Varovanje vsake povezave
Zaupanje, zgrajeno na 20 letih strokovnega znanja
Globalna industrija sončne energije se širi z neprimerljivo hitrostjo, zanesljivost vsake fotovoltaične (PV) namestitve pa je na koncu odvisna od enega pogosto spregledanega elementa — pritrdilnih elementov.Sončni in fotovoltaični moduli Pritrdilni elementi so mehanska hrbtenica vsakega sistema za montažo fotovoltaike, odgovorni za strukturno celovitost, zaščito pred vremenskimi vplivi in dolgoročno delovanje skozi življenjsko dobo 25–30 let. Ta vodič pokriva celotno tehnično področje sončnih pritrdilnih elementov, od materialne znanosti do standardov namestitve, ter pomaga nabavnim inženirjem, izvajalcem EPC in razvijalcem sončne energije pri informiranih odločitvah glede nabave.
Pritrdilni elementi sončnih in fotovoltaičnih modulovso natančno zasnovane mehanske komponente, ki se uporabljajo za pritrditev fotovoltačnih panelov na nosilne tirnice, okvirje za nosilce, strešne konstrukcije in nosilce na tleh. Za razliko od splošnih pritrdilnih elementov mora sončna oprema hkrati izpolnjevati strukturne, odporne na korozijo in električne varnostne zahteve skozi desetletja izpostavljenosti na prostem.
Obseg sončnih pritrdilnih elementov vključuje vijake, matice, vijake, podložke, kavlje, vijake za obešalnike, T-vijake, vzmetne matice in solarne adapterje — vsak ima jasno mehansko vlogo znotraj sistema montaže PV. Zhejiang Jiaxing Tuyue Import and Export Co., Ltd., z več kot 20-letnimi proizvodnimi izkušnjami, dobavlja celovito paleto teh komponent, posebej zasnovanih za fotovoltaične aplikacije.
Spletna stranSestavi vijakje primarna komponenta za prenos obremenitve, ki povezuje okvirje panelov z montažnimi tirnicami ali strukturnimi pragovi. V sončnih aplikacijah sestavni vijaki običajno sledijo metričnim standardom (M6, M8, M10, M12), pri čemer je najpogostejše nerjaveče jeklo razreda 8.8 ali A2-70. Specifikacije navora so ključne — premalo navite povezave se zrahljajo zaradi termičnega cikliranja in vibracij, medtem ko lahko prekomerno navijanje poškoduje aluminijaste okvirje. Tipičen navor namestitve za sončne vijake M8 se giblje med 12 in 18 Nm, odvisno od materiala in prevleke.
Spletna stranT vijakje posebej zasnovan za vstavljanje v T-režne kanale aluminijastih montažnih tirnic. Omogoča položaj brez orodja vzdolž tirnice pred zaklepom, kar omogoča hitrejšo in bolj prilagodljivo namestitev. T-vijaki se običajno uporabljajo v kombinaciji s vzmetnimi maticami ali prirubnimi maticami in so še posebej pogosti v sistemih na strehah v večjem obsegu in komercialnih prostorih, kjer je treba na kraju samem nastaviti potrjo tirnic. Profil glave kladiva mora natančno ustrezati širini utora tirnice — običajno 6 mm ali 8 mm profilov — da se zagotovi varno prijetje.
StandardŠestkotna matkazagotavlja stiskalno silo v vijak-maticah po celotni PV strukturi. Za sončne aplikacije so prednostne prevladujoče navorne matice ali najlonske vstavljene matice (nylock), da se uprejo ohlapnosti zaradi vibracij, ki jih povzroča veter. Thešesterokotna prirobniška maticaDoda integrirano prirobnico podložke, ki razporedi napetost na širšo površino — kar je ključno pri zategovanju ob aluminijasti tirnici ali tankih pločevinastih podlagah, da se prepreči vdolbine in praske.
