Po pierwsze, na podstawie specyfikacji i modeli modułów fotowoltaicznych, liczby modułów oraz konfiguracji szeregowej, można określić wymiary konstrukcyjne układu. Po drugie, zgodnie z szerokością geograficzną lokalizacji projektu i zasadą maksymalizacji rocznej produkcji energii przez system fotowoltaiczny, można określić optymalny kąt nachylenia i odstępy między układami. Po trzecie, na podstawie zasobów wiatru i maksymalnego poziomu wiatru w lokalizacji projektu, można określić maksymalne obciążenie wiatrem, jakie wytrzyma układ. W związku z tym fundamenty i konstrukcja wsporcza układu są analizowane pod kątem naprężeń i projektowane zgodnie z zasadami projektowania mechanicznego. Ponadto, podczas projektowania układu fotowoltaicznego, dolna krawędź układu powinna znajdować się na wysokości 30–50 cm nad ziemią lub dachem, aby zapobiec zasłanianiu jej przez chwasty i zasypywaniu śniegiem w zimie.
Podstawa tablicy (lub baza)
Fundament zazwyczaj wykonuje się z betonu wylewanego na grunt lub warstwę konstrukcyjną dachu, a na dachach stosuje się również kratownice (z bloczkami balastowymi). Konstrukcja wsporcza jest zazwyczaj mocowana do fundamentu za pomocą kołnierzy i elementów osadzonych lub poprzez wiercenie otworów w fundamencie betonowym i mocowanie za pomocą kołków rozporowych. W przypadku dachów fundament powinien być umieszczany w miejscach takich jak ściany lub belki konstrukcji głównej, zgodnie z wymaganiami projektu, zapewniając bezpieczne mocowanie do konstrukcji głównej. Należy jednak pamiętać, że nieprawidłowe położenie konstrukcji wsporczej na fundamencie może powodować odchylenia, wpływając na naprężenia w konstrukcji głównej.
Wymagania projektowe dla fundamentów i konstrukcji wsporczej
Projektując fundamenty i konstrukcję wsporczą, należy w pełni uwzględnić nośność, opór wiatru i czynniki sejsmiczne. W obszarach przybrzeżnych konieczne jest dodatkowe uwzględnienie odporności na tajfuny, wilgocioodporności i odporności na korozję w rozpylonej solance. Przed montażem konstrukcji wsporczej należy nałożyć powłoki antykorozyjne, a odsłonięte metalowe elementy należy poddać obróbce antykorozyjnej i zabezpieczającej przed rdzą, aby zapobiec uszkodzeniom i utracie wytrzymałości. Łączniki używane do łączenia konstrukcji wsporczej powinny być wykonane ze stali nierdzewnej. W przypadku stosowania łączników ocynkowanych, muszą one spełniać normy krajowe, aby zapewnić ich trwałość i odporność na korozję. Śruby, nakrętki, podkładki płaskie i sprężyste powinny spełniać wymagania projektowe dotyczące ilości, specyfikacji i modeli. Po dokręceniu śrub, odsłonięta część powinna mieć dwie trzecie długości średnicy śruby.
Szczegółowe kroki dla naziemnej elektrowni fotowoltaicznej
Zgodnie z rzeczywistymi warunkami na miejscu:
1. Zaznacz pozycje i wykop doły fundamentowe na wyrównanym terenie.
2. Umieść osadzone elementy, ustaw formę i wylej beton. Po 48 godzinach utwardzania zamontuj konstrukcję wsporczą.
3. Zainstaluj moduły fotowoltaiczne, ułóż okablowanie, wykonaj uziemienie i ochronę odgromową oraz ułóż rowy kablowe.
Wrażliwość modułów fotowoltaicznych na odkształcenia
Powszechnie wiadomo, że moduły fotowoltaiczne, jako elementy przewodzące szkło, są bardzo wrażliwe na odkształcenia. Wynika to głównie z faktu, że szkło jest kruchym materiałem, który może łatwo ulec uszkodzeniu w wyniku nierównomiernego osiadania podpór oraz rozszerzalności i kurczenia termicznego w płaszczyźnie modułu.
Ze względu na różnicę współczynników rozszerzalności cieplnej stali i szkła, przy dużej sztywności elementu szklanego, mogą wystąpić siły rozszerzalności cieplnej między elementem szklanym a konstrukcją stalową, co negatywnie wpływa na szkło. Dlatego zastosowanie zimnogiętych, cienkościennych kształtowników jako konstrukcji wsporczej dla modułów fotowoltaicznych pozwala zniwelować negatywny wpływ sztywności konstrukcji stalowych. Pomaga to złagodzić odkształcenia konstrukcyjne, osiadanie fundamentów i odkształcenia wynikające z rozszerzalności cieplnej, co czyni je idealną konstrukcją wsporczą dla modułów fotowoltaicznych. Optymalizacja konstrukcji podpór i fundamentów nie tylko spełnia wymagania instalacyjne i eksploatacyjne modułów, ale także znacząco redukuje koszty inwestycji w podpory i fundamenty.
