Dengan pesatnya perkembangan ekonomi hijau di negara kita, pembangkit listrik fotovoltaik silikon monokristalin/polikristalin dan teknologi BIPV film tipis semakin matang. Struktur baja memiliki keunggulan signifikan dibandingkan jenis struktur lain dalam hal fungsi penggunaan, desain, konstruksi, dan biaya keseluruhan. Oleh karena itu, pengembangan dan pembuatan sistem pemasangan fotovoltaik struktur baja tipe baru untuk menggantikan sistem pemasangan baja siku yang ada saat ini sangat penting.
1. Braket baja untuk panel surya
Baja struktural ringan dan baja struktural biasa berpenampang kecil saat ini digunakan dalam pemilihan baja karena karakteristik struktur yang sederhana dan volume penyangga panel surya yang kecil.
Baja struktural ringan: Istilah ini merujuk pada baja bulat, baja siku kecil, dan baja berdinding tipis. Ketika baja siku digunakan sebagai elemen pendukung, hal ini dapat memanfaatkan kekuatan baja secara efektif dan bermanfaat untuk instalasi rangka secara keseluruhan. Saat ini, baja siku standar nasional yang berkaitan dengan penyangga panel surya, model opsionalnya masih sedikit, sehingga dibutuhkan model baja siku kecil tambahan untuk beradaptasi dengan perkembangan pesat industri energi surya saat ini. Balok penopang baja berdinding tipis biasanya terbuat dari pelat baja berdinding tipis setebal 1,5-5 mm yang dibentuk dingin atau digulung dingin untuk membuat produk baja berdinding tipis dengan berbagai penampang dan diameter.
Jika dibandingkan dengan baja profil canai panas, radius rotasi baja profil berdinding tipis dapat ditingkatkan sebesar 50-60%, dan momen inersia serta momen tahanan profil dapat ditingkatkan 0,5-3 kali lipat. Namun, karena baja berdinding tipis sebagian besar diproses di pabrik, diperlukan pengeboran lubang presisi tinggi dan lubang sekrup setelah pemasangan panel fotovoltaik. Karena ukuran profil baja kecil, alat-alat sulit digunakan, dan konstruksi menjadi lebih sulit setelah proses pabrik, dapat dilakukan galvanisasi celup panas untuk mencegah karat, dan diangkut ke lokasi pemasangan. Saat ini, sebagian besar panel rumah tangga tidak dapat langsung dipasang dengan baja berdinding tipis dan harus dipasang pada struktur penahan tambahan lainnya (seperti blok penekan).
Panel fotovoltaik yang sering digunakan umumnya terdiri dari profil tipe I, tipe H, tipe L, dan berbagai kebutuhan desain penampang profil lainnya, dan biasanya dibangun dari baja struktural karbon atau baja paduan rendah, yang mudah dibangun dan berbiaya rendah. Metode pemrosesannya juga beragam, dengan baja penampang las yang dipilih dengan ketebalan pelat baja yang berbeda, sesuai dengan persyaratan desain di pabrik, proses pengelasan baja berbentuk tertentu. Metode pembentukan ini dapat dihitung sesuai dengan gaya pada berbagai bagian struktural proyek fotovoltaik, dan pelat baja dengan ketebalan berbeda dapat digunakan di bagian yang berbeda, yang lebih masuk akal daripada gaya pada pelat baja canai panas sekali pakai.
2. Persyaratan kinerja material baja penyangga energi surya, material baja konstruksi baja energi surya harus memiliki kinerja sebagai berikut:
1). Kekuatan tarik dan kekuatan luluh. Titik luluh yang tinggi dapat mengurangi penampang elemen baja, mengurangi berat konstruksi, menghemat baja, dan menurunkan total biaya proyek. Kekuatan tarik yang tinggi dapat meningkatkan cadangan keselamatan keseluruhan struktur dan meningkatkan keandalannya.
2). Ketangguhan dan ketahanan terhadap kelelahan. Plastisitas yang baik dapat menyebabkan struktur mengalami deformasi signifikan sebelum kegagalan, memungkinkan personel untuk mengidentifikasi dan menerapkan tindakan korektif tepat waktu. Plastisitas yang baik juga dapat digunakan untuk menyesuaikan tegangan puncak lokal, sudut pemasangan panel surya, penggunaan pemasangan paksa, dan plastisitas struktur untuk menghasilkan redistribusi gaya internal, sehingga struktur atau beberapa komponen dari konsentrasi tegangan asli dari distribusi tegangan struktur cenderung seragam, dan meningkatkan kapasitas daya dukung keseluruhan struktur. Ketangguhan yang lebih baik memungkinkan struktur untuk menyerap lebih banyak energi ketika dihancurkan oleh beban benturan, yang sangat penting untuk pembangkit listrik di gurun dan pembangkit listrik atap yang terpapar angin kencang. Ketahanan terhadap kelelahan yang lebih baik juga dapat membuat struktur lebih tahan terhadap variasi dalam kemampuan menahan beban angin berulang.
