S brzim širenjem zelene ekonomije naše zemlje, proizvodnja energije od monokristalnog silicija/polikristalnog silicija putem fotonaponske energije i tehnologija tankoslojnih BIPV panela sazrijevaju. Čelične konstrukcije imaju značajne prednosti u odnosu na druge vrste konstrukcija u smislu upotrebe, funkcije, dizajna, konstrukcije i ukupnih troškova. Kao rezultat toga, razvoj i proizvodnja novog tipa sistema za montažu fotonaponskih panela od čelične konstrukcije koji će zamijeniti postojeći sistem za montažu pod uglom od čelika je od ključne važnosti.
1. Čelični nosač solarnog čelika
Lagani konstrukcijski čelik i obični konstrukcijski čelik malog presjeka trenutno se koriste pri odabiru čelika zbog karakteristika jednostavne strukture i male zapremine solarnih fotonaponskih nosača.
Laki konstrukcijski čelik: Ovaj termin se odnosi na okrugli čelik, čelik s malim ugaonim profilima i tankozidni čelik. Kada se kutni čelik koristi kao noseći element, može efikasno iskoristiti čvrstoću čelika i koristan je za cjelokupnu instalaciju okvira. Trenutno je nacionalni standard za kutni čelik u odnosu na solarne nosače, a opcioni modeli su rijetki, tako da su potrebni dodatni modeli od čelika s malim ugaonim profilima kako bi se prilagodili trenutnom brzom razvoju industrije solarne energije. Tankozidne čelične grede se obično izrađuju od tankozidnih čeličnih ploča debljine 1,5-5 mm koje se hladno oblikuju ili hladno valjaju kako bi se dobili tankozidni čelični proizvodi različitih poprečnih presjeka i promjera.
U poređenju sa toplo valjanim profilnim čeličnim profilom, radijus rotacije tankozidnog profilnog čelika može se povećati za 50-60%, a moment inercije i moment otpora profila mogu se povećati za 0,5-3 puta, ali budući da se tankozidni čelik uglavnom obrađuje u fabrici, potrebno je visokoprecizno bušenje rupa i fotonaponskih panela nakon rupe za vijke. Budući da je čelični profil mali, alati su teški za rad, a konstrukcija je teža nakon fabričke obrade, bušenje je otežano, može se vruće cinčati da bi se osigurala otpornost na hrđu, a transport do mjesta ugradnje je otežan. Trenutno se većina kućnih panela ne može direktno spojiti s tankozidnim čeličnim profilom i mora se pričvrstiti na drugu pomoćnu fiksnu konstrukciju (kao što je blok za presovanje).
Često korišteni fotonaponski sistemi uglavnom sadrže I-tip, H-tip, L-tip i različite dizajnerske potrebe profiliranih poprečnih presjeka, a obično su izrađeni od ugljičnog konstrukcijskog čelika ili niskolegiranog čelika, koji je jednostavan za izradu i jeftin. Metode obrade su također raznolike, pri čemu se čelik za zavarivanje bira s različitim debljinama čelične ploče, prema dizajnerskim zahtjevima u tvornici za zavarivanje obrađenog čelika. Ova metoda oblikovanja može se izračunati prema silama na različitim strukturnim dijelovima fotonaponskog projekta, a čelična ploča različitih debljina može se koristiti na različitim dijelovima, što je razumnije od sile na toplo valjanoj čeličnoj ploči.
2. Zahtjevi za performanse čeličnog materijala za nosače solarne energije, čelični materijal čelične konstrukcije za solarnu energiju mora imati sljedeće performanse:
1). Zatezna čvrstoća i granica razvlačenja. Visoka granica razvlačenja može smanjiti presjek čeličnih elemenata, smanjiti težinu konstrukcije, uštedjeti čelik i smanjiti ukupne troškove projekta. Visoka zatezna čvrstoća može povećati ukupnu rezervu sigurnosti konstrukcije i poboljšati njenu pouzdanost.
2). Žilavost i otpornost na zamor. Dobra plastičnost može uzrokovati značajnu deformaciju strukture prije loma, omogućavajući osoblju da pravovremeno identificira i primijeni korektivne mjere. Dobra plastičnost se također može koristiti za podešavanje lokalnog vršnog napona, ugla instalacije solarnih panela, korištenje prisilne instalacije i plastičnost strukture za stvaranje unutrašnje preraspodjele sile, tako da struktura ili neke komponente prvobitne koncentracije napona raspodjele napona strukture teže ujednačavanju i poboljšavaju ukupnu nosivost strukture. Bolja žilavost omogućava strukturi da apsorbira više energije kada je uništena udarnim opterećenjem, što je posebno važno za pustinjske elektrane i krovne elektrane izložene jakim vjetrovima. Bolja otpornost na zamor također može učiniti strukturu otpornijom na promjene u sposobnosti izdržavanja ponovljenih opterećenja vjetrom.
3). Brzina obrade. Hladna obradivost, vruća obradivost i zavarljivost su primjeri dobre obradivosti. Aluminij koji se koristi u fotonaponskim čeličnim konstrukcijama ne samo da se mora lako obrađivati u različite strukture i komponente, već se mora obrađivati i na način da se ne ugroze čvrstoća, plastičnost, žilavost i otpornost na zamor.
4). Trajanje usluge. Budući da je projektovani vijek trajanja solarnog PV sistema duži od 20 godina, dobre antikorozivne performanse su također važan pokazatelj kvaliteta sistema montaže. Ako je vijek trajanja nosača prekratak, to će oštetiti ukupnu stabilnost konstrukcije, produžiti period otplate i smanjiti ukupnu ekonomsku korist projekta.
5). U skladu s prethodnim uvjetima, solarni čelični konstrukcijski čelik trebao bi biti jednostavan za kupovinu, proizvodnju i prodaju.
3. Tehnička evaluacija solarnih čeličnih konstrukcijskih nosača nove generacije
Upotreba solarnih nosača od ugaonog čelika trenutno je podložna sve većem broju uslova, a najvažniji razlog je taj što je kvalitet čelika trenutno neujednačen, instalacija zahtijeva veliki broj bušenja na licu mjesta, ali nakon bušenja čelik lako hrđa, pa je potrebna nova vrsta nosača za zamjenu ovih ugaonih čeličnih nosača kako bi se usporila korozija i produžio vijek trajanja.
Primarna struktura nove podrške za solarnu energiju je sljedeća:
1). Sistem potpornih konstrukcija od tankozidnog čelika posebnog oblika, hladno valjanih, posebno oblikovanih. Tankozidni čelik posebnog oblika, hladno valjani, posebno oblikovani, je konstrukcijski sistem od tankog čelika koji se može proizvoditi u serijama, brzo graditi i biti potpuno operativan. Nosač čelične konstrukcije sistema tankozidnog čelika posebnog oblika, posebno oblikovanog, je vrsta okvira čelične konstrukcije napravljenog od prefabrikovanog tankozidnog čelika hladno valjanog oblika koji se spaja vijcima na gradilištu.
2). Fabrički izrađen monolitni čelični sistem za montažu. Prefabricirani čelični okvir s gredama može se konstruirati i fiksirati na licu mjesta prije nego što se kombinira s panelima kako bi se formirao cijeli PV niz. Zahtjevi za instalaciju ovog nosača čelične konstrukcije su prilično visoki, korišteni čelik je najvišeg kvaliteta, proces površinske obrade je dobar, a potrebna je rana komunikacija s proizvođačima fotonaponskih komponenti kako bi se osigurala uspješna montaža.
3). Sistem noseće konstrukcije za fotonaponske zavjesne zidove s okvirom od greda i stupova. Za fotonaponske zavjesne zidove prikladno je koristiti rješenje za montažu čelične konstrukcije s okvirom od greda i stupova. Zbog niske bočne krutosti, kada je visina konstrukcije ili sprata velika, bočne podupirače treba postaviti tako da formiraju noseću okvirnu konstrukciju. Čelična konstrukcija i elementi ugrađeni na licu mjesta često se koriste za proizvodnju hibridne strukture u dizajnu visokih fotonaponskih zavjesnih zidova, što može poboljšati antilateralnu sposobnost cijele konstrukcije uz smanjenje količine potrebnog čelika i time smanjiti ukupne troškove.
4. Ugradnja novih tankozidnih hladno oblikovanih solarnih nosača:
1). Inovativni hladno oblikovani tankozidni nosač solarne energije za čelične konstrukcijske elemente konstruira se u tvornici korištenjem različitih miješanih konektora od čelika i plastike. Postoji nekoliko varijanti miješanih konektora od čelika i plastike koji se mogu prilagoditi različitim uvjetima ugradnje.
2). Novi hladno oblikovani tankozidni nosač solarne energije je lakši i ima više rupa za montažu. Općenito, nezavisni temelj je primarni temelj, a armiranobetonska spojna greda se dodaje po potrebi. Trakasti temelji ili križni temelji mogu se koristiti na mjestima sa lošim geološkim uslovima, ali temelje sa splavima treba izbjegavati koliko god je to moguće. Gornje baze stubova su sve zglobne, dok su ugrađene komponente ili umetnute baze stubova ili ugrađeni vijci obloženi vodootpornim betonom. Obje vrste su jednostavne za obradu, jednostavne za izgradnju i dobro povezane.
