Odată cu extinderea rapidă a economiei verzi a țării noastre, generarea de energie fotovoltaică pe bază de siliciu monocristalin/siliciu policristalin și tehnologia BIPV cu peliculă subțire se maturizează. Structurile din oțel prezintă avantaje semnificative față de alte tipuri de structuri în ceea ce privește funcția de utilizare, designul, construcția și costul total. Prin urmare, dezvoltarea și fabricarea unui nou tip de sistem de montare fotovoltaică pe structuri din oțel care să înlocuiască actualul sistem de montare în unghi din oțel este esențială.
1. Tip de oțel al suportului solar din oțel
Oțelul structural ușor și oțelul structural obișnuit cu secțiune mică sunt utilizate în prezent în selecția oțelului datorită caracteristicilor de structură simplă și volumului mic de suport pentru panouri solare fotovoltaice.
Oțel structural ușor: Acest termen se referă la oțel rotund, oțel cu unghi mic și oțel cu pereți subțiri. Atunci când oțelul cu unghi mic este utilizat ca element de susținere, acesta poate utiliza eficient rezistența oțelului și este util pentru instalarea generală a cadrului. În prezent, standardul național pentru oțelul cu unghi mic, relativ la suportul solar, are puține modele opționale, așa că sunt necesare modele suplimentare de oțel cu unghi mic pentru a se adapta dezvoltării rapide actuale a industriei energiei solare. Penele de oțel cu pereți subțiri sunt de obicei fabricate din plăci de oțel cu pereți subțiri cu grosimea de 1,5-5 mm, care sunt formate la rece sau laminate la rece pentru a realiza produse din oțel cu pereți subțiri cu secțiuni transversale și diametre variabile.
În comparație cu profilele de oțel laminate la cald, raza de rotație a profilelor de oțel cu pereți subțiri poate fi crescută cu 50-60%, iar momentul de inerție și momentul de rezistență al profilului pot fi crescute cu 0,5-3 ori. Totuși, deoarece oțelul cu pereți subțiri este prelucrat în mare parte în fabrică, este nevoie de găuri de înaltă precizie și panouri fotovoltaice după gaura șurubului. Deoarece secțiunea de oțel este mică, uneltele sunt dificil de prelucrat, iar construcția este mai dificilă după prelucrarea în fabrică a butonului de găurire, care poate fi galvanizat la cald pentru a-l proteja de rugină și transportat la șantierul de instalare. În prezent, majoritatea panourilor de uz casnic nu pot fi cuplate direct cu instalațiile de oțel cu pereți subțiri și trebuie atașate la o altă structură fixă auxiliară (cum ar fi un bloc de presare).
Energia fotovoltaică utilizată frecvent include, în general, tipuri I, H, L și diverse cerințe de proiectare a secțiunilor transversale profilate și este de obicei construită din oțel carbon structural sau oțel slab aliat, care este ușor de construit și are costuri reduse. Metodele de prelucrare sunt, de asemenea, diverse, oțelul pentru secțiunile de sudură fiind ales cu diferite grosimi de tablă de oțel, în funcție de cerințele de proiectare din fabrică, prelucrarea oțelului în formă de sudare. Această metodă de formare poate fi calculată în funcție de forțele asupra diferitelor părți structurale ale proiectului fotovoltaic, iar placa de oțel cu diferite grosimi poate fi utilizată în diferite părți, ceea ce este mai rezonabil decât forța asupra plăcii de oțel laminate la cald de unică folosință.
2. Conform cerințelor de performanță ale materialului din oțel pentru susținerea energiei solare, materialul din oțel al construcției din oțel pentru energia solară trebuie să aibă următoarele performanțe:
1). Rezistența la tracțiune și la curgere. O limită de curgere ridicată ar putea reduce secțiunea elementelor din oțel, greutatea construcției, economisi oțel și costurile totale ale proiectului. Rezistența ridicată la tracțiune poate crește rezerva generală de siguranță a unei structuri și poate îmbunătăți fiabilitatea acesteia.
2). Tenacitate și rezistență la oboseală. O plasticitate bună poate determina deformarea semnificativă a structurii înainte de cedare, permițând personalului să identifice și să implementeze acțiuni corective în timp util. O plasticitate bună poate fi utilizată și pentru a ajusta tensiunea de vârf locală, unghiul de instalare a panourilor solare, utilizarea instalării forțate și plasticitatea structurii pentru a produce o redistribuire a forței interne, astfel încât structura sau unele componente ale distribuției inițiale a tensiunii să tindă să se uniformizeze și să îmbunătățească capacitatea portantă generală a structurii. O tenacitate mai bună permite structurii să absoarbă mai multă energie atunci când este distrusă de o sarcină de impact, ceea ce este deosebit de important pentru centralele electrice din deșert și centralele electrice de pe acoperiș expuse la vânturi puternice. O rezistență mai bună la oboseală poate face, de asemenea, structura mai rezistentă la variațiile capacității de a suporta sarcini repetate ale vântului.
