Estruturas de montagem fotovoltaicas
Estruturas de montagem fotovoltaicas
Como uma parte importante da usina fotovoltaica, o suporte fotovoltaico carrega o corpo principal de geração de energia da usina fotovoltaica. A escolha do suporte afeta diretamente a segurança operacional, a taxa de danos e o investimento na construção dos módulos fotovoltaicos. A escolha de um suporte fotovoltaico adequado pode não apenas reduzir o custo do projeto, mas também reduzir o custo de manutenção na fase posterior.
1. Tipos de suporte fotovoltaico
1 De acordo com a classificação do material
De acordo com os diferentes materiais utilizados nos principais elementos de suporte fotovoltaicos, eles podem ser divididos em suportes de liga de alumínio, suportes de aço e suportes não metálicos. Entre eles, os suportes não metálicos são menos utilizados, enquanto os suportes em liga de alumínio e os suportes de aço apresentam características próprias.
2 Classificação de acordo com o método de instalação
2. Introdução do suporte fotovoltaico fixo
A matriz fotovoltaica não gira com a mudança do ângulo de incidência do sol e recebe a radiação solar de forma fixa. De acordo com a configuração do ângulo de inclinação, este pode ser dividido em: o melhor tipo de ângulo de inclinação fixo, o tipo fixo de telhado inclinado e o tipo fixo de ângulo de inclinação ajustável.
1 O melhor ângulo de inclinação é fixo
A melhor inclinação de instalação local é calculada primeiro e, em seguida, todas as matrizes são instaladas fixamente nessa inclinação. Atualmente, é amplamente utilizado em centrais elétricas de telhado plano e centrais terrestres.
1) Suporte de fundação de concreto para telhado plano
O suporte de fundação de concreto de telhado plano é atualmente a forma de instalação mais comumente usada em usinas de energia de telhado plano. Conforme a forma de fundação, pode ser dividida em fundação em faixa e fundação independente; a ligação entre o pilar de sustentação e a fundação pode ser feita por chumbadores ou apoiados diretamente. Os pilares são embutidos na fundação de concreto.
Vantagens: boa resistência ao vento, alta confiabilidade e nenhum dano à estrutura impermeável do telhado.
Desvantagens: A fundação de concreto precisa ser feita primeiro e curada para obter resistência suficiente antes que a instalação subsequente do suporte possa ser realizada. O período de construção é longo.
2) Suporte de lastro de concreto para telhado plano
Vantagens: O método de construção do suporte de lastro de concreto é simples, e o suporte pode ser instalado ao mesmo tempo que o contrapeso é feito, economizando tempo de construção.
Desvantagens: O suporte de lastro de concreto tem resistência relativamente baixa ao vento, e o peso do contrapeso precisa ser totalmente considerado ao projetar o peso do vento máximo local.
3) Estação de energia terrestre - suporte de fundação de concreto
Existem muitos tipos de suportes de fundação de concreto para usinas de energia terrestres. De acordo com as condições geológicas do projeto não utilizado, o método de instalação correspondente pode ser selecionado. A seguir, apresentamos principalmente os tipos mais comuns de fundações de concreto armado moldadas no local, fundações de concreto armado e independentes e fundações de pilares vazados de concreto pré-moldado. Forma de instalação de fundação de concreto.
Fundação de concreto armado moldado no local
De acordo com as diferentes formas de fundação, as fundações de concreto armado moldadas no local podem ser divididas em estacas de concreto moldadas no local e hastes de ancoragem fundidas.
Vantagens: menos terraplenagem para escavação de fundações de concreto armado moldado no local, pequena quantidade de barras de aço de concreto, baixo custo e rápida velocidade de construção.
Desvantagens: A construção de fundações de concreto armado moldadas no local é facilmente restringida por fatores ambientais, como estações do ano e clima, e os requisitos de construção são elevados. Depois de concluído, não pode ser ajustado.
Fundação independente e em faixa de concreto
Vantagens: a fundação de concreto independente e em forma de faixa adota a fundação expandida reforçada, método de construção simples, forte adaptabilidade geológica e a profundidade embutida da fundação pode ser relativamente rasa.
Desvantagens: A fundação independente e em faixa de concreto tem uma grande quantidade de trabalho, requer muito trabalho, uma grande quantidade de escavação e aterro, um longo período de construção e grandes danos ao meio ambiente.
Fundação de coluna oca de concreto pré-moldado
As fundações de colunas vazadas de concreto pré-moldado são amplamente utilizadas em usinas de energia com condições geológicas precárias, como usinas de energia complementar hidro-óptica e usinas de energia plana. Ao mesmo tempo, devido às vantagens da altura de fundação, também é utilizado em centrais de montanha e centrais agrícolas complementares.
4) Estação de energia terrestre - suporte de estaca de metal
Os suportes de estaca metálica também são amplamente utilizados em usinas de energia terrestres e podem ser divididos em suportes de fundação de estaca espiral e suportes de estaca de impacto.