Spletna stranVzmetna maticaje specializiran pritrdilni element, ki se zatakne v kanal za nosilce ali nosilno letvico in se samodejno drži za brezhibno pozicioniranje med namestitvijo. Pod obremenitvijo vijaka se stisne, da prime stene kanala, pri čemer se upira tako aksialnemu izvleku kot rotaciji. Vzmetne matice se široko uporabljajo v komercialnih in industrijskih PV sistemih na strehah z unistrut ali C-kanalnimi nosilci. Izbira materiala med ogljikovim jeklom s cinkovo prevleko in nerjavečim jeklom je odvisna od okolja korozije.
Spletna stranVzmetni podložka(diskasta vzmet ali spiralna vzmetna podložka) kompenzira izgubljeno napetost vijaka zaradi toplotne razteznosti in krčenja. V PV sistemih, ki delujejo v temperaturnih območjih od −40°C do +85°C, toplotno cikliranje povzroča pomembno diferencialno raztezanje med različnimi kovinami (npr. jekleni vijaki v aluminijastih tirnicah). Vzmetni podložki vzdržujejo minimalno prednapetost, kar preprečuje zrahljanje spoja brez potrebe po ponovnem zatezanju. DIN 127 in DIN 6796 sta najpogosteje citirana standarda.
Spletna stranVijak za vrtanje šestkotnih podložk(imenovan tudi TEK vijak ali samovrtalni pritrdilni element) prebije in navije kovinske podlage v enem samem posegu — brez potrebe po pilotni luknji. Tipi konic #3 in #5 so standardni: #3 je zasnovan za lahko jeklo (do 4,8 mm), medtem ko #5 lahko prebije težko konstrukcijsko jeklo do 12,7 mm. Pri sončnih instalacijah ti vijaki pritrdijo nosilce za pritrditev tirnic na jeklene pragove, kovinske strešne panele ali konstrukcijske jeklene okvirje. Šestkotna glava pralca z tesnilnim EPDM podložkom spodaj preprečuje vdor vode na vsakem mestu preboja strehe.
Spletna stranBi-metalni vijakReši specifičen izziv vrtanja skozi obloge iz nerjavečega jekla ali trde podlage, hkrati pa ohranja odpornost na korozijo. Ima vrtalno konico iz ogljikovega jekla (za trdoto rezanja), pritrjeno na nerjaveče jeklo in glavo (za odpornost proti koroziji). Ta zasnova odpravlja potrebo po ločenih svedrih in pritrdilnih elementih, kar skrajša čas namestitve. Dvokovinski vijaki so najboljša izbira za pritrditev nosilcev in letv na strehe, obložene z nerjavečim ali trdo prevlečenim kovinskim premazom.
Spletna stranSolar Hookje nosilna sidrna oprema, zasnovana za strešnike in ukrivljene strehe. Vstavi se pod strešnike in se pritrdi na strešni špirov, kar omogoča pritrditev tirnic, ne da bi pri tem kršil vodotesnost strešnikov. Obstajajo različni profili kljuk za različne oblike ploščic: ravne kljuke za ploščice, kljuke za rimske ploščice in kljuke S-profila. Kljuka mora biti ocenjena na skupno mrtvo obremenitev modula in dinamično silo dviga vetra — običajno zasnovana tako, da prenese 3–5 kN na kavelj, odvisno od lokalnih vetrovnih predpisov (ASCE 7, EN 1991-1-4). Tuyue ponujaZasnove več sončnih kljukza prilagoditev različnih profilov strehe, vključno zTretja različicaza specializirane geometrije ploščic.
Spletna stranSončni vijak za obešalnikje dvonavojni pritrdilni element z lesenimi vijaki na enem koncu (za preboj v strešne špirovce) in strojnim navojem na drugem (za pritrditev na tirnice). Je glavno sidrišče pri namestitvah PV sistemov s strešnimi skadami v stanovanjih. Globina penetracije v špirovec mora izpolnjevati lokalne predpise — običajno najmanj 38 mm (1,5 palca) v trd les. Druga različicaSončni vijak za obešalnikpodaljšana dolžina je na voljo za debelejše strešne sklope ali kadar se uporablja odstojnik za obrobe. Pravilen navor in vodoodporno tesnilo sta obvezna pri vsakem preboju, da se prepreči dolgotrajna vodna škoda.
