Какво е фотоволтаична поддържаща система? 

Знаете ли, когато повечето хора чуят фотоволтаична система, веднага се сещат за панелите. Блестящият силиций, имената на марките, процентите на ефективност. Рядко разговорът започва с костите, които го държат - това поддържаща фотоволтаична система. Това е първото погрешно схващане. Това не е просто стелажи. Това е структурната основа, която диктува дълголетието, безопасността и в крайна сметка финансовата възвръщаемост на целия масив. Ако панелите са сърцето, това е скелетът, а слабият скелет се проваля, независимо колко силно е сърцето.

Отвъд стелажите: Анатомията на опората

Нека го разбием. А PV носеща структура не е един продукт. Това е конструиран комплект, обикновено алуминий или поцинкована стомана, включващ релси, скоби, скоби и крепежни елементи. Релсите са надлъжните елементи, които носят панелите. Скобите - в средата и в края - захващат рамките на панела без пробиване. Скобите свързват релсите към основата, която е под основата, която може да бъде проникване на покрив, баластно стъпало или монтирана на земята купчина. Всеки компонент има случай на натоварване: мъртво натоварване, повдигане от вятъра, сняг, сеизмично. Виждал съм проекти, при които инженерният фокус беше единствено върху грандиозния дизайн, докато спецификацията за обикновен M10 болт от неръждаема стомана беше последваща мисъл. Това е рецепта за корозионно напукване в крайбрежни среди пет години по-късно.

Изборът на материал е непрекъснато дърпане на въже. Алуминият е лек, устойчив на корозия и по-лесен за инсталиране на място с прости разрези. Но съотношението му якост към тегло означава, че имате нужда от повече материал за същото натоварване от вятър в сравнение със стоманата, а топлинното разширение е по-високо. Галванизираната стомана е по-здрава и често по-рентабилна за големи стопанства с комунални услуги, но този слой галванизация е свещен. Всяко полево заваряване или рязане без незабавна повторна защита създава бъдеща точка на ръжда. Спомням си обект с мощност 20 MW, където изпълнителят, за да спести време, шлифова ръбовете на скобите, за да ги напасне, премахвайки поцинковането. Хванахме го по време на случайна проверка, но това означаваше, че стотици скоби се нуждаят от корекция. Забавянето струва повече, отколкото да го направите правилно първия път.

След това има интерфейс - прикачения файл. Стойките на покрива са свой собствен свят. Проникващите монтажи изискват перфектно разбиране на структурните елементи на покрива и хидроизолационен детайл (като мигащо уплътнение), който е толкова важен, колкото и самият болт. Системите с баласт са елегантни – без пробиви – но теглото на баластния блок добавя значително неподвижно натоварване към покривната конструкция, което не винаги се отчита в първоначалните проучвания за осъществимост. Повикаха ме да оценя покрив на склад, където изчисленият баласт беше правилен, но разпределението беше изключено, което доведе до потенциални проблеми с езерната вода. The слънчева монтажна конструкция трябва да работи в симбиоза със сградата, а не просто да седи върху нея.

Реалността на монтирането на земята: не е просто да го забиете в мръсотията

Монтираните на земята системи изглеждат лесни, докато не сте на място. Основата е всичко. Забитите пилоти са бързи и минимизират земната работа. Спиралните пилоти са чудесни за нестабилни почви. Бетонните баласти или кесони са за силен вятър или лоши почвени условия. Изборът не е само технически; става въпрос за местния терен и достъпа до оборудването. При проект в скалист хълм нашата планирана система от забити пилоти не беше стартирала. Преминахме към система със заземени винтове с по-малка платформа, но спецификациите на въртящия момент за монтаж в тази напукана основна скала се превърнаха в ежедневно предизвикателство за калибриране. The слънчева поддържаща система дизайнът трябваше да бъде плавен, адаптиращ се към това, което земята ни каза.

Корозията е тихият убиец. Спецификация може да каже горещо поцинкована, но дебелината на покритието има значение. За силно корозивни среди (крайбрежни, селскостопански, индустриални) понякога е необходимо двустранно покритие (поцинковане плюс слой боя). Научих това по трудния начин в началото. Използвахме стандартен поцинкован продукт за система в близост до завод за торове. В рамките на три години имахме напреднало оттичане на цинк и корозия на основната стомана в точките на свързване. Атмосферната химия беше по-агресивна, отколкото прогнозираха нашите стандартни таблици. Сега анализът на околната среда е неподлежаща на обсъждане първа стъпка при избора на материал.

