วิธีการเลือกระบบติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์ตามความต้องการได้อย่างไร?

1. ประเภทของเหล็กที่ใช้ในระบบติดตั้งเหล็กสำหรับพลังงานแสงอาทิตย์
เนื่องจากโครงสร้างที่เรียบง่ายและขนาดเล็กของระบบติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ (photovoltaic) จึงมีการใช้เหล็กโครงสร้างน้ำหนักเบาและเหล็กโครงสร้างธรรมดาขนาดเล็กเป็นหลักในการเลือกใช้วัสดุเหล็ก

เหล็กโครงสร้างน้ำหนักเบา: เหล็กโครงสร้างน้ำหนักเบาหมายถึงเหล็กกลม เหล็กฉากขนาดเล็ก และเหล็กผนังบางเป็นหลัก เหล็กฉาก เมื่อใช้เป็นส่วนรองรับ สามารถใช้ประโยชน์จากความแข็งแรงของเหล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพและอำนวยความสะดวกในการติดตั้งระบบติดตั้งโดยรวม อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้เป็นส่วนดัดหรือส่วนอัด จะมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการเสียรูปที่ค่อนข้างมาก ปัจจุบัน ช่วงของรุ่นเหล็กฉากที่มีอยู่ในมาตรฐานแห่งชาติมีจำกัดสำหรับระบบติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ ซึ่งเน้นย้ำถึงความต้องการรุ่นเหล็กฉากขนาดเล็กที่หลากหลายมากขึ้น เพื่อปรับให้เข้ากับตลาดพลังงานแสงอาทิตย์ที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว สำหรับส่วนประกอบของแป (purlin) โดยทั่วไปจะทำจากเหล็กผนังบางจากแผ่นเหล็กบางที่มีความหนา 1.5–5 มม. ซึ่งถูกขึ้นรูปเป็นรูปทรงและขนาดหน้าตัดต่างๆ ผ่านการดัดเย็นหรือรีดเย็น

เมื่อเทียบกับเหล็กรีดร้อน เหล็กผนังบางสามารถเพิ่มรัศมีไจเรชันได้ 50–60% สำหรับพื้นที่หน้าตัดเดียวกัน ในขณะที่โมเมนต์ความเฉื่อยของหน้าตัดและโมเมนต์ต้านทานสามารถเพิ่มขึ้นได้ 0.5–3 เท่า ซึ่งช่วยให้สามารถใช้ความแข็งแรงของวัสดุได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น อย่างไรก็ตาม การแปรรูปเหล็กผนังบางส่วนใหญ่จะดำเนินการในโรงงาน ซึ่งต้องใช้การเจาะที่มีความแม่นยำสูงเพื่อให้สอดคล้องกับรูสกรูที่ด้านหลังของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ จำเป็นต้องมีการแปรรูปและการเจาะในโรงงานก่อนการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อนเพื่อป้องกันสนิม ในระหว่างการติดตั้งในสถานที่ หน้าตัดขนาดเล็กของเหล็กทำให้ยากต่อการใช้งานด้วยเครื่องมือ ทำให้กระบวนการก่อสร้างมีความซับซ้อน ปัจจุบัน แผงเซลล์แสงอาทิตย์ในประเทศส่วนใหญ่ไม่สามารถติดตั้งโดยตรงด้วยเหล็กผนังบางได้ และต้องมีโครงสร้างการยึดเสริมเพิ่มเติม (เช่น บล็อกหนีบ)