Suporte de fundação por estaca de parafuso
Os suportes de estacas espirais podem ser divididos em suportes de estacas espirais com flanges e suportes de estacas espirais sem discos de Faraday, consoante tenham ou não flanges; de acordo com a forma dos cotilédones, eles podem ser divididos em suportes de pilha espiral contínua de folha estreita e suporte de pilha espiral de intervalo largo de folha.
As estacas roscadas com flanges podem ser usadas para instalação de coluna única ou coluna dupla, enquanto as estacas roscadas sem flanges geralmente são usadas apenas para instalação de coluna dupla.
A resistência ao arrancamento do suporte de pilha em espiral com folhas largas é melhor do que a do suporte com pilha em espiral contínua de folhas estreitas. Em áreas com ventos fortes, o suporte de pilha espiral com folhas largas deve ter prioridade.
Suporte de fundação de estaca de impacto
O suporte de fundação de estaca de impacto, também chamado de suporte de fundação de poste de fibra de metal, é usado principalmente para cravar diretamente aço em forma de C, aço em forma de H ou outro aço estrutural no solo com um bate-estaca. Este método de instalação é muito simples, mas a resistência ao arrancamento é fraca.
Vantagens: Para fundações de estacas metálicas, as estacas metálicas são cravadas no solo com bate-estaca, sem necessidade de escavação e mais ecologicamente correto; não é restringido por temperaturas sazonais e pode ser implementado sob várias condições climáticas, incluindo inverno no norte; a construção é rápida e conveniente, encurta significativamente o período de construção, pode facilitar a migração e recuperação; a fundação é fácil de ajustar a altura durante o processo de empilhamento.
Desvantagens: É difícil cravar estacas em áreas de solo duro; é fácil danificar a camada galvanizada quando as estacas são cravadas em áreas com mais pedras britadas; a resistência à corrosão é pobre quando usado em áreas salino-alcalinas.
2 Tipo fixo de telhado inclinado
Considerando que a capacidade de carga de telhados inclinados é geralmente pobre, a maioria dos componentes em telhados inclinados são instalados diretamente de forma plana, e os ângulos de azimute e de inclinação dos componentes são geralmente consistentes com o telhado. De acordo com a diferença de telhado inclinado, pode ser dividido em sistema de instalação de telhado de telha e sistema de instalação de telhado de aço leve.
1) Sistema de instalação de telhado de telha
O sistema de instalação do telhado de telha é composto principalmente de ganchos, trilhos guia, grampos e parafusos.
2) Sistema de instalação de telhado de aço leve
Os telhados de aço leve, também chamados de telhados de telha de aço colorido, são usados principalmente em plantas industriais e depósitos. De acordo com as diferentes formas de telhas de aço coloridas, elas podem ser divididas em telhados de aço leve com ângulo relaxado, telhados de aço com costura vertical e telhados de aço leve em forma de escada.
Telhado de aço leve tipo relaxamento angular e telhado de aço leve tipo costura vertical usam principalmente grampos como peças de conexão para fixar os trilhos de guia no telhado, enquanto o telhado de aço leve tipo escada precisa usar parafusos auto-roscantes para fixar as peças de conexão no cobertura.
Não importa que tipo de forma de telhado, ao selecionar as peças de conexão, é necessário medir as dimensões de "relaxamento do ângulo", "lado direito" e "trapézio"no local para garantir que as peças de conexão coincidem com o telhado, e é necessário instalar o suporte de telhado de aço leve tipo escada. Tome boas medidas à prova d'água para evitar vazamento de água no orifício do parafuso.
3 Ângulo de inclinação fixo pode ser ajustado
O tipo de inclinação fixa ajustável significa que o ângulo de inclinação do suporte fixo é regularmente ajustado no ponto de viragem do ângulo de incidência do sol para aumentar a absorção da luz solar direta e aumentar a capacidade de geração de energia com um ligeiro aumento no custo.
Suporte fotovoltaico de três tipos de rastreamento
O suporte fotovoltaico do tipo rastreamento usa dispositivos eletromecânicos ou hidráulicos para fazer a matriz fotovoltaica se mover com a mudança do ângulo de incidência do sol, de modo que a luz solar seja o mais direta possível ao painel do módulo e a capacidade de geração de energia da matriz fotovoltaica seja melhorada . De acordo com o número de eixos de rastreamento, ele pode ser dividido em: sistema de rastreamento de eixo único e sistema de rastreamento de eixo duplo.
1 sistema de rastreamento de eixo único plano
A matriz fotovoltaica pode rastrear o sol ao longo de um eixo horizontal na direção leste-oeste para obter uma grande quantidade de geração de energia e é amplamente utilizada em áreas de baixa latitude. Dependendo da existência de uma inclinação na direção norte-sul, ela pode ser dividida em um tipo de rastreamento de eixo único plano padrão e um tipo de rastreamento de eixo único plano com um ângulo de inclinação.
2 Sistema de rastreamento de dois eixos
A rotação de dois eixos (eixo vertical, eixo horizontal) é usada para rastrear os raios solares em tempo real para garantir que os raios solares sejam perpendiculares à superfície do painel a cada momento, de modo a obter a geração máxima de energia, adequada para uso em várias latitudes.
