С бързото разрастване на зелената икономика на страната ни, фотоволтаичното производство на енергия от монокристален/поликристален силиций и тънкослойната BIPV технология се развиват. Стоманените конструкции имат значителни предимства пред други видове конструкции по отношение на употреба, функция, дизайн, конструкция и обща цена. В резултат на това, разработването и производството на нов тип система за монтаж на фотоволтаични системи от стоманени конструкции, която да замени настоящата ъглова стоманена система за монтаж, е от решаващо значение.
1. Стоманена скоба за слънчева стомана
Лекотоварната конструкционна стомана и обикновената конструкционна стомана с малко сечение понастоящем се използват при избора на стомана поради характеристиките на простата структура и малкия обем на слънчевите фотоволтаични опори.
Лека конструкционна стомана: Този термин се отнася до кръгла стомана, стомана с малки ъгли и тънкостенна стомана. Когато ъгловата стомана се използва като носещ елемент, тя може ефективно да използва здравината на стоманата и е полезна за цялостната монтажна рамка. В момента националният стандарт за ъглова стомана по отношение на слънчевата опора е ограничен, като опционалните модели са малко, така че са необходими допълнителни модели от стомана с малки ъгли, за да се адаптират към бързото развитие на слънчевата енергийна индустрия. Тънкостенните стоманени греди обикновено се изработват от тънкостенни стоманени плочи с дебелина 1,5-5 мм, които се студено формоват или студено валцуват, за да се получат тънкостенни стоманени продукти с различни напречни сечения и диаметри.
В сравнение с горещовалцуваната стомана, радиусът на въртене на тънкостенната стомана може да се увеличи с 50-60%, а инерционният момент и моментът на съпротивление на профила могат да се увеличат с 0,5-3 пъти. Но тъй като тънкостенната стомана се обработва предимно във фабриката, е необходимо високо прецизно пробиване на отвори и фотоволтаични панели след отвора за винт. Тъй като стоманената секция е малка, инструментите са трудни за работа, а конструкцията е по-трудна след фабричната обработка, пробиването на копче, горещото поцинковане, устойчиво на ръжда, и транспортирането до мястото на монтаж. В момента повечето битови панели не могат да бъдат директно свързани с тънкостенна стомана и трябва да бъдат закрепени към друга спомагателна неподвижна конструкция (като пресоващ блок).
Често използваните фотоволтаични системи обикновено съдържат I-тип, H-тип, L-тип и различни дизайнерски нужди от профилирани напречни сечения и обикновено са изработени от въглеродна конструкционна стомана или нисколегирана стомана, което е лесно за изграждане и с ниска цена. Методите на обработка също са разнообразни, като стоманата за заваряване се избира с различна дебелина на стоманената плоча, в зависимост от проектните изисквания при фабричното заваряване на обработваната стомана. Този метод на формоване може да се изчисли според силите върху различните структурни части на фотоволтаичния проект и стоманената плоча с различна дебелина може да се използва в различни части, което е по-разумно от силата върху горещовалцувана еднократна стоманена плоча.
2. Изисквания за характеристиките на стоманените материали за носещи конструкции за слънчева енергия: стоманеният материал на стоманената конструкция за слънчева енергия трябва да има следните характеристики:
1). Якост на опън и граница на провлачване. Високата граница на провлачване може да намали сечението на стоманените елементи, да намали теглото на конструкцията, да спести стомана и да намали общите разходи по проекта. Високата якост на опън може да увеличи общия резерв на безопасност на конструкцията и да подобри нейната надеждност.
2). Издръжливост и устойчивост на умора. Добрата пластичност може да доведе до значителна деформация на конструкцията преди повреда, което позволява на персонала да идентифицира и приложи коригиращи действия своевременно. Добрата пластичност може да се използва и за регулиране на локалното пиково напрежение, ъгъла на монтаж на слънчевия панел, използването на принудително монтиране и пластичността на конструкцията, за да се получи вътрешно преразпределение на силите, така че конструкцията или някои компоненти на първоначалната концентрация на напрежение в разпределението на напрежението на конструкцията да се стремят да се изравнят и да подобрят общата носеща способност на конструкцията. По-добрата издръжливост позволява на конструкцията да абсорбира повече енергия, когато е разрушена от ударно натоварване, което е особено важно за пустинни електроцентрали и покривни електроцентрали, изложени на силни ветрове. По-добрата устойчивост на умора може също да направи конструкцията по-устойчива на промени в способността ѝ да издържа на повтарящи се ветрови натоварвания.