เหล็กโครงสร้างธรรมดา: เหล็กโครงสร้างธรรมดาโดยทั่วไปใช้เหล็กโครงสร้างคาร์บอนหรือเหล็กโลหะผสมต่ำ ซึ่งง่ายต่อการหลอมและคุ้มค่า มีหน้าตัดหลายประเภท โดยประเภทที่ใช้กันทั่วไปในเซลล์แสงอาทิตย์ ได้แก่ เหล็ก I-beam, H-beam, L-beam และส่วนรูปทรงพิเศษที่ออกแบบเอง วิธีการแปรรูปก็มีความหลากหลายเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ส่วนเหล็กเชื่อมเกี่ยวข้องกับการเลือกแผ่นเหล็กที่มีความหนาต่างกันและเชื่อมเข้ากับเหล็กรูปทรงในโรงงานตามข้อกำหนดการออกแบบ วิธีนี้ช่วยให้สามารถใช้แผ่นเหล็กที่มีความหนาแตกต่างกันในส่วนโครงสร้างต่างๆ ตามการคำนวณแรงสำหรับส่วนต่างๆ ของโครงการเซลล์แสงอาทิตย์ วิธีนี้มีความสมเหตุสมผลมากกว่าในแง่ของการกระจายความเครียดเมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ขึ้นรูปครั้งเดียวแบบรีดร้อน ทำให้เหมาะสำหรับการติดตั้งในสถานที่และประหยัดวัสดุเหล็ก

2. ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสำหรับเหล็กในระบบติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์
เหล็กที่ใช้ในโครงสร้างเหล็กพลังงานแสงอาทิตย์ควรมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

1) ความต้านทานแรงดึงและจุดคราก จุดครากสูงช่วยให้ส่วนประกอบเหล็กมีหน้าตัดเล็กลง ลดน้ำหนักโครงสร้าง ประหยัดเหล็ก และลดต้นทุนโครงการโดยรวม ความต้านทานแรงดึงสูงช่วยเพิ่มขอบความปลอดภัยโดยรวมของโครงสร้าง เพิ่มความน่าเชื่อถือ

2) ความเหนียว ความเหนียว และความทนทานต่อความล้า ความเหนียวที่ดีช่วยให้โครงสร้างมีการเสียรูปที่สำคัญก่อนที่จะเกิดความเสียหาย ทำให้สามารถตรวจจับและใช้มาตรการแก้ไขได้ทันท่วงที ความเหนียวยังช่วยปรับความเครียดสูงสุดในท้องถิ่นอีกด้วย แผงเซลล์แสงอาทิตย์มักจะติดตั้งโดยใช้วิธีการบังคับเพื่อปรับมุม และความเหนียวช่วยให้เกิดการกระจายแรงภายในในโครงสร้าง ทำให้ความเครียดในบริเวณที่เคยเข้มข้นมากขึ้นมีความสม่ำเสมอมากขึ้น และปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนักโดยรวมของโครงสร้าง ความเหนียวที่ดีช่วยให้โครงสร้างดูดซับพลังงานได้มากขึ้นเมื่อต้องรับแรงกระแทกภายนอก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรงไฟฟ้าทะเลทรายและการติดตั้งบนหลังคา ซึ่งผลกระทบจากลมมีความสำคัญ ความเหนียวของเหล็กสามารถลดความเสี่ยงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความทนทานต่อความล้าที่ดีช่วยให้โครงสร้างทนต่อแรงลมสลับและซ้ำๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

3) ประสิทธิภาพการแปรรูป ประสิทธิภาพการแปรรูปที่ดีรวมถึงการทำงานเย็น การทำงานร้อน และความสามารถในการเชื่อม เหล็กที่ใช้ในโครงสร้างเหล็กเซลล์แสงอาทิตย์ไม่เพียงแต่ควรแปรรูปเป็นโครงสร้างและส่วนประกอบรูปแบบต่างๆ ได้ง่ายเท่านั้น แต่ยังต้องมั่นใจด้วยว่าโครงสร้างและส่วนประกอบเหล่านี้จะไม่ได้รับผลกระทบที่ไม่พึงประสงค์อย่างมีนัยสำคัญต่อความแข็งแรง ความเหนียว ความเหนียว และความทนทานต่อความล้าเนื่องจากการแปรรูป