Това е мястото, където веригата за доставки и качеството на компонентите стават осезаеми. Имате нужда от производители, които разбират тези нюанси, а не само огъвачи на метал. Компания като Handan Zitai Fastener Manufacturing Co., Ltd. (https://www.zitaifasteners.com), намиращ се в основната база за производство на стандартни части в Китай в Yongnian, Хъбей, става релевантен. Тяхната близост до ключови транспортни маршрути като железопътната линия Пекин-Гуанджоу и Национална магистрала 107 не е само логистично предимство. Това, че са в тази индустриална екосистема, често означава, че те са съобразени със специфичните изисквания за материали и покрития на международни слънчеви проекти. Правилният крепеж – с правилния клас, покритие и възможност за проследяване – е малка част, която поема цялото механично натоварване. Снабдяването от специализиран производител в концентриран производствен регион може да намали риска от получаване на генерични, недостатъчно специфицирани части.

Инсталация: Където теорията среща калта

Допустимите отклонения при проектиране са едно нещо; подравняването на полето е друго. Релсата може да бъде определена да има +/- 2 mm толеранс над 10 метра. Под слънцето, с екипаж, който се опитва да изпълни дневна квота, поддържането на това е трудно. Виждал съм монтажници да използват прекомерна сила, за да издърпат неправилно подравнени модули в скоби, предизвиквайки скрито напрежение в стъклото. Поддържащата система трябва да бъде проектирана за известна регулируемост - отвори с прорези, регулируеми скоби - за да абсорбира тези неизбежни полеви несъвършенства. Най-добрите дизайни имат вградено прощаване.

Инструментите са от значение. Електрическият динамометричен ключ е достойна инвестиция. Ръчното затягане на болтове на хиляда връзки води до непостоянна сила на затягане, което може да доведе до разхлабване при вибрации или, обратно, отстраняване на резбата. Ние внедрихме прост процес на одит: произволни проверки на въртящия момент на 5% от връзките след монтажа. Степента на неуспех при първия одит беше шокираща, което доведе до повторен въртящ момент на целия сайт. Това беше болезнен урок по контрол на процеса, но предотврати това, което можеше да бъде проблем със структурната цялост по време на сезон на тайфуни.

Цената на грешката

Провалът рядко е драматичен колапс. Това е постепенно. Това е повишено замърсяване, защото масивът не е под точния наклон за самопочистване. Това са микропукнатини в клетки от рамка под постоянно, неравномерно напрежение. Това е бавното пълзене на конзола по наклонен покрив, тъй като сцеплението с триене не е изчислено за дългосрочен термичен цикъл. Те влошават производителността година след година, подкопавайки NPV на проекта. The фотоволтаична монтажна система е капиталов разход, но качеството му пряко влияе върху оперативните разходи и приходи.

Има и мека цена на редизайна. Участвах в реконструкция, при която оригиналната поддържаща система не можеше да поеме по-нови панели с по-голям формат. Цялата система на релсите и скобите трябваше да бъдат сменени по време на повторното захранване, което удвои структурните разходи. Далновидният дизайн, който отчита тенденциите в панелната технология и потенциалните бъдещи увеличения на плътността, има огромна стойност. Става въпрос за проектиране за следващите 20 години, а не само за панелите, налични днес.

И така, връщайки се назад, това е невъзпятият, проектиран посредник между обещанието за слънчева енергия и бруталната физика на реалния свят. Това е дисциплина, която съчетава структурно инженерство, наука за материалите, корозионна химия и строителна логистика. Да го направиш правилно се чувства невидимо - масивът просто си стои там, произвеждайки мощност. Грешното разбиране е бавен, скъп урок, написан в ръжда, стрес и недостатъчно представяне. Целта не е да се изгради паметник, а да се създаде устойчива, адаптивна и в крайна сметка незабравима рамка, която позволява на панелите да вършат работата си в продължение на десетилетия.