3). Скорост на обработка. Студената обработваемост, горещата обработваемост и заваряемостта са примери за добра обработваемост. Алуминият, използван във фотоволтаични стоманени конструкции, не само трябва лесно да се обработва машинно в различни структури и компоненти, но и трябва да се обработва по такъв начин, че да не се компрометират якостта, пластичността, жилавостта и устойчивостта на умора.
4). Продължителност на експлоатацията. Тъй като проектният живот на слънчевата фотоволтаична система е повече от 20 години, добрите антикорозионни характеристики също са важен показател за качеството на монтажната система. Ако животът на опората е твърде кратък, това ще наруши общата стабилност на конструкцията, удължавайки периода на възвръщаемост и намалявайки общата икономическа полза от проекта.
5). В съответствие с предходните условия, стоманените конструкции за слънчева енергия трябва да бъдат лесни за закупуване, производство и продажба.
3. Техническа оценка на ново поколение стоманени структурни опори за слънчева енергия
Използването на ъглови стоманени опори за слънчева енергия в момента е обект на все повече условия, като най-важната причина е, че качеството на стоманата в момента е неравномерно, монтажът изисква голям брой пробивания на място, но след пробиване стоманата лесно ръждясва, така че е необходим нов тип скоба, която да замени тези ъглови стоманени скоби, за да се забави корозията и да се удължи експлоатационният живот.
Основната структура на новата система за поддръжка на слънчевата енергия е следната:
1). Система от специално оформени тънкостенни стоманени носещи конструкции, изработени от студеноформована стомана. Специално оформената тънкостенна стомана със студеноформована стомана е лека стоманена конструктивна система, която може да се произвежда на партиди, да се сглобява бързо и да е напълно функционираща. Конзолата на стоманена конструкция на специално оформена тънкостенна стоманена конструкция е вид стоманена рамка, изработена от предварително изработена тънкостенна стомана със студеноформована стомана, която се закрепва с болтове на строителната площадка.
2). Фабрично изработена монолитна стоманена монтажна система. Сглобяемата стоманена рамка с греди може да бъде изградена и фиксирана на място, преди да бъде комбинирана с панели, за да се образува целият фотоволтаичен панел. Изискванията за монтаж на тази стоманена конструкция са доста високи, използваната стомана е с най-високо качество, процесът на повърхностна обработка е добър и е необходима ранна комуникация с производителите на фотоволтаични компоненти, за да се осигури успешен монтаж.
3). Система за носеща конструкция за фотоволтаични окачени фасади с гредообразна рамка. Подходящо е да се използва стоманена конструкция с гредообразна рамка за монтаж на фотоволтаични окачени фасади. Поради ниската странична коравина, когато височината на конструкцията или етажа е голяма, страничните скоби трябва да бъдат монтирани така, че да образуват носещата рамкова конструкция. Стоманена конструкция и вградени елементи, отлети на място, често се използват за създаване на хибридна конструкция при проектирането на високи фотоволтаични окачени фасади, което може да подобри устойчивостта на цялата конструкция, като същевременно намали необходимото количество стомана и следователно намали общите разходи.
4. Монтаж на нови тънкостенни студеноформовани компоненти за носещи елементи за слънчева енергия:
1). Иновативната студеноформована тънкостенна опора за слънчева енергия за стоманени конструкции се изработва във фабриката с помощта на различни смесени стоманено-пластмасови конектори. Съществуват няколко разновидности на смесени стоманено-пластмасови конектори, които могат да се адаптират към различни условия на монтаж.
2). Новата студеноформована тънкостенна опора за слънчева енергия е по-лека и има повече монтажни отвори. Като цяло, независимият фундамент е основният фундамент, като при необходимост се добавя стоманобетонна свързваща греда. Лентови фундаменти или кръстосани фундаменти могат да се използват на места с лоши геоложки условия, но фундаментите тип „рафт“ трябва да се избягват, доколкото е възможно. Горните основи на колоните са шарнирно свързани, докато вградените компоненти са или вмъкнати основи на колони, или вградени болтове, обвити във водоустойчив бетон. И двата вида са лесни за обработка, лесни за изграждане и добре свързани.