3). Viteza de procesare. Prelucrabilitatea la rece, prelucrabilitatea la cald și sudabilitatea sunt toate exemple de prelucrabilitate bună. Aluminiul utilizat în structurile fotovoltaice din oțel nu trebuie doar să fie ușor de prelucrat în diverse structuri și componente, ci trebuie să fie prelucrat și astfel încât rezistența, plasticitatea, tenacitatea și rezistența la oboseală să nu fie compromise.
4). Durata de funcționare. Deoarece durata de viață proiectată a unui sistem solar fotovoltaic este mai mare de 20 de ani, o bună performanță anticorozivă este, de asemenea, un indicator important al calității sistemului de montare. Dacă durata de viață a suportului este prea scurtă, aceasta va afecta stabilitatea generală a structurii, prelungind perioada de amortizare și reducând beneficiul economic general al proiectului.
5). În conformitate cu condițiile precedente, oțelul pentru structuri solare din oțel ar trebui să fie ușor de achiziționat, fabricat și vândut.
3. Evaluarea tehnică a suporturilor structurale din oțel pentru panouri solare de nouă generație
Utilizarea suporturilor de energie solară din oțel unghiular este în prezent supusă unui număr tot mai mare de condiții, cel mai important motiv fiind că în prezent calitatea oțelului este neuniformă, instalarea necesită un număr mare de găuri la fața locului, dar după găurire oțelul ruginește ușor, așa că este necesar un nou tip de suport pentru a înlocui aceste suporturi din oțel unghiular pentru a încetini coroziunea și a prelungi durata de viață.
Structura principală a noului suport pentru energie solară este următoarea:
1). Un sistem de structuri de susținere din oțel cu pereți subțiri, profilate la rece, de formă specială. Oțelul cu pereți subțiri, profilat la rece, de formă specială este un sistem structural din oțel cu grosime mică, care poate fi fabricat în loturi, construit rapid și complet operațional. Suportul structurii de oțel al unui sistem de structură din oțel cu pereți subțiri, profilat la rece, de formă specială este un tip de cadru de structură din oțel, realizat din oțel prefabricat, profilat la rece, cu pereți subțiri, care este fixat cu șuruburi la șantier.
2). Un sistem de montare monolitic din oțel, fabricat în fabrică. Cadrul prefabricat din oțel cu grinzi poate fi construit și fixat la fața locului înainte de a fi combinat cu panouri pentru a forma întregul sistem fotovoltaic. Cerințele de instalare ale acestui suport pentru structură din oțel sunt destul de ridicate, oțelul utilizat este de cea mai înaltă calitate, procesul de tratare a suprafeței este bun, iar comunicarea timpurie cu producătorii de componente fotovoltaice este necesară pentru a asigura un asamblare reușită.
3). Sistem de structură de susținere fotovoltaică pentru pereți cortină cu cadru grindă-stâlp. Este potrivit să se utilizeze o soluție de montare cu structură metalică cu cadru grindă-stâlp pentru pereții cortină fotovoltaici. Datorită rigidității laterale reduse, atunci când înălțimea structurii sau a etajului este mare, contravântuirile laterale trebuie fixate pentru a forma structura cadrului de susținere. Structura metalică și elementele încorporate turnate la fața locului sunt frecvent utilizate pentru a produce o structură hibridă în proiectarea pereților cortină fotovoltaici de înaltă înălțime, ceea ce poate îmbunătăți capacitatea antilaterală a întregii structuri, reducând în același timp cantitatea de oțel necesară și, prin urmare, costul total.
4. Instalarea de noi componente solare de susținere cu pereți subțiri, formate la rece:
1). Suportul inovator pentru energie solară cu pereți subțiri, format la rece, pentru elementele structurii din oțel este construit în fabrică folosind diverși conectori mixți oțel-plastic. Există mai multe varietăți de conectori mixți oțel-plastic care se pot adapta la diverse condiții de instalare.
2). Noul suport pentru energie solară cu pereți subțiri, format la rece, este mai ușor și are mai multe găuri de montare. În general, fundația independentă este fundația principală, grinda de conectare din beton armat fiind adăugată după cum este necesar. Fundațiile în benzi sau fundațiile încrucișate pot fi utilizate în locuri cu condiții geologice precare, dar fundațiile cu plute ar trebui evitate pe cât posibil. Bazele superioare ale coloanelor sunt toate articulate, în timp ce componentele încorporate sunt fie baze de coloană inserate, fie șuruburi încorporate în beton impermeabil. Ambele tipuri sunt ușor de prelucrat, ușor de construit și bine conectate.