3). Kecepatan pemrosesan. Kemampuan pengerjaan dingin, kemampuan pengerjaan panas, dan kemampuan pengelasan semuanya merupakan contoh kemampuan pengerjaan yang baik. Aluminium yang digunakan dalam struktur baja fotovoltaik tidak hanya harus mudah dikerjakan menjadi berbagai struktur dan komponen, tetapi juga harus dikerjakan sedemikian rupa sehingga kekuatan, plastisitas, ketangguhan, dan ketahanan lelahnya tidak terganggu.
4). Jangka waktu pemakaian. Karena masa pakai desain sistem PV surya lebih dari 20 tahun, kinerja anti-korosi yang baik juga merupakan indikator penting kualitas sistem pemasangan. Jika masa pakai penyangga terlalu pendek, hal itu akan merusak stabilitas keseluruhan struktur, memperpanjang periode pengembalian modal dan mengurangi manfaat ekonomi keseluruhan proyek.
5). Sesuai dengan kondisi-kondisi sebelumnya, baja struktur panel surya harus mudah dibeli, diproduksi, dan dijual.
3. Evaluasi teknis penyangga struktur baja surya generasi baru
Penggunaan penyangga energi surya dari baja siku saat ini semakin banyak menghadapi kendala, alasan terpentingnya adalah kualitas baja yang tidak merata saat ini, pemasangan membutuhkan banyak pengeboran di lokasi, tetapi setelah pengeboran baja mudah berkarat, sehingga diperlukan jenis penyangga baru untuk mengganti penyangga baja siku ini agar dapat memperlambat korosi dan memperpanjang masa pakai.
Struktur utama dari sistem pendukung energi surya yang baru adalah sebagai berikut:
1). Sistem struktur pendukung baja berdinding tipis hasil pembentukan dingin berbentuk khusus. Baja berdinding tipis hasil pembentukan dingin berbentuk khusus adalah sistem struktur baja ringan yang dapat difabrikasi secara massal, dibangun dengan cepat, dan beroperasi penuh. Braket struktur baja dari sistem struktur baja berdinding tipis hasil pembentukan dingin berbentuk khusus adalah jenis rangka struktur baja yang terbuat dari baja berdinding tipis hasil pembentukan dingin yang telah diprefabrikasi dan disambung dengan baut di lokasi proyek.
2). Sistem pemasangan baja monolitik buatan pabrik. Rangka baja prefabrikasi dengan balok penopang dapat dibangun dan dipasang di lokasi sebelum digabungkan dengan panel untuk membentuk keseluruhan susunan PV. Persyaratan pemasangan braket struktur baja ini cukup tinggi, baja yang digunakan berkualitas tinggi, proses perawatan permukaannya baik, dan komunikasi awal dengan produsen komponen fotovoltaik diperlukan untuk memastikan perakitan yang sukses.
3). Sistem struktur pendukung dinding tirai fotovoltaik dengan rangka balok-kolom. Penggunaan solusi pemasangan struktur baja rangka balok-kolom untuk dinding tirai PV sangat tepat. Karena kekakuan lateralnya yang rendah, ketika tinggi struktur atau lantai tinggi, penguat lateral harus dipasang untuk membentuk struktur rangka pendukung. Struktur baja dan elemen tertanam cor di tempat sering digunakan untuk menghasilkan struktur hibrida dalam desain dinding tirai fotovoltaik gedung tinggi, yang dapat meningkatkan kemampuan anti-lateral seluruh struktur sekaligus mengurangi jumlah baja yang dibutuhkan dan karenanya menurunkan total biaya.
4. Pemasangan komponen penyangga panel surya berdinding tipis hasil pembentukan dingin yang baru:
1). Penopang energi surya berdinding tipis hasil pembentukan dingin yang inovatif untuk elemen struktur baja dibangun di pabrik menggunakan berbagai konektor campuran baja-plastik. Terdapat beberapa jenis konektor campuran baja-plastik yang dapat beradaptasi dengan beragam kondisi pemasangan.
2). Penyangga energi surya berdinding tipis yang dibentuk dingin yang baru lebih ringan dan memiliki lebih banyak lubang pemasangan. Secara umum, Pondasi Independen adalah pondasi utama, dengan balok penghubung beton bertulang ditambahkan sesuai kebutuhan. Pondasi Jalur atau Pondasi Silang dapat digunakan di tempat-tempat dengan kondisi geologi yang buruk, tetapi Pondasi Rakit sebaiknya dihindari sebisa mungkin. Alas kolom atas semuanya berengsel, sedangkan komponen yang tertanam berupa alas kolom yang disisipkan atau baut tertanam yang dilapisi beton kedap air. Kedua jenis ini mudah diproses, mudah dibangun, dan terhubung dengan baik.
