З хуткім пашырэннем «зялёнай» эканомікі нашай краіны, вытворчасць фотаэлектрычнай энергіі на аснове монакрышталічнага/полікрышталічнага крэмнію і тэхналогія тонкаплёнкавых двухфактарных фотаэлектрычных элементаў (BIPV) набываюць усё большае значэнне. Сталёвыя канструкцыі маюць значныя перавагі перад іншымі тыпамі канструкцый з пункту гледжання выкарыстання, функцыянальнасці, дызайну, будаўніцтва і агульнага кошту. У выніку распрацоўка і вытворчасць новага тыпу сістэмы мацавання фотаэлектрычных элементаў з сталёвых канструкцый для замены існуючай вуглавой сталёвай сістэмы мацавання мае вырашальнае значэнне.
1. Сталёвы тып сонечнага сталёвага кранштэйна
У цяперашні час пры выбары сталі выкарыстоўваюцца лёгкая канструкцыйная сталь і звычайная канструкцыйная сталь дробнага сячэння з-за прастаты канструкцыі і невялікага аб'ёму сонечных фотаэлектрычных апор.
Лёгкая канструкцыйная сталь: гэты тэрмін адносіцца да круглай сталі, сталі з малым вуглом і танкасценнай сталі. Калі вуглавая сталь выкарыстоўваецца ў якасці апорнага элемента, яна можа эфектыўна выкарыстоўваць трываласць сталі і быць карыснай для агульнай устаноўкі каркаса. У цяперашні час нацыянальны стандарт вуглавой сталі адносна сонечнай апоры, дадатковых мадэляў няшмат, таму неабходныя дадатковыя мадэлі з вуглавой сталі з малым вуглом, каб адаптавацца да бягучага хуткага развіцця сонечнай энергетыкі. Танкасценныя сталёвыя прагоны звычайна вырабляюцца з тонкасценных сталёвых лістоў таўшчынёй 1,5-5 мм, якія падвяргаюцца халоднаму фармаванню або халоднакатанню для атрымання тонкасценных сталёвых вырабаў з рознымі папярочнымі сячэннямі і дыяметрамі.
У параўнанні з гарачакатанай сталёвай канструкцыяй, радыус кручэння тонкасценнай сталёвай канструкцыі можа быць павялічаны на 50-60%, а момант інэрцыі і момант супраціву канструкцыі могуць быць павялічаны ў 0,5-3 разы, але, паколькі тонкасценная сталь у асноўным апрацоўваецца на заводзе, існуе патрэба ў высокадакладным свідраванні адтулін і фотаэлектрычных панэляў пасля адтуліны пад шрубу. Паколькі сталёвая канструкцыя невялікая, інструменты цяжка выкарыстоўваць, а канструкцыя пасля заводскай апрацоўкі больш складаная, свідраванне гузіка абцяжарваецца, можна гарачае ацынкаванне, каб пазбегнуць іржы, транспарціроўка да месца ўстаноўкі. У цяперашні час большасць бытавых панэляў нельга непасрэдна злучыць з тонкасценнай сталёвай канструкцыяй і трэба прымацаваць да іншай дапаможнай фіксаванай канструкцыі (напрыклад, прэс-блока).
Часта выкарыстоўваныя фотаэлектрычныя элементы звычайна маюць I-падобныя, H-падобныя, L-падобныя і розныя канструкцыйныя патрабаванні да прафілявання папярочных сячэнняў і звычайна вырабляюцца з вугляродзістай канструкцыйнай сталі або нізкалегіраванай сталі, што лёгка ў вытворчасці і мае нізкі кошт. Метады апрацоўкі таксама разнастайныя, прычым зварачная сталь выбіраецца з рознай таўшчыні сталёвага ліста ў адпаведнасці з патрабаваннямі да праектавання на заводзе па зварцы профільнай сталі. Гэты метад фармавання можа быць разлічаны ў залежнасці ад сіл, якія прымяняюцца да розных канструкцыйных частак фотаэлектрычнага праекта, і сталёвы ліст рознай таўшчыні можа выкарыстоўвацца ў розных частках, што больш разумна, чым сіла, прымяняемая да гарачакатанага аднаразовага сталёвага ліста.
2. Патрабаванні да эксплуатацыйных характарыстык сталёвага матэрыялу для апоры сонечнай энергіі. Сталёвы матэрыял сталёвай канструкцыі сонечнай энергіі павінен мець наступныя характарыстыкі:
1). Мяжа цякучасці і разрыў. Высокая мяжа цякучасці можа паменшыць сячэнне сталёвых элементаў, знізіць вагу канструкцыі, зэканоміць сталь і знізіць агульны кошт праекта. Высокая трываласць на расцяжэнне можа павялічыць агульны запас трываласці канструкцыі і палепшыць яе надзейнасць.
2). Трываласць і ўстойлівасць да стомленасці. Добрая пластычнасць можа прывесці да значнай дэфармацыі канструкцыі да разбурэння, што дазваляе персаналу своечасова вызначаць і ўкараняць карэкціруючыя дзеянні. Добрая пластычнасць таксама можа быць выкарыстана для карэкціроўкі лакальнага пікавага напружання, вугла ўстаноўкі сонечных панэляў, выкарыстання прымусовай ўстаноўкі і пластычнасці канструкцыі для стварэння ўнутранага пераразмеркавання сіл, так што канструкцыя або некаторыя кампаненты першапачатковай канцэнтрацыі напружанняў размеркавання напружанняў канструкцыі імкнуцца да аднастайнасці і паляпшаюць агульную апорную здольнасць канструкцыі. Лепшая трываласць дазваляе канструкцыі паглынаць больш энергіі пры разбурэнні ўдарнай нагрузкай, што асабліва важна для пустынных электрастанцый і дахавых электрастанцый, якія падвяргаюцца ўздзеянню моцных вятроў. Лепшая трываласць да стомленасці таксама можа зрабіць канструкцыю больш устойлівай да змен здольнасці вытрымліваць паўторныя ветравыя нагрузкі.
