Hazánk zöld gazdaságának gyors térnyerésével a monokristályos szilícium/polikristályos szilícium fotovoltaikus energiatermelés és a vékonyrétegű BIPV technológia egyre fejlődik. Az acélszerkezetek jelentős előnyökkel rendelkeznek más típusú szerkezetekkel szemben a használat, a tervezés, a kivitelezés és az összköltség tekintetében. Ennek eredményeként kritikus fontosságú egy új típusú acélszerkezetű fotovoltaikus rögzítőrendszer fejlesztése és gyártása, amely lecseréli a jelenlegi sarokacél rögzítőrendszert.
1. Acél típusú napelemes acél konzol
A könnyűszerkezetes szerkezeti acélt és a kis keresztmetszetű hagyományos szerkezeti acélt jelenleg az acélválasztásban használják az egyszerű szerkezet és a kis térfogatú napelemes tartószerkezet miatt.
Könnyű szerkezeti acél: Ez a kifejezés köracélra, kis szögacélra és vékony falú acélra utal. Ha szögacélt használnak tartóelemként, akkor hatékonyan kihasználható az acél szilárdsága, és hasznos a teljes vázszerkezet szempontjából. Jelenleg kevés a napelemes tartószerkezetekre vonatkozó országos szabványos szögacél, az opcionális modell, ezért további kis szögacél modellekre van szükség a napenergia-ipar jelenlegi gyors fejlődéséhez való alkalmazkodáshoz. A vékony falú acél szelemenek jellemzően 1,5-5 mm vastag vékony falú acéllemezekből készülnek, amelyeket hidegen alakítanak vagy hidegen hengerelnek, hogy vékony falú acéltermékeket állítsanak elő különböző keresztmetszetekkel és átmérőkkel.
A melegen hengerelt idomacélhoz képest a vékony falú idomacél forgási sugara 50-60%-kal növelhető, a idomacél tehetetlenségi nyomatéka és ellenállási nyomatéka pedig 0,5-3-szorosára, de mivel a vékony falú acélt többnyire gyárban dolgozzák fel, nagy pontosságú fúrt lyukakra és a csavarfurat után fotovoltaikus panelekre van szükség. Mivel az acél idomacél kicsi, a szerszámok nehezen megmunkálhatók, és a gyári feldolgozás után a fúrógombbal nehezebb a konstrukció, a tűzihorganyzás rozsdaállóvá teszi, a helyszínre szállítja és telepíti. Jelenleg a legtöbb háztartási panel nem csatlakoztatható közvetlenül a vékony falú acélhoz, és egy másik segédszerkezethez (például présblokkhoz) kell rögzíteni.
A gyakran használt fotovoltaikus rendszerek általában I-típusú, H-típusú, L-típusú és változatos tervezési igényeket kielégítő profilozott keresztmetszeteket tartalmaznak, és általában szén szerkezeti acélból vagy alacsony ötvözetű acélból készülnek, amelyek könnyen gyárthatók és alacsony költséggel járnak. A feldolgozási módszerek is változatosak, a hegesztési profilú acélt különböző vastagságú acéllemezzel választják ki, a gyári hegesztés során alkalmazott acél alakzatának tervezési követelményei szerint, ez az alakítási módszer a fotovoltaikus projekt különböző szerkezeti részeire ható erők alapján számítható ki, és a különböző vastagságú acéllemezek különböző részeken használhatók, ami ésszerűbb, mint a melegen hengerelt acéllemezre ható erő.
2. A napenergia-tartó acél anyagának teljesítménykövetelményei, a napenergia-acél szerkezet acélanyagának a következő teljesítményekkel kell rendelkeznie:
1). Szakító- és folyáshatár. A magas folyáshatár csökkentheti az acélszerkezetek keresztmetszetét, csökkentheti a szerkezet súlyát, acélt takaríthat meg, és csökkentheti a teljes projektköltségeket. A nagy szakítószilárdság növelheti a szerkezet általános biztonsági tartalékát és javíthatja a megbízhatóságát.
2). Szívósság és fáradási ellenállás. A jó képlékenység a szerkezet jelentős deformálódását okozhatja a meghibásodás előtt, lehetővé téve a személyzet számára, hogy időben azonosítsa és végrehajtsa a korrekciós intézkedéseket. A jó képlékenység a lokális csúcsfeszültség, a napelemek beépítési szögének, a kényszerbeépítés alkalmazásának és a szerkezet képlékenységének beállítására is használható a belső erő újraelosztása érdekében, így a szerkezet vagy a szerkezet feszültségeloszlásának eredeti feszültségkoncentrációjának egyes összetevői egyenletessé válnak, és javítják a szerkezet teljes teherbírását. A jobb szívósság lehetővé teszi, hogy a szerkezet több energiát nyeljen el, amikor ütési terhelés éri, ami különösen fontos a sivatagi erőművek és az erős szélnek kitett tetőerőművek esetében. A jobb fáradási ellenállás a szerkezetet ellenállóbbá is teheti az ismételt szélterhelésekkel szembeni ellenállás változásaival szemben.