Spletna stranSolarni adapterje komponenta za povezovanje strojne opreme, ki omogoča združljivost med različnimi zasnovami montažnih sistemov ali med profili montažnih tirnic in nestandardnimi okvirji panelov. V modularnih rack sistemih adapterji omogočajo namestitev različnih znamk ali velikosti panelov na isti tirni postavitvi. Uporabljajo se tudi pri nadgradnji novih panelov na stare montažne konstrukcije. Dimenzijske tolerance na sončnih adapterjih morajo biti natančne — običajno ±0,2 mm — da se zagotovi enakomerna porazdelitev sile stiskanja na vseh vmesnih točkah.
SS304 (18 % kroma, 8 % niklja) je osnovna specifikacija za večino sončnih pritrdilnih elementov in nudi odlično odpornost proti koroziji v atmosferi. SS316 doda 2–3 % molibdena, kar dramatično izboljša odpornost proti jamicam, ki jih povzročajo kloridi — zato je to zahtevana specifikacija za obalne instalacije v razdalji od 1–5 km od morske vode. Obe stopnji sta v žarjenem stanju nemagnetni (kar ustreza določenim zahtevam glede bližine električne opreme) in imata pričakovano zunanjo življenjsko dobo več kot 25 let, kar ustreza garancijski dobi sodobnih PV modulov.
Eden najpomembnejših tehničnih izzivov pri načrtovanju PV pritrdilnih elementov je galvanska korozija na vmesniku med različnimi kovinami. Aluminijasti nosilci (anoda) v stiku s pritrdilnimi elementi iz nerjavečega jekla (katoda) v prisotnosti elektrolita (deževnice z raztopljenimi solmi) ustvarijo galvansko celico. Čeprav je potencialna razlika med aluminijem in nerjavečim jeklom razmeroma majhna (~0,5 V), lahko že v 25 letih že počasen galvanski napad oslabi aluminijasto ogrodje do točke strukturnega zloma. Strategije omilitve vključujejo uporabo aluminijastih ali elodiziranih izolacijskih podložk, nanašanje dielektrične masti na kontaktnih vmesnikih ali specifikacijo bimetalnih pritrdilnih elementov, ki zmanjšujejo razliko v galvanskem potencialu. To je ključni razlog, zakaj Tuyue'sPritrdilna oprema in pritrdilni elementiPonudba vključuje tako nerjaveče jeklo kot bimetalne možnosti, posebej zasnovane za sončna okolja.
Standardni cinkovski (elektroplatirani) ogljikovi jekleni pritrdilni elementi na splošno niso sprejemljivi za zunanje sončne aplikacije v večini profesionalnih specifikacij. Galvanizirani cinkovi premazi nudijo le 5–12 mikronov zaščite — kar ni dovolj za 25-letno izpostavljenost na prostem. Vroče pocinkani (HDG) pritrdilni elementi s cinkovimi premazi velikosti 45–85 mikronov so sprejemljivi za uporabo na tleh v notranjosti. Vendar pa HDG ni združljiv s preciznimi tolerancami navoja, zaradi česar ni primeren za vijake z drobnim razmikom M6–M8. Zato se je industrijski standard za module na ravni pritrdilnih elementov združil z nerjavečim jeklom, kar se odraža v certifikatih, kot je IEC 61215 protokoli za testiranje vzdržljivosti.
