S rychlým rozvojem zelené ekonomiky naší země se rozvíjí technologie výroby energie z monokrystalického/polykrystalického křemíku a fotovoltaických systémů s tenkým filmem (BIPV). Ocelové konstrukce mají oproti jiným typům konstrukcí značné výhody, pokud jde o použití, funkci, design, konstrukci a celkové náklady. Proto je vývoj a výroba nového typu ocelového fotovoltaického montážního systému, který nahradí současný úhlový ocelový montážní systém, zásadní.
1. Ocelový typ solárního ocelového držáku
V současné době se při výběru oceli používá lehká konstrukční ocel a běžná konstrukční ocel malého průřezu, a to kvůli jejich jednoduché konstrukci a malému objemu solárních fotovoltaických nosičů.
Lehká konstrukční ocel: Tento termín označuje kruhovou ocel, ocel s malým úhlem a tenkostěnnou ocel. Pokud se jako nosný prvek použije ocel s malým úhlem, může efektivně využít pevnost oceli a je užitečný pro celkovou instalaci rámu. V současné době je v souvislosti s podpěrami solárních panelů k dispozici jen málo volitelných modelů, takže je zapotřebí dalších modelů s malým úhlem, aby se přizpůsobilo současnému rychlému rozvoji solárního průmyslu. Tenkostěnné ocelové vaznice se obvykle vyrábějí z tenkostěnných ocelových plechů o tloušťce 1,5–5 mm, které se tvářejí za studena nebo válcují za studena, čímž se vyrábějí tenkostěnné ocelové výrobky s různými průřezy a průměry.
Ve srovnání s válcovanou za tepla ocelí lze poloměr otáčení tenkostěnné oceli zvýšit o 50–60 % a moment setrvačnosti a moment odporu profilu lze zvýšit o 0,5–3krát. Protože se však tenkostěnná ocel zpracovává převážně v továrně, je zapotřebí vysoce přesných otvorů pro vrtání a fotovoltaických panelů po šroubu. Vzhledem k malým rozměrům ocelového profilu se obtížně pracuje s nástroji a konstrukce je po továrním zpracování obtížnější, lze žárově zinkovat proti korozi a přepravovat na místo instalace. V současné době nelze většinu bytových panelů přímo spojovat s tenkostěnnou ocelí a musí být připevněny k jiné pomocné pevné konstrukci (například k lisovacímu bloku).
Často používané fotovoltaické panely obecně zahrnují profily typu I, typu H, typu L a různé konstrukční požadavky na profily. Obvykle se vyrábějí z uhlíkové konstrukční oceli nebo nízkolegované oceli, což je snadno vyrobitelné a levné. Zpracovatelské metody jsou také rozmanité, přičemž svařovaná profilová ocel se volí s různou tloušťkou plechu v závislosti na konstrukčních požadavcích při svařování oceli ve výrobě. Tuto metodu tváření lze vypočítat podle sil působících na různé konstrukční části fotovoltaického projektu a na různé části lze použít ocelové plechy různých tlouštěk, což je rozumnější než síla působící na za tepla válcované jednorázové ocelové plechy.
2. Požadavky na výkon ocelového materiálu pro solární podpěry, ocelový materiál ocelové konstrukce solární energie musí mít následující výkon:
1). Mez kluzu a pevnost v tahu. Vysoká mez kluzu může zmenšit průřez ocelových prvků, snížit hmotnost konstrukce, ušetřit ocel a snížit celkové náklady na projekt. Vysoká pevnost v tahu může zvýšit celkovou bezpečnostní rezervu konstrukce a zlepšit její spolehlivost.
2). Houževnatost a odolnost proti únavě. Dobrá plasticita může způsobit významnou deformaci konstrukce před jejím selháním, což umožňuje personálu včas identifikovat a provést nápravná opatření. Dobrá plasticita může být také použita k úpravě lokálního špičkového napětí, úhlu instalace solárních panelů, použití nucené instalace a plasticity konstrukce k dosažení vnitřní redistribuce sil, takže konstrukce nebo některé její komponenty mají tendenci k rovnoměrnému rozložení napětí v původní koncentraci napětí a zlepšení celkové únosnosti konstrukce. Lepší houževnatost umožňuje konstrukci absorbovat více energie, když je zničena nárazovým zatížením, což je zvláště důležité pro pouštní elektrárny a střešní elektrárny vystavené silnému větru. Lepší odolnost proti únavě může také zvýšit odolnost konstrukce vůči změnám ve schopnosti odolávat opakovanému zatížení větrem.
3). Rychlost zpracování. Zpracovatelnost za studena, zpracovatelnost za tepla a svařitelnost jsou příklady dobré zpracovatelnosti. Hliník používaný ve fotovoltaických ocelových konstrukcích musí být nejen snadno obrábětelný do různých struktur a součástí, ale musí být také obráběn tak, aby nebyla ohrožena jeho pevnost, plasticita, houževnatost a odolnost proti únavě.
4). Délka životnosti. Protože projektovaná životnost solárního fotovoltaického systému je delší než 20 let, je dobrý antikorozní výkon také důležitým ukazatelem kvality montážního systému. Pokud je životnost podpěry příliš krátká, poškodí se celková stabilita konstrukce, prodlouží se doba návratnosti a sníží se celkový ekonomický přínos projektu.
5). V souladu s předchozími podmínkami by měla být ocelová konstrukce pro solární panely snadno koupě, výroba a prodej.
3. Technické hodnocení solárních ocelových konstrukčních podpěr nové generace
Použití úhlových ocelových solárních držáků v současnosti podléhá stále více podmínkám, přičemž nejdůležitějším důvodem je, že kvalita oceli je v současné době nerovnoměrná, instalace vyžaduje velké množství vrtání na místě, ale po vrtání ocel snadno rezaví, takže je nutný nový typ konzoly, která tyto úhlové ocelové konzoly nahradí, aby se zpomalila koroze a prodloužila se životnost.
Primární struktura nové podpory solární energie je následující:
1). Systém nosných konstrukcí ze speciálních profilů z tenkostěnné oceli tvarované za studena. Speciálně profilovaná tenkostěnná ocel tvarovaná za studena je tenkostěnný ocelový konstrukční systém, který lze vyrábět v dávkách, rychle postavit a plně provozovat. Konzola ocelové konstrukce speciálního profilovaného tenkostěnného ocelového konstrukčního systému tvarovaného za studena je typ ocelového rámu vyrobeného z prefabrikované tenkostěnné oceli tvarované za studena, který se na staveništi sešroubuje.
2). Montážní systém z monolitické oceli vyrobený v továrně. Prefabrikovaný ocelový rám s vaznicemi lze sestavit a upevnit na místě předtím, než se s panely spojí a vytvoří tak celé fotovoltaické pole. Instalační požadavky na tento ocelový držák jsou poměrně vysoké, použitá ocel je nejvyšší kvality, proces povrchové úpravy je kvalitní a pro zajištění úspěšné montáže je nutná včasná komunikace s výrobci fotovoltaických komponentů.
3). Systém nosné konstrukce fotovoltaické fasády s nosníkovým rámem. Pro fotovoltaické fasády je vhodné použít ocelovou konstrukci s nosníkovým rámem. Vzhledem k nízké boční tuhosti by měly být při vysoké výšce konstrukce nebo patra boční výztuhy nastaveny tak, aby tvořily nosnou rámovou konstrukci. Ocelová konstrukce a prvky lité na místě se často používají k vytvoření hybridní struktury při navrhování výškových fotovoltaických fasád, což může zlepšit odolnost celé konstrukce proti bočnímu rázu a zároveň snížit množství potřebné oceli, a tím snížit celkové náklady.
4. Instalace nových tenkostěnných solárních nosných prvků tvarovaných za studena:
1). Inovativní za studena tvarovaná tenkostěnná solární podpěra pro ocelové konstrukční prvky se vyrábí ve výrobě s použitím různých smíšených oceloplastových spojek. Existuje několik variant smíšených oceloplastových spojek, které se mohou přizpůsobit různým instalačním podmínkám.
2). Nový tenkostěnný nosič solární energie tvarovaný za studena je lehčí a má více montážních otvorů. Obecně je primárním základem nezávislý základ, přičemž v případě potřeby se přidává železobetonový spojovací nosník. V místech se špatnými geologickými podmínkami lze použít pásové základy nebo křížové základy, ale základům typu Raft je třeba se co nejvíce vyhnout. Horní paty sloupů jsou všechny kloubové, zatímco zapuštěné komponenty jsou buď vložené paty sloupů, nebo zapuštěné šrouby zalité ve vodotěsném betonu. Oba typy se snadno zpracovávají, snadno se staví a dobře se spojují.