4) อายุการใช้งาน เนื่องจากระบบเซลล์แสงอาทิตย์ได้รับการออกแบบมาให้มีอายุการใช้งานมากกว่า 20 ปี ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีจึงเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของคุณภาพของระบบติดตั้ง หากระบบติดตั้งมีอายุการใช้งานสั้น จะส่งผลกระทบต่อเสถียรภาพของโครงสร้างทั้งหมดอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ยืดระยะเวลาคืนทุนในการลงทุน และลดผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจโดยรวมของโครงการ

5) ภายใต้เงื่อนไขข้างต้น เหล็กที่ใช้ในโครงสร้างเหล็กเซลล์แสงอาทิตย์ควรหาได้ง่าย ผลิตง่าย และราคาไม่แพง

3. การวิเคราะห์ทางเทคนิคของระบบติดตั้งโครงสร้างเหล็กพลังงานแสงอาทิตย์แบบใหม่
การใช้เหล็กฉากในระบบติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ถูกจำกัดมากขึ้นเรื่อยๆ ส่วนใหญ่เนื่องจากคุณภาพเหล็กที่ไม่สอดคล้องกันและความจำเป็นในการเจาะในสถานที่อย่างกว้างขวาง ซึ่งอาจนำไปสู่การเกิดสนิม ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีระบบติดตั้งใหม่เพื่อแทนที่ระบบเหล็กฉากเพื่อลดการกัดกร่อนและยืดอายุการใช้งาน

รูปแบบโครงสร้างหลักของระบบติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์แบบใหม่:

1) ระบบติดตั้งเหล็กผนังบางขึ้นรูปเย็นรูปทรงพิเศษ เหล็กผนังบางขึ้นรูปเย็นรูปทรงพิเศษเป็นระบบโครงสร้างเหล็กเบาสำเร็จรูป ประกอบแห้ง ซึ่งช่วยให้ผลิตจำนวนมาก ประกอบได้อย่างรวดเร็ว และมีคุณสมบัติการใช้เหล็กต่ำ ประหยัดเวลา และประสิทธิภาพแรงงาน ระบบติดตั้งโครงสร้างเหล็กของเหล็กผนังบางขึ้นรูปเย็นรูปทรงพิเศษเกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อเหล็กผนังบางขึ้นรูปเย็นสำเร็จรูปในโรงงานในสถานที่ด้วยสลักเกลียวเพื่อสร้างโครงสร้างพื้นฐาน ตามด้วยการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อทำให้เสร็จสิ้น

2) ระบบติดตั้งเหล็กสำเร็จรูปจากโรงงานแบบบูรณาการ ระบบนี้เกี่ยวข้องกับโครงสร้างเหล็กสำเร็จรูปจากโรงงานพร้อมแป ซึ่งต้องการเพียงการประกอบและการยึดในสถานที่ ตามด้วยการติดตั้งแผงเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อสร้างอาร์เรย์ทั้งหมด มีความเร็วในการก่อสร้างที่รวดเร็วและเหมาะสำหรับโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่ ข้อกำหนดในการติดตั้งสำหรับระบบติดตั้งโครงสร้างเหล็กนี้สูงมาก โดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับเหล็กคุณภาพสูงสุด กระบวนการเคลือบผิวที่ดีเยี่ยม และการสื่อสารล่วงหน้าอย่างละเอียดกับผู้ผลิตส่วนประกอบเซลล์แสงอาทิตย์เพื่อให้ได้ความเข้ากันได้ในการประกอบที่สมบูรณ์แบบ

3) ระบบติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์แบบผนังม่านชนิดเฟรมคาน-เสา ผนังม่านเซลล์แสงอาทิตย์เหมาะสำหรับระบบติดตั้งโครงสร้างเหล็กชนิดเฟรมคาน-เสา โครงสร้างนี้มีน้ำหนักเบาและเชื่อถือได้ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความแข็งแกร่งด้านข้างมีขนาดเล็ก จึงจำเป็นต้องมีรั้งด้านข้างเพื่อสร้างโครงสร้างเฟรมค้ำยันเมื่อโครงสร้างสูงหรือมีระยะห่างระหว่างชั้นมาก ในการออกแบบผนังม่านเซลล์แสงอาทิตย์สูง มักใช้โครงสร้างแบบผสมผสานที่รวมเหล็กและชิ้นส่วนฝังในสถานที่ เพื่อเพิ่มความต้านทานโดยรวมของโครงสร้างต่อการเคลื่อนที่ด้านข้าง ลดการใช้เหล็ก และลดต้นทุนทั้งหมด

4. การติดตั้งส่วนประกอบสำหรับระบบติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์แบบใหม่ที่ขึ้นรูปเย็นผนังบาง:

1) การเชื่อมต่อส่วนประกอบโครงสร้างเหล็ก: ระบบติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์แบบใหม่ที่ขึ้นรูปเย็นผนังบางประกอบจากตัวเชื่อมต่อแบบไฮบริดเหล็ก-พลาสติกสำเร็จรูปจากโรงงาน ตัวเชื่อมต่อเหล่านี้มีหลายรุ่นเพื่อให้เหมาะกับสภาพการติดตั้งที่แตกต่างกัน การเลือกรูปแบบและวิธีการเชื่อมต่อสำหรับส่วนประกอบแบบไฮบริดอย่างถูกต้องเป็นสิ่งสำคัญของการออกแบบโครงสร้างโดยรวม

2) การเชื่อมต่อระบบติดตั้งกับฐานราก: ระบบติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์แบบใหม่ที่ขึ้นรูปเย็นผนังบางมีน้ำหนักเบาและมีรูติดตั้งหลายรู โดยทั่วไปจะใช้ฐานรากอิสระ โดยเพิ่มคานผูกคอนกรีตเสริมเหล็กเมื่อจำเป็น สำหรับพื้นที่ที่มีสภาพทางธรณีวิทยาที่ไม่ดี สามารถใช้ฐานรากแบบแถบหรือฐานรากรูปกากบาทได้ ในขณะที่หลีกเลี่ยงฐานรากแพให้มากที่สุด ฐานรากเสาทั้งหมดใช้การเชื่อมต่อแบบบานพับ ในขณะที่ชิ้นส่วนฝังสามารถใช้ฐานเสาแบบสอดหรือสลักเกลียวฝังล่วงหน้าหุ้มด้วยคอนกรีตกันน้ำ ฐานเสาทั้งสองประเภทนั้นง่ายต่อการแปรรูป สร้างง่าย และให้ประสิทธิภาพการเชื่อมต่อที่ดี

3) การเชื่อมต่อแปของระบบติดตั้ง: มีโหนดการเชื่อมต่อสามประเภท: แข็ง, บานพับ และกึ่งแข็ง วิธีการผลิตแบบแยกส่วนสำหรับประเภทการเชื่อมต่อเหล่านี้มีอยู่แล้ว การเชื่อมต่อแบบบานพับนั้นง่ายในการก่อสร้างและง่ายที่สุดในการผลิตและติดตั้ง อย่างไรก็ตาม ในพื้นที่ที่มีลมแรง ควรมีรั้งแนวนอนหรือรั้งแนวทแยงเพื่อช่วยให้ผนังทนต่อแรงในแนวนอนและให้ความแข็งแกร่งเพิ่มเติม เมื่อไม่ได้ติดตั้งรั้ง ควรทำการเชื่อมต่อโหนดระหว่างคานและเสาให้แข็ง การเชื่อมต่อแบบกึ่งแข็งนั้นง่ายต่อการสร้างมากกว่าการเชื่อมต่อแบบแข็ง และให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าการเชื่อมต่อแบบบานพับ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากความยากในการควบคุมการกระจายแรง การใช้งานจริงต้องใช้ประสบการณ์ และปัจจุบันมีการใช้น้อยมาก โดยทั่วไปการเชื่อมต่อในสถานที่เกี่ยวข้องกับการเชื่อมต่อแบบบานพับแบบสลักเกลียว ตามด้วยการเชื่อมที่ปลายทั้งสองด้าน