Techniniai rūpesčiai dėl pigių{0}}PV tvirtinimo sistemų: sisteminė analizė nuo vėjo apkrovų iki konstrukcijos patikimumo

Projektuojant fotovoltines (PV) elektrines, montavimo sistemos parinkimas tiesiogiai veikia bendrą elektros energijos gamybos efektyvumą ir konstrukcijų saugumą. Pavyzdžiui, stebėjimo sistemos gali žymiai padidinti energijos išeigą, palyginti su fiksuotomis -pasvirimo sistemomis, tačiau jos kelia griežtesnius konstrukcijų projektavimo reikalavimus. Praktikoje montuojami ant bėgių-pagrįsti montavimo sprendimai-, pvz., naudojantys saulės kolektorių bėgius ir susijusią tvirtinimo įrangą-gali būti įvairių formų; tačiau jų sauga labai priklauso nuo vėjo apkrovų skaičiavimų ir konstrukcijų patikros metodų mokslinio pagrįstumo.

 

 

 

Vėjo apkrova yra kritinis parametras, lemiantis konstrukcinius matmenis ir stabilumą PV montavimo sistemos projekte. Šiuo metu inžinerijos srityje egzistuoja du pagrindiniai skaičiavimo metodai: metodai, pagrįsti empiriniais koeficientais pagal standartus, ir patobulinti metodai, pagrįsti vėjo tunelio bandymais.

 

Standartiniai dizainai,{0}}pavyzdžiui, kuriuose naudojami aliuminio bėgių profiliai arba stelažo bėgiai-, dažnai remiasi supaprastintais vėjo apkrovos modeliais. Tačiau šiais metodais dažnai nepavyksta visiškai užfiksuoti aerodinaminių trukdžių tarp matricų ir trijų -matų vėjo laukų sudėtingumo.

 

Priešingai, sistemos-lygio projektams-, pvz., stogo bėgių tvirtinimo sistemoms-, reikia labiau atsižvelgti į tokius veiksnius kaip vėjo krypties kintamumas, modulio ekranavimo efektai ir susietos konstrukcinės reakcijos.

 

Be to, faktinėje inžinerinėje praktikoje lokalizuoti komponentai (pvz., aliuminio bėgių jungtys arba trumpi stogo tvirtinimo bėgiai) yra veikiami sudėtingų įtempių. Jei vėjo apkrovos vertės nustatomos naudojant pernelyg konservatyvius arba grynai empirinius metodus, kyla vietinio struktūrinio nestabilumo rizika.

 

 

Kalbant apie konstrukcijos dizainą, yra didelių skirtumų tarp įvairių standartų, susijusių su komponentų įtempių režimų apdorojimu, ypač dėl lenkimo -sukimo movos.

 

Pavyzdžiui, modulinėse sistemose-, tokiose kaip universalūs bėgių laikikliai arba mini-bėgelių tvirtinimo rinkiniai-, pagrindinės sijos ir jungtys dažnai yra vienu metu veikiamos lenkimo ir sukimo momentų. Tačiau kai kuriais supaprastintais projektavimo metodais šie komponentai apdorojami naudojant tik vieną-ašies lenkimo modelį, todėl gali būti nepakankamai įvertintas tikrasis įtempių lygis. Be to, lauko konstrukcijoms, skirtoms ilgalaikiam-tarnavimui-, pvz., vandeniui atspariems kreipiamiesiems bėgiams ir aliuminio stogo montavimo bėgiams-, būtina atsižvelgti į korozijos, temperatūros svyravimų ir ilgalaikio -medžiagos šliaužimo poveikį veikimui.

 

Žvelgiant iš sistemos perspektyvos, stogo tvirtinimo bėgių sistemos konstrukcijos patikimumas tiesiogiai lemia apkrovos perdavimo kelio tęstinumą ir stabilumą visoje masyvoje.

 

 

Lengvos PV tvirtinimo sistemos yra jautrios vibracijai esant stipriam-vėjo aplinkai, pasireiškiančios sūkurio-sukelta vibracija, smūgiais ir aerodinaminiu nestabilumu.

 

Ilgo -tarpatramio bėgių sistemos-, tokios kaip jungtys arba modulinės ilgos{2}}bėgio konfigūracijos-, pasižymi didesniu struktūriniu lankstumu, todėl jos labiau linkusios į rezonanso stiprinimą tam tikruose vėjo greičio diapazonuose.

 

Be to, nuolatinės apkrovą{0}}nešančios sudedamosios dalys, pvz., aliuminio stogo tvirtinimo bėgiai, netolygus standumo pasiskirstymas sujungimo vietose gali sukelti vietinį nuovargio kaupimąsi.

 

Inžineriniu požiūriu tokios vibracijos ne tik kenkia konstrukcijos ilgaamžiškumui, bet ir gali sukelti mikro{0}}modulių įtrūkimus bei atlaisvinti jungtis, taip sumažindamos bendrą sistemos patikimumą.

 

 

 

Renkantis komponentus faktiniams projektams, montavimo konstrukcijos saugos riba turi būti vertinama sistemingai, o ne sutelkiant dėmesį tik į pradines išlaidas ar atskirus medžiagų parametrus.

 

Pavyzdžiui, taikant montavimo bėgius, tinkamus įvairiems stogų tipams, skirtingos stogo sąlygos labai pakeičia apkrovos perdavimo kelius, todėl reikia diferencijuoti projektavimo strategijas.

 

Kalbant apie medžiagų pasirinkimą,aliuminio montavimo bėgeliaituri atitikti ilgalaikius lauko naudojimo reikalavimus, susijusius su stiprumu, standumu ir atsparumu korozijai.

 

Be to, integruotoje konstrukcijos konstrukcijoje aliuminio bėgių geometriniai parametrai ir sujungimo būdai tiesiogiai įtakoja bendrą sistemos stabilumą ir atsparumą vėjui.

 

 

 

PV tvirtinimo sistemos saugą lemia ne vienas veiksnys, o vėjo apkrovos skaičiavimų, konstrukcijos patikros metodų ir vibracijos valdymo galimybių derinio rezultatas. Perdėtas pasitikėjimas empirinėmis formulėmis ar supaprastintais modeliais gali sumažinti pradines išlaidas, tačiau ilgalaikės veiklos metu gali kilti didelė struktūrinė rizika. Todėl projektuojant inžineriją daugiau dėmesio reikėtų skirti aerodinaminių bandymų duomenims, išsamiai konstrukcijų analizei ir viso -gyvavimo ciklo patikimumo vertinimui, siekiant užtikrinti, kad fotovoltinė sistema veiktų stabiliai, saugiai ir efektyviai sudėtingoje aplinkoje.