S brzim širenjem zelenog gospodarstva naše zemlje, proizvodnja energije od monokristalnog silicija/polikristalnog silicija s fotonaponskim sustavima i tankoslojna BIPV tehnologija 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 sustava za montažu fotonaponskih čeličnih konstrukcija koji će zamijeniti postojeći sustav za montažu kutnog čelika od ključne je važnosti.
1. Čelični nosač solarnog čelika
Lagani konstrukcijski čelik i obični konstrukcijski čelik malog presjeka trenutno se koriste u odabiru čelika zbog karakteristika jednostavne strukture i malog volumena solarnih fotonaponskih nosača.
Lagani konstrukcijski čelik: Ovaj se pojam odnosi na okrugli čelik, čelik s malim kutnim profilima i tankostijeni čelik. Kada se kutni čelik koristi kao potporni element, može učinkovito iskoristiti čvrstoću čelika i koristan je za cjelokupnu instalaciju okvira. Trenutno je nacionalni standard za kutni čelik u odnosu na solarni nosač malo opcionalnih modela, pa su potrebni dodatni modeli od čelika s malim kutnim profilima kako bi se prilagodili trenutnom brzom razvoju industrije solarne energije. Tankostijene čelične grede obično se izrađuju od tankostijenih čeličnih ploča debljine 1,5-5 mm koje se hladno oblikuju ili hladno valjaju za izradu tankostijenih čeličnih proizvoda s različitim presjecima i promjerima.
U usporedbi s toplo valjanim profilnim čeličnim profilom, radijus rotacije tankostijenog 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 tankostijeni čelik uglavnom obrađuje u tvornici, potrebno je visokoprecizno bušenje rupa i fotonaponskih panela nakon rupe za vijak. Budući da je čelični profil mali, alati su teški za rad, a konstrukcija je teža nakon tvorničke obrade, bušenje je otežano, može se vruće pocinčati kako bi se osigurala otpornost na hrđu i transportirati do mjesta ugradnje. Trenutno se većina kućanskih panela ne može izravno spojiti s tankostijenim čeličnim profilom i moraju se pričvrstiti na drugu pomoćnu fiksnu konstrukciju (kao što je blok za prešu).
Često korišteni fotonaponski sustavi općenito sadrže I-tip, H-tip, L-tip i različite dizajnerske potrebe profiliranih presjeka, a obično su izrađeni od ugljičnog konstrukcijskog čelika ili niskolegiranog čelika, koji je jednostavan za izradu i jeftin. Metode obrade također su raznolike, pri čemu se čelik za zavarivanje odabire s različitim debljinama čelične ploče, prema dizajnerskim zahtjevima u tvornici za zavarivanje obrađenog čelika. Ova metoda oblikovanja može se izračunati prema silama na različitim konstrukcijskim 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 solarne energije mora imati sljedeće performanse:
1). Vlačna čvrstoća i granica razvlačenja. Visoka granica razvlačenja može smanjiti presjek čeličnih elemenata, smanjiti težinu konstrukcije, uštedjeti čelik i smanjiti ukupne troškove projekta. Visoka vlačna čvrstoća može povećati ukupnu rezervu sigurnosti konstrukcije i poboljšati njezinu pouzdanost.
2). Žilavost i otpornost na umor. Dobra plastičnost može uzrokovati značajnu deformaciju strukture prije loma, omogućujući osoblju da pravovremeno identificira i provede korektivne radnje. Dobra plastičnost također se može koristiti za podešavanje lokalnog vršnog naprezanja, kuta ugradnje solarnih panela, korištenje prisilne ugradnje i plastičnost strukture za stvaranje unutarnje preraspodjele sile, tako da struktura ili neke komponente izvorne koncentracije naprezanja raspodjele naprezanja strukture teže ujednačavanju i poboljšavaju ukupnu nosivost strukture. Bolja žilavost omogućuje 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 umor također može učiniti strukturu otpornijom na promjene u sposobnosti izdržavanja ponovljenih opterećenja vjetrom.
3). Brzina obrade. Hladna obradivost, vruća obradivost i zavarljivost primjeri su 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 umor.
4). Trajanje usluge. Budući da je projektirani vijek trajanja solarnog fotonaponskog sustava dulji od 20 godina, dobra antikorozivna svojstva također su važan pokazatelj kvalitete sustava montaže. Ako je vijek trajanja potpore prekratak, to će oštetiti ukupnu stabilnost konstrukcije, produžiti razdoblje povrata i smanjiti ukupnu ekonomsku korist projekta.
5). U skladu s prethodnim uvjetima, solarni čelični konstrukcijski čelik trebao bi biti jednostavan za kupnju, proizvodnju i prodaju.
3. Tehnička evaluacija solarnih čeličnih konstrukcijskih nosača nove generacije
Korištenje kutnih čeličnih nosača solarne energije trenutno je podložno sve većem broju uvjeta, a najvažniji razlog je taj što je kvaliteta čelika trenutno neujednačena, ugradnja zahtijeva veliki broj bušenja na licu mjesta, ali nakon bušenja čelik lako hrđa, pa je potrebna nova vrsta nosača za zamjenu ovih kutnih čeličnih nosača kako bi se usporila korozija i produžio vijek trajanja.
Primarna struktura nove potpore za solarnu energiju je sljedeća:
1). Sustav potpornih konstrukcija od tankostijenog čelika posebnog oblika, hladno oblikovanih. Tankostijeni čelik posebnog oblika, hladno oblikovan, je konstrukcijski sustav od tankog čelika koji se može proizvoditi u serijama, brzo graditi i biti potpuno operativan. Nosač čelične konstrukcije sustava tankostijenog čelika posebnog oblika, vrsta je okvira čelične konstrukcije izrađenog od prefabrikovanog tankostijenog čelika hladno oblikovanog oblika koji se vijcima spaja na gradilištu.
2). Tvornički izrađen monolitni čelični montažni sustav. Prefabricirani čelični okvir s gredama može se izraditi i pričvrstiti na licu mjesta prije nego što se kombinira s panelima kako bi se formirao cijeli fotonaponski niz. Zahtjevi za ugradnju ovog nosača čelične konstrukcije su prilično visoki, korišteni čelik je najviše kvalitete, proces površinske obrade je dobar, a potrebna je rana komunikacija s proizvođačima fotonaponskih komponenti kako bi se osigurala uspješna montaža.
3). Sustav potporne konstrukcije fotonaponske zavjesne zidne konstrukcije s okvirom od greda i stupova. Za fotonaponske zavjesne zidne konstrukcije prikladno je koristiti rješenje za montažu čelične konstrukcije s okvirom od greda i stupova. Zbog niske bočne krutosti, kada je visina konstrukcije ili kata velika, bočne podupirače treba postaviti tako da tvore potpornu okvirnu konstrukciju. Čelična konstrukcija i elementi ugrađeni na licu mjesta često se koriste za izradu hibridne konstrukcije u dizajnu visokih fotonaponskih zavjesnih zidnih konstrukcija, što može poboljšati protulateralnu sposobnost cijele konstrukcije uz smanjenje potrebne količine čelika i time smanjiti ukupne troškove.
4. Ugradnja novih tankostijenih hladno oblikovanih solarnih nosača:
1). Inovativni hladno oblikovani tankostijeni nosač solarne energije za čelične konstrukcijske elemente izrađuje se u tvornici korištenjem različitih miješanih spojnica od čelika i plastike. Postoji nekoliko vrsta miješanih spojnica od čelika i plastike koje se mogu prilagoditi različitim uvjetima ugradnje.
2). Novi hladno oblikovani tankozidni nosač solarne energije lakši je i ima više rupa za montažu. Općenito, neovisni temelj je primarni temelj, a armiranobetonska spojna greda dodaje se po potrebi. Trakasti temelji ili križni temelji mogu se koristiti na mjestima s lošim geološkim uvjetima, ali temelje s raftovima treba izbjegavati koliko god je to moguće. Gornje baze stupova su zglobne, dok su ugrađene komponente ili umetnute baze stupova ili ugrađeni vijci obloženi vodootpornim betonom. Obje vrste su jednostavne za obradu, jednostavne za izgradnju i dobro povezane.