3). Хуткасць апрацоўкі. Халодная апрацоўвальнасць, гарачая апрацоўвальнасць і зварвальнасць — усё гэта прыклады добрай апрацоўванасці. Алюміній, які выкарыстоўваецца ў сталёвых фотаэлектрычных канструкцыях, павінен не толькі лёгка апрацоўвацца ў розныя структуры і кампаненты, але і апрацоўвацца такім чынам, каб не пагаршацца трываласць, пластычнасць, ударная глейкасць і ўстойлівасць да стомленасці.
4). Працягласць службы. Паколькі разліковы тэрмін службы сонечнай фотаэлектрычнай сістэмы перавышае 20 гадоў, добрыя антыкаразійныя характарыстыкі таксама з'яўляюцца важным паказчыкам якасці сістэмы мацавання. Калі тэрмін службы апоры занадта кароткі, гэта пашкодзіць агульную ўстойлівасць канструкцыі, падаўжаючы тэрмін акупнасці і зніжаючы агульную эканамічную выгаду ад праекта.
5). У адпаведнасці з папярэднімі ўмовамі, сталёвыя канструкцыі для сонечных батарэй павінны быць простымі ў куплі, вытворчасці і продажы.
3. Тэхнічная ацэнка сталёвых апор сонечных батарэй новага пакалення
Выкарыстанне вуглавых сталёвых апор сонечнай энергіі ў цяперашні час залежыць ад усё большай колькасці ўмоў, найбольш важнай прычынай якіх з'яўляецца тое, што якасць сталі ў цяперашні час неаднастайная, мантаж патрабуе вялікай колькасці свідравання на месцы, але пасля свідравання сталь лёгка іржавее, таму для замены гэтых вуглавых сталёвых кранштэйнаў патрабуецца новы тып кранштэйна, каб запаволіць карозію і падоўжыць тэрмін службы.
Асноўная структура новай падтрымкі сонечнай энергіі выглядае наступным чынам:
1). Сістэма апорных канструкцый са спецыяльна прафіляваных тонкасценных сталёвых канструкцый халоднага фармавання. Спецыяльная прафіляваная тонкасценная сталь халоднага фармавання — гэта лёгкая сталёвая канструкцыйная сістэма, якую можна вырабляць партыямі, хутка будаваць і цалкам эксплуатаваць. Кранштэйн сталёвай канструкцыі спецыяльнай прафіляванай тонкасценнай сталёвай канструкцыі — гэта тып сталёвага каркаса, вырабленага з загадзя вырабленай тонкасценнай сталі халоднага фармавання, які злучаецца балтамі на будаўнічай пляцоўцы.
2). Заводская маналітная сталёвая мантажная сістэма. Зборны сталёвы каркас з прагонамі можа быць выраблены і замацаваны на месцы, перш чым аб'яднацца з панэлямі для фарміравання ўсяго фотаэлектрычнага масіва. Патрабаванні да ўстаноўкі гэтага сталёвага кранштэйна даволі высокія, выкарыстоўваецца сталь найвышэйшай якасці, працэс апрацоўкі паверхні добры, і для забеспячэння паспяховай зборкі неабходная ранняя кансультацыя з вытворцамі фотаэлектрычных кампанентаў.
3). Сістэма апорнай канструкцыі для фотаэлектрычных навясных сцен з бэлькава-калоннай рамай. Для фотаэлектрычных навясных сцен мэтазгодна выкарыстоўваць сталёвую канструкцыю з бэлькава-калоннай рамай. З-за нізкай папярочнай калянасці, калі вышыня канструкцыі або паверха высокая, бакавыя распоркі павінны быць устаноўлены для фарміравання апорнай каркаснай канструкцыі. Сталёвая канструкцыя і літыя на месцы ўбудаваныя элементы часта выкарыстоўваюцца для стварэння гібрыднай канструкцыі пры праектаванні вышынных фотаэлектрычных навясных сцен, што можа палепшыць супрацьпавярховую здольнасць усёй канструкцыі, адначасова змяншаючы колькасць неабходнай сталі і, такім чынам, зніжаючы агульны кошт.
4. Усталёўка новых тонкасценных кампанентаў сонечнай апоры халоднага фармавання:
1). Інавацыйная халоднафармаваная тонкасценная апора сонечнай энергіі для сталёвых канструкцый вырабляецца на заводзе з выкарыстаннем розных змешаных злучальнікаў са сталі і пластыку. Існуе некалькі разнавіднасцяў змешаных злучальнікаў са сталі і пластыку, якія можна адаптаваць да розных умоў мантажу.
2). Новая халоднакатаная тонкасценная апора сонечнай энергіі лягчэйшая па вазе і мае больш мантажных адтулін. Як правіла, незалежны падмурак з'яўляецца асноўным падмуркам, да якога па меры неабходнасці дадаецца жалезабетонная злучальная бэлька. У месцах з дрэннымі геалагічнымі ўмовамі можна выкарыстоўваць стужачныя або крыжаваныя падмуркі, але варта пазбягаць плітных падмуркаў, наколькі гэта магчыма. Верхнія асновы калон маюць шарнірнае мацаванне, а ўбудаваныя кампаненты - гэта альбо ўстаўленыя асновы калон, альбо ўбудаваныя балты, зачыненыя воданепранікальным бетонам. Абодва тыпы простыя ў апрацоўцы, лёгкія ў будаўніцтве і добра злучаныя.
