Līdz ar mūsu valsts zaļās ekonomikas straujo izaugsmi attīstās monokristāliskā silīcija/polikristāliskā silīcija fotoelektriskās enerģijas ražošana un plānplēves BIPV tehnoloģija. Tērauda konstrukcijām ir ievērojamas priekšrocības salīdzinājumā ar cita veida konstrukcijām lietošanas funkcijas, dizaina, būvniecības un kopējo izmaksu ziņā. Tāpēc ir ļoti svarīgi izstrādāt un ražot jauna veida tērauda konstrukciju fotoelektrisko montāžas sistēmu, kas aizstātu pašreizējo leņķa tērauda montāžas sistēmu.
1. Tērauda tipa saules enerģijas tērauda kronšteins
Tērauda izvēlē pašlaik tiek izmantots viegls konstrukcijas tērauds un maza profila parastais konstrukcijas tērauds, pateicoties vienkāršas konstrukcijas īpašībām un nelielajam saules fotoelektrisko elementu atbalsta apjomam.
Vieglais konstrukciju tērauds: šis termins attiecas uz apaļo tēraudu, mazo leņķu tēraudu un plānsienu tēraudu. Izmantojot leņķa tēraudu kā atbalsta elementu, var efektīvi izmantot tērauda izturību un tas ir noderīgs visai rāmja uzstādīšanai. Pašlaik valsts standarta leņķa tēraudam attiecībā uz saules enerģijas balstu ir maz izvēles modeļu, tāpēc ir nepieciešami papildu mazo leņķu tērauda modeļi, lai pielāgotos pašreizējai straujajai saules enerģijas nozares attīstībai. Plānsienu tērauda sijas parasti izgatavo no 1,5–5 mm biezām plānsienu tērauda plāksnēm, kuras auksti formē vai auksti velmē, lai izgatavotu plānsienu tērauda izstrādājumus ar dažādu šķērsgriezumu un diametru.
Salīdzinot ar karstvelmētu profiltēraudu, plānsienu profiltērauda rotācijas rādiusu var palielināt par 50–60 %, un profila inerces momentu un pretestības momentu var palielināt par 0,5–3 reizēm, taču, tā kā plānsienu tērauds lielākoties tiek apstrādāts rūpnīcā, ir nepieciešami augstas precizitātes urbumi un fotoelektriskie paneļi pēc skrūvju caurumiem. Tā kā tērauda profils ir mazs, ir grūti apstrādāt instrumentus, un pēc rūpnīcas apstrādes ar urbi, pogu, to var apstrādāt ar karsto cinkošanu, lai nodrošinātu izturību pret rūsu, transportēšanu uz uzstādīšanas vietu. Pašlaik lielāko daļu mājsaimniecības paneļu nevar tieši savienot ar plānsienu tērauda uzstādīšanu, un tie jāpiestiprina pie citas fiksētas palīgkonstrukcijas (piemēram, presēšanas bloka).
Bieži izmantotā fotoelektriskā sistēma parasti satur I tipa, H tipa, L tipa un dažādas profilētu šķērsgriezumu konstrukcijas vajadzības, un tā parasti ir izgatavota no oglekļa strukturālā tērauda vai mazleģētā tērauda, ko ir viegli izgatavot un kas ir lēts. Apstrādes metodes ir dažādas, metināšanas sekcijas tērauds tiek izvēlēts ar dažāda biezuma tērauda plāksni atbilstoši rūpnīcas metināšanas apstrādes formas tērauda konstrukcijas prasībām, šo formēšanas metodi var aprēķināt atbilstoši spēkiem, kas iedarbojas uz dažādām fotoelektriskā projekta konstrukcijas daļām, un tērauda plāksni ar dažādu biezumu var izmantot dažādās daļās, kas ir saprātīgāk nekā spēks, kas iedarbojas uz karsti velmētu vienreizējās lietošanas tērauda plāksni.
2. Saules enerģijas atbalsta tērauda materiāla veiktspējas prasības, saules enerģijas tērauda konstrukcijas tērauda materiālam ir jābūt ar šādām veiktspējas prasībām:
1). Stiepes robeža un tecēšanas robeža. Augsta tecēšanas robeža var samazināt tērauda elementu šķērsgriezumu, samazināt konstrukcijas svaru, ietaupīt tēraudu un samazināt kopējās projekta izmaksas. Augsta stiepes izturība var palielināt konstrukcijas kopējo drošības rezervi un uzlabot tās uzticamību.
2). Stingrība un noguruma izturība. Laba plastiskums var izraisīt konstrukcijas ievērojamu deformāciju pirms bojājuma, ļaujot personālam laikus identificēt un īstenot korektīvus pasākumus. Labu plastiskumu var izmantot arī, lai pielāgotu lokālo maksimālo spriegumu, saules paneļu uzstādīšanas leņķi, piespiedu uzstādīšanas izmantošanu un konstrukcijas plastiskumu, lai radītu iekšējo spēka pārdali, lai konstrukcijas sprieguma sadalījuma sākotnējās sprieguma koncentrācijas konstrukcija vai dažas sastāvdaļas vienmērīgi izlīdzinātos un uzlabotu konstrukcijas kopējo nestspēju. Labāka izturība ļauj konstrukcijai absorbēt vairāk enerģijas, kad to iznīcina trieciena slodze, kas ir īpaši svarīgi tuksneša elektrostacijām un jumta elektrostacijām, kas pakļautas spēcīgam vējam. Labāka noguruma izturība var arī padarīt konstrukciju izturīgāku pret atkārtotu vēja slodžu izturības izmaiņām.