3). A feldolgozási sebesség. A hidegalakíthatóság, a melegalakíthatóság és a hegeszthetőség mind a jó megmunkálhatóság példái. A fotovoltaikus acélszerkezetekben használt alumíniumnak nemcsak könnyen megmunkálhatónak kell lennie különféle szerkezetekké és alkatrészekké, hanem úgy kell megmunkálni, hogy a szilárdság, a képlékenység, a szívósság és a fáradási ellenállás ne sérüljön.
4). Szolgáltatás időtartama. Mivel egy napelemes rendszer tervezett élettartama meghaladja a 20 évet, a jó korrózióállóság szintén fontos mutatója a rögzítőrendszer minőségének. Ha a tartó élettartama túl rövid, az károsítja a szerkezet általános stabilitását, meghosszabbítja a megtérülési időt és csökkenti a projekt általános gazdasági hasznát.
5). Az előző feltételeknek megfelelően a napelemes acélszerkezetnek egyszerűen beszerezhetőnek, gyárthatónak és értékesíthetőnek kell lennie.
3. Új generációs napelemes acél tartószerkezetek műszaki értékelése
A szögacél napenergia-támaszok használata jelenleg egyre több feltételhez kötött, melynek legfontosabb oka, hogy az acél minősége jelenleg egyenetlen, a beépítéshez nagyszámú helyszíni fúrás szükséges, de a fúrás után az acél könnyen rozsdásodik, ezért új típusú konzolra van szükség ezen szögacél konzolok cseréjéhez a korrózió lassítása és az élettartam meghosszabbítása érdekében.
Az új napenergia-támogatás elsődleges szerkezete a következő:
1). Speciális alakú, hidegen formázott vékonyfalú acél tartószerkezetek rendszere. A speciális alakú, hidegen formázott vékonyfalú acél egy könnyűszerkezetes acél szerkezeti rendszer, amely tételekben gyártható, gyorsan felépíthető és teljesen működőképes. A speciális alakú, hidegen formázott vékonyfalú acélszerkezeti rendszer acélszerkezeti konzolja egy olyan acélszerkezeti váztípus, amely előre gyártott, hidegen formázott vékonyfalú acélból készül, és amelyet a helyszínen csavaroznak össze.
2). Gyárilag készült monolit acél rögzítőrendszer. Az előregyártott acélváz szelemenekkel a helyszínen megépíthető és rögzíthető, mielőtt a panelekkel kombinálva kialakítaná a teljes fotovoltaikus rendszert. Ennek az acélszerkezeti konzolnak a telepítési követelményei meglehetősen magasak, a felhasznált acél a legmagasabb minőségű, a felületkezelési eljárás jó, és a sikeres összeszerelés biztosítása érdekében korai kommunikáció szükséges a fotovoltaikus alkatrészgyártókkal.
3). Fotovoltaikus tartószerkezeti rendszer gerenda-oszlop vázzal. A fotovoltaikus függönyfalakhoz célszerű gerenda-oszlop vázas acélszerkezeti rögzítési megoldást használni. Alacsony oldalirányú merevsége miatt, ha a szerkezet vagy az emelet belmagassága magas, az oldalirányú merevítőket úgy kell beállítani, hogy a tartóvázszerkezetet képezzék. Az acélszerkezetet és a helyszínen öntött beágyazott elemeket gyakran alkalmazzák hibrid szerkezetek létrehozására a magas fotovoltaikus függönyfalak tervezésénél, ami javíthatja a teljes szerkezet oldalirányú ellenállását, miközben csökkenti a szükséges acél mennyiségét, és ezáltal a teljes költséget.
4. Új, hidegen formázott vékonyfalú napelemes tartóelemek telepítése:
1). Az acélszerkezeti elemekhez készült innovatív, hidegen formázott vékonyfalú napenergia-tartó rendszert gyárilag különféle acél-műanyag vegyes csatlakozók felhasználásával gyártják. Az acél-műanyag vegyes csatlakozóknak számos változata létezik, amelyek alkalmazkodnak a különféle telepítési körülményekhez.
2). Az új, hidegen formázott vékonyfalú napelemes tartószerkezet könnyebb és több rögzítőfurattal rendelkezik. Általánosságban elmondható, hogy a független alapozás az elsődleges alap, amelyhez szükség szerint vasbeton csatlakozó gerendát adnak hozzá. Rossz geológiai adottságú helyeken sávátalapozás vagy keresztalapozás is alkalmazható, de a tömör alapozást lehetőség szerint kerülni kell. A felső oszlopalapok mind csuklósak, míg a beágyazott elemek vagy behelyezett oszlopalapok, vagy vízálló betonba ágyazott csavarok. Mindkét típus egyszerűen megmunkálható, könnyen építhető és jól csatlakoztatható.
