能够与各种建筑屋顶全面覆盖，完美融合，为您的屋顶增添一道亮丽的风景线。同时，赫里欧光伏瓦具有良好的耐久性，能够经受住长期的风吹日晒雨淋，通过智能管理系统能够智能维护，实现免维护极大降低了光伏后期运维成本。
BAPV屋顶依靠金属瓦防水耐候，运行十年左右的状况
赫里欧光伏瓦在屋顶实现全面覆盖和加强
赫里欧光伏瓦应用于仿古徽派建筑
赫里欧解决方案入选2024年国家工信部技术指南
今年第13号台风“贝碧嘉”，以其14级的狂风（风速高达42米/秒，强台风级），成为75年来登陆上海的最强台风。狂风肆虐之下，城市景象仿佛经历了一场洗礼，大树连根拔起，标志牌支离破碎，路灯偏转方向，共享单车更是横七竖八地倒在路边。然而，在这片混乱之中，赫里欧新能源上海智慧岛BIPV分布式光伏项目却以它坚韧不拔的姿态，成为了这场自然灾害中的一道亮丽风景线。
赫里欧光伏项目在台风过后完好无损
在民居屋顶上与原有屋顶人字系统无缝贴合覆盖（上海闵行户用屋顶）
在极端天气日益频繁的今天，选择一款可靠、安全、高效的光伏产品至关重要。赫里欧光伏瓦凭借其在应对极端天气方面的卓越优势和创新技术，为您的光伏发电系统提供了全方位的保护，让您无需再为极端天气带来的问题而担忧。无论是面对强风、冰雹、高温还是暴雪，赫里欧光伏瓦都能稳定运行，持续为您输出清洁能源！
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