3 Comparação de vários modos de operação de suporte
Quatro comparação e seleção de suporte fotovoltaico de aço e alumínio
1 Força do material
O suporte geralmente usa aço Q235B e liga de alumínio extrudado 6063 T6. Em termos de resistência, a liga de alumínio 6063 T6 é cerca de 68% -69% do aço Q235 B. Portanto, o aço é geralmente melhor do que a liga de alumínio em áreas de vento forte e grandes vãos. Perfil.
2 Deflexão e deformação
A deflexão e a deformação da estrutura estão relacionadas com a forma e tamanho do perfil e o módulo de elasticidade (parâmetro inerente ao material), mas não estão diretamente relacionadas com a resistência do material.
Nas mesmas condições, a deformação do perfil de liga de alumínio é 2,9 vezes a do aço e seu peso é de 35% do aço. Em termos de custo, com o mesmo peso, o alumínio é 3 vezes maior que o aço. Portanto, o aço é geralmente melhor do que os perfis de liga de alumínio em áreas com ventos fortes, vãos relativamente grandes e custo.
3 Aspectos anticorrosivos
Atualmente, o principal método anticorrosivo do suporte é o aço galvanizado por imersão a quente 55-80μm e a liga de alumínio anodizada 5-10μm.
A liga de alumínio está na zona de passivação no ambiente atmosférico e uma película densa de óxido é formada em sua superfície, o que evita que a superfície da matriz ativa de alumínio entre em contato com a atmosfera circundante, por isso tem uma resistência à corrosão muito boa e a taxa de corrosão aumenta com o tempo e reduz.
Em condições normais (ambiente C1-C4), a espessura do aço galvanizado de 80μm pode ser usada por mais de 20 anos. No entanto, a velocidade da corrosão aumentará em áreas industriais de alta umidade ou praias de alta salinidade ou mesmo em águas temperadas do mar. A quantidade de galvanização deve ser 100μm. Os itens acima e precisam de manutenção regular todos os anos.
A liga de alumínio é muito superior ao aço em termos de resistência à corrosão.
4 Outros aspectos em comparação com a corrosão
1) Aparência:
Existem muitos métodos de tratamento de superfície para perfis de liga de alumínio, como anodização, polimento químico, pulverização de fluorocarbono, revestimento eletroforético, etc. A aparência é bonita e pode se adaptar a uma variedade de ambientes corrosivos fortes.
Para aço, geralmente são usados galvanização por imersão a quente, pulverização de superfície, revestimento de tinta, etc. A aparência é pior do que a dos perfis de liga de alumínio. Também é inferior aos perfis de alumínio em termos de resistência à corrosão.
2) Diversidade de seção transversal
Os métodos gerais de processamento de perfis de liga de alumínio incluem extrusão, fundição, dobra e estampagem. A produção de extrusão é o método de produção convencional atual. Ao abrir a matriz de extrusão, qualquer perfil de seção transversal pode ser produzido e a velocidade de produção é relativamente rápida.
Os materiais de aço geralmente adotam métodos como laminação, fundição, dobra e estampagem. Atualmente, a laminação é o principal método de produção para a produção de aço conformado a frio. A seção transversal precisa ser ajustada por um conjunto de rolos, mas a máquina geral só pode produzir produtos semelhantes após finalizar a forma e o tamanho pode ser ajustado, e a forma da seção transversal não pode ser alterada, como aço em forma de C, Aço em forma de Z e outras seções transversais. O método de produção por laminação é relativamente fixo e a velocidade de produção é relativamente rápida.
5 Reciclagem de materiais
O custo de manutenção da estrutura de aço aumenta 3% ao ano, enquanto o suporte da estrutura de alumínio quase não necessita de manutenção e manutenção, e a taxa de recuperação do material de alumínio ainda é de 65% após 30 anos. O preço do alumínio deve aumentar 3% ao ano. Após 30 anos, é basicamente uma pilha de sucata sem valor para reciclagem.
6 Comparação de desempenho abrangente
1) Os perfis de liga de alumínio são leves, bonitos na aparência e excelentes em resistência à corrosão. Eles são geralmente usados em usinas de energia em telhados domésticos e ambientes corrosivos fortes que requerem suporte de carga.
2) O aço tem alta resistência e pequena deflexão e deformação quando sob carga. Geralmente é usado para usinas de energia comuns ou para peças com forças relativamente grandes.
3) Custo: Em circunstâncias normais, a pressão básica do vento é de 0,6 kN / m2, o vão é inferior a 2m e o custo do suporte de liga de alumínio é 1,3-1,5 vezes o do suporte de estrutura de aço. No sistema de pequeno vão, a diferença de custo entre o suporte de liga de alumínio e o suporte de estrutura de aço (como a cor do telhado de chapa de aço) é relativamente pequena, e a liga de alumínio é muito mais leve do que o suporte de aço em termos de peso, por isso é muito adequado para usinas de energia em telhados domésticos.