3). Apstrādes ātrums. Aukstā apstrādājamība, karstā apstrādājamība un metināmība ir labas apstrādājamības piemēri. Fotoelektrisko tērauda konstrukcijās izmantotajam alumīnijam ir ne tikai jābūt viegli apstrādājamam dažādās konstrukcijās un sastāvdaļās, bet arī jāapstrādā tā, lai netiktu apdraudēta tā izturība, plastiskums, sīkstums un noguruma izturība.
4). Kalpošanas ilgums. Tā kā saules fotoelektriskās sistēmas projektētais kalpošanas laiks pārsniedz 20 gadus, laba pretkorozijas veiktspēja ir arī svarīgs montāžas sistēmas kvalitātes rādītājs. Ja atbalsta kalpošanas laiks ir pārāk īss, tas sabojās konstrukcijas kopējo stabilitāti, pagarinot atmaksāšanās periodu un samazinot projekta kopējo ekonomisko ieguvumu.
5). Saskaņā ar iepriekšējiem nosacījumiem saules enerģijas tērauda konstrukciju tēraudam jābūt vienkārši iegādājamam, ražojamam un pārdodamam.
3. Jaunās paaudzes saules enerģijas tērauda konstrukciju balstu tehniskais novērtējums
Leņķa tērauda saules enerģijas balstu izmantošana pašlaik ir pakļauta arvien vairāk nosacījumiem, un vissvarīgākais iemesls ir tas, ka tērauda kvalitāte šobrīd ir nevienmērīga, uzstādīšanai nepieciešams liels skaits urbumu uz vietas, bet pēc urbšanas tērauds viegli sarūsē, tāpēc ir nepieciešams jauna veida kronšteins, lai aizstātu šos leņķa tērauda kronšteinus, lai palēninātu koroziju un pagarinātu kalpošanas laiku.
Jaunā saules enerģijas atbalsta galvenā struktūra ir šāda:
1). Īpašas formas auksti formētu plānsienu tērauda atbalsta konstrukciju sistēma. Īpašas formas auksti formēts plānsienu tērauda konstrukcijas ir vieglmetāla tērauda konstrukciju sistēma, ko var izgatavot partijās, ātri uzbūvēt un pilnībā darbspējīgu. Īpašas formas auksti formētas plānsienu tērauda konstrukciju sistēmas tērauda konstrukcijas kronšteins ir tērauda konstrukcijas rāmis, kas izgatavots no iepriekš izgatavota auksti formēta plānsienu tērauda, kas tiek saskrūvēts kopā būvlaukumā.
2). Rūpnīcā ražota monolīta tērauda montāžas sistēma. Saliekamo tērauda rāmi ar sliedēm var uzbūvēt un nostiprināt uz vietas, pirms to apvieno ar paneļiem, lai izveidotu visu fotoelektrisko sistēmu. Šīs tērauda konstrukcijas kronšteina uzstādīšanas prasības ir diezgan augstas, izmantotais tērauds ir augstākās kvalitātes, virsmas apstrādes process ir labs, un, lai nodrošinātu veiksmīgu montāžu, ir nepieciešama agrīna saziņa ar fotoelektrisko komponentu ražotājiem.
3). Fotoelektrisko aizkaru sienu atbalsta konstrukciju sistēma ar siju-kolonnu rāmi. Fotoelektriskajām aizkaru sienām ir lietderīgi izmantot siju-kolonnu rāmja tērauda konstrukcijas montāžas risinājumu. Tā kā konstrukcijai ir zema sānu stingrība, ja konstrukcijas vai stāva augstums ir augsts, sānu stiprinājumi jāiestata tā, lai veidotu nesošo rāmja konstrukciju. Augstceltņu fotoelektrisko aizkaru sienu projektēšanā hibrīda konstrukcijas izveidei bieži tiek izmantota tērauda konstrukcija un iestrādāti elementi, kas var uzlabot visas konstrukcijas pretslīdes spēju, vienlaikus samazinot nepieciešamā tērauda daudzumu un tādējādi samazinot kopējās izmaksas.
4. Jaunu aukstumformētu plānsienu saules enerģijas atbalsta komponentu uzstādīšana:
1). Inovatīvā aukstumformēšanas plānsienu saules enerģijas balsta konstrukcija tērauda konstrukciju elementiem tiek izgatavota rūpnīcā, izmantojot dažādus tērauda un plastmasas jauktos savienotājus. Ir vairāki tērauda un plastmasas jaukto savienotāju veidi, kas var pielāgoties dažādiem uzstādīšanas apstākļiem.
2). Jaunais aukstumformēšanas plānsienu saules enerģijas balsts ir vieglāks un tam ir vairāk montāžas caurumu. Kopumā neatkarīgais pamats ir galvenais pamats, pēc nepieciešamības pievienojot dzelzsbetona savienojuma siju. Sloksnes vai šķērsvirziena pamatus var izmantot vietās ar sliktiem ģeoloģiskajiem apstākļiem, taču pēc iespējas jāizvairās no plostu pamatiem. Augšējie kolonnu pamati ir eņģēs, savukārt iestrādātie komponenti ir vai nu ievietoti kolonnu pamati, vai iestrādātas skrūves, kas ietvertas ūdensnecaurlaidīgā betonā. Abus veidus ir vienkārši apstrādāt, viegli uzbūvēt un labi savienot.