Sončni pritrdilni elementi za mednarodne trge se ocenjujejo glede na več prekrivajočih se standardov. Standard IEC 61215 (Terestrični fotovoltaični moduli — kvalifikacija zasnove in odobritev tipa) določa zahteve glede vzdržljivosti na ravni modula, vendar posredno določa zahteve glede zmogljivosti pritrdilnih elementov s svojimi 1000-urnimi testi vlažne toplote (85 °C / 85 % RH) in termičnega cikliranja. ASTM B117 (Standardna praksa za delovanje naprave za solno bršljenje) je referenčni test korozije, na katerega se sklicuje večina specifikacij nabave — profesionalni sončni pritrdilni elementi naj bi prestali najmanj 500-urni nevtralni test solnega pršila brez rdeče rje, pri čemer je za obalne aplikacije priporočenih 1000 ur. Na evropskem trgu EN ISO 3506 posebej opredeljuje mehanske lastnosti nerjavečih jeklenih pritrdilnih elementov. Proizvodne zmogljivosti Tuyueja zajemajo izdelke, ki izpolnjujejo te mednarodne standarde in podpirajo globalne zahteve projektov v različnih podnebnih conah.
Navor pritrdilnega elementa je eden najpomembnejših in najpogosteje zanemarjenih vidikov montaže sončnih panelov. IEC 62548 (Zahteve za načrtovanje fotovoltačnih nizov) poudarja, da morajo biti vsi pritrdilni elementi nameščeni z navorom, ki ga določi proizvajalec, z uporabo kalibriranih navornih ključev. Pnematski udarni odvijači — ki jih pogosto uporabljajo montažne ekipe — ne morejo zanesljivo zagotoviti enakomernega navora in jih ne smejo uporabljati za končno stiskanje modula. Vrednosti navora za običajne sončne pritrdilne elemente:
Vijak M6 iz nerjavečega jekla na aluminijasto tirnico: 7–10 Nm
Vijak M8 iz nerjavečega jekla na jekleno konstrukcijo: 18–25 Nm
Vijak od vijaka do špirovca (premer 5/16"): 10–15 Nm
Samovrtalni vijak (št. 14) na jekleno letalo: 8–12 Nm
Priporočljivo je ponovno zategniti pregled 6 mesecev po namestitvi, saj lahko sprostitev vijaka med začetnim termičnim ciklom zmanjša prednapetost za 15–30 %.
Vsak preboj skozi strešno membrano ali površino strešnikov, ki jo ustvari vijak ali kavelj za obešalnik, mora biti zatesnjen s predpisano obrobo in tesnilom. Potrebni so profesionalni butil ali silikonski tesnilni premazi, ocenjeni za UV in toplotno izpostavljenost (−40°C do +150°C). Tesnilo je treba nanesti okoli preboja pred končnim zategnjenjem vijaka za obešalnik, da se zagotovi popolno zapolnitev praznine. Nepravilno zatesnjene penetracije so med glavnimi vzroki za zahtevke za garancijo na strešne fotovoltaike.
Srednje in končne objemke razporedijo silo stiskanja čez rob okvirja modula. Kontaktni tlak med sponko in okvirjem mora ostati znotraj območja proizvajalca okvirja — običajno 5–15 MPa — da se prepreči deformacija okvirja, hkrati pa zagotovi zadostno trenje za odpornost proti zdrsu modula pod obremenitvijo vetra. V območjih z močnim vetrom (osnovna hitrost vetra >160 km/h po ASCE 7) so potrebne dodatne pritrdilne točke ali višje ocenjene sponke. TheStisovanje dela iz železnega okvirja Jekleni kotkomponente iz Tuyuejeve ponudbe zagotavljajo dodatno strukturno ojačitev na vogalih okvirjev za zahtevne obremenitve.
Člen 690 NEC (ZDA) in IEC 62548 zahtevata, da so vse kovinske komponente fotovoltaičnega sistema — vključno z montažnimi tirnicami, okvirji in nosilnimi strukturami — električno povezane in ozemljene. Čeprav standardni pritrdilni elementi niso ozemljitvene naprave, je mehanska povezava, ki jo ustvarijo med prevodnimi komponