Með hraðri vexti græns hagkerfis landsins okkar eru sólarorkuframleiðsla með einkristallaðri kísil/fjölkristallaðri kísil og þunnfilmu BIPV tækni að þroskast. Stálmannvirki hafa verulega kosti umfram aðrar gerðir mannvirkja hvað varðar notkun, hönnun, smíði og heildarkostnað. Þess vegna er mikilvægt að þróa og framleiða nýja gerð af sólarorkufestingarkerfum fyrir stálmannvirki til að koma í stað núverandi hornstálfestingarkerfis.
1. Stálgerð sólstálsfestinga
Létt burðarstál og venjulegt burðarstál með smáum þverskurði eru nú notuð við val á stáli vegna eiginleika einfaldrar uppbyggingar og lítils rúmmáls sólarorkuvera.
Létt burðarstál: Þetta hugtak vísar til kringlóttra stáls, smáhornstáls og þunnveggja stáls. Þegar hornstál er notað sem stuðningsþáttur getur það nýtt styrk stálsins á áhrifaríkan hátt og er gagnlegt fyrir heildargrindaruppsetninguna. Eins og er eru fáar valfrjálsar gerðir af hornstáli í staðinn fyrir sólarstuðning, þannig að þörf er á fleiri gerðum af smáhornstáli til að aðlagast hraðri þróun sólarorkuiðnaðarins. Þunnveggja stálþiljur eru venjulega gerðar úr 1,5-5 mm þykkum þunnveggja stálplötum sem eru kaltmótaðar eða kaltvalsaðar til að búa til þunnveggja stálvörur með mismunandi þversniði og þvermál.
Í samanburði við heitvalsað stál getur snúningsradíus þunnveggja stáls aukist um 50-60% og tregðu- og viðnámsmoment stáls um 0,5-3 sinnum. En þar sem þunnveggja stál er að mestu leyti unnið í verksmiðju er þörf á nákvæmum borholum og sólarplötum eftir skrúfuholurnar. Vegna þess að stálhlutinn er lítill er erfitt að vinna með verkfæri og smíði er erfiðari eftir að borhnappur hefur verið boraður í verksmiðjuna. Hægt er að hitagalvanisera stálið og ryðfrítt og flytja það á uppsetningarstað. Eins og er er ekki hægt að tengja flest heimilisplötur beint við þunnveggja stáluppsetningar og verður að festa þær við annan fastan hjálparmannvirki (eins og pressublokk).
Algeng notkun sólarorkuvera inniheldur almennt I-gerð, H-gerð, L-gerð og fjölbreyttar hönnunarþarfir fyrir sniðþversnið og er venjulega smíðuð úr kolefnisbyggingarstáli eða lágblönduðu stáli, sem er auðvelt í smíði og ódýrt. Vinnsluaðferðirnar eru einnig fjölbreyttar, þar sem suðuprófílstál er valið með mismunandi þykktum stálplötu, í samræmi við hönnunarkröfur í verksmiðjusuðuvinnslu stálsins, er hægt að reikna þessa mótunaraðferð út frá kröftum á mismunandi burðarhluta sólarorkuverkefnisins og stálplötur með mismunandi þykkt geta verið notaðar á mismunandi hlutum, sem er sanngjarnara en krafturinn á heitvalsaðri einnota stálplötu.
2. Kröfur um afköst sólarorkuframleiðslustáls, stálefni sólarorkuframleiðslustálsbyggingarinnar skal hafa eftirfarandi afköst:
1). Togstyrkur og sveigjanleiki. Hátt sveigjanleikamörk gætu minnkað þversnið stálhluta, dregið úr þyngd byggingar, sparað stál og lækkað heildarkostnað verksins. Hár togstyrkur getur aukið heildaröryggi mannvirkis og bætt áreiðanleika þess.
2). Seigja og þreytuþol. Góð sveigjanleiki getur valdið því að burðarvirkið aflagast verulega áður en það bilar, sem gerir starfsfólki kleift að bera kennsl á og framkvæma leiðréttingaraðgerðir tímanlega. Góð sveigjanleiki getur einnig verið notaður til að aðlaga staðbundið hámarksspennu, horn sólarselluuppsetningar, notkun nauðungaruppsetningar og sveigjanleika burðarvirkisins til að framleiða innri kraftdreifingu, þannig að upphafleg spennuþéttni burðarvirkisins eða sumra íhluta spennudreifingar burðarvirkisins hafi tilhneigingu til að jafnast og bæta heildarburðargetu burðarvirkisins. Betri seigja gerir burðarvirkinu kleift að taka upp meiri orku þegar það eyðileggst af höggálagi, sem er sérstaklega mikilvægt fyrir eyðimerkurvirkjanir og þakvirkjanir sem verða fyrir miklum vindi. Betri þreytuþol getur einnig gert burðarvirkið ónæmara fyrir breytingum á getu þess til að standast endurtekið vindálag.
3). Vinnsluhraði. Kaldvinnanleiki, heitvinnanleiki og suðuhæfni eru allt dæmi um góða vinnsluhæfni. Ál sem notað er í sólarorkuvirkjum úr stáli verður ekki aðeins að vera auðvelt að vinna í ýmsar byggingar og íhluti, heldur verður það einnig að vera unnið þannig að styrkur, sveigjanleiki, seigja og þreytuþol skerðist ekki.
4). Þjónustutími. Þar sem hönnunarlíftími sólarorkuvera er meira en 20 ár, er góð tæringarvörn einnig mikilvægur mælikvarði á gæði festingarkerfisins. Ef endingartími stuðningsins er of stuttur mun það skaða heildarstöðugleika mannvirkisins, lengja endurgreiðslutímann og draga úr heildarhagkvæmni verkefnisins.
5). Í samræmi við ofangreind skilyrði ætti sólarstálbyggingarstál að vera einfalt í kaupum, framleiðslu og sölu.
3. Tæknileg mat á nýrri kynslóð sólarstálsburðarstuðnings
Notkun sólarorku stuðnings úr hornstáli er nú háð sífellt fleiri skilyrðum, mikilvægasta ástæðan er sú að gæði stálsins eru ójöfn eins og er, uppsetning krefst mikillar borunar á staðnum, en eftir borun ryðgar stálið auðveldlega, þannig að ný gerð af festingum er nauðsynleg til að skipta út þessum hornstálfestingum til að hægja á tæringu og lengja líftíma.
Aðaluppbygging nýja sólarorkustyrksins er sem hér segir:
1). Kerfi sérlaga, kaltmótaðra, þunnveggja stálburðarvirkja. Sérlaga, kaltmótað, þunnveggja stál er létt stálburðarkerfi sem hægt er að framleiða í lotum, smíða hratt og vera að fullu starfhæft. Stálburðarfesting sérlaga, kaltmótaðs, þunnveggja stálburðarkerfis er tegund stálburðargrindar úr forsmíðuðu, kaltmótuðu, þunnveggja stáli sem er boltað saman á vinnustað.
2). Verksmiðjuframleitt einlitsfestingarkerfi úr stáli. Hægt er að smíða og festa forsmíðaða stálgrind með þversláum á staðnum áður en hún er sett saman við spjöld til að mynda alla sólarorkuverið. Uppsetningarkröfur þessarar stálgrindarfestingar eru nokkuð miklar, stálið sem notað er er af hæsta gæðaflokki, yfirborðsmeðhöndlunin er góð og snemmbúin samskipti við framleiðendur sólarorkuíhluta eru nauðsynleg til að tryggja vel heppnaða samsetningu.
3). Stuðningskerfi fyrir sólarorkuver með bjálka-súlu ramma. Það er viðeigandi að nota festingarlausn fyrir stálvirki með bjálka-súlu ramma fyrir sólarorkuver. Vegna lágrar hliðarstífleika, þegar burðarvirkið eða hæðin er mikil, ætti að festa hliðarstyrkina til að mynda burðargrindina. Stálvirki og staðsteyptir þættir eru oft notaðir til að framleiða blönduð burðarvirki við hönnun háhýsa sólarorkuvera, sem getur bætt hliðarmótstöðu allrar burðarvirkisins og dregið úr magni stáls sem þarf og þar með lækkað heildarkostnað.
4. Uppsetning nýrra köldmótaðra þunnveggja sólarstuðningshluta:
1). Nýstárleg, kaltmótuð, þunnveggja sólarorkuuppbygging fyrir stálgrindur er smíðuð í verksmiðjunni með ýmsum stál-plast blönduðum tengjum. Til eru nokkrar gerðir af stál-plast blönduðum tengjum sem geta aðlagað sig að mismunandi uppsetningaraðstæðum.
2). Nýi, kaltmótaði, þunnveggja sólarorkugrunnurinn er léttari og hefur fleiri festingargöt. Almennt er sjálfstæður grunnur aðalgrunnurinn, en tengibjálki úr járnbentri steinsteypu er bætt við eftir þörfum. Hægt er að nota ræmugrunna eða þverslágrunna á stöðum með slæmar jarðfræðilegar aðstæður, en forðast ætti flekagrunna eins og mögulegt er. Efri súlugrunnarnir eru allir með hjörum, en innfelldu íhlutirnir eru annað hvort innfelldir súlugrunnar eða innfelldir boltar sem eru huldir vatnsheldri steinsteypu. Báðar gerðirnar eru einfaldar í vinnslu, auðveldar í smíði og vel tengdar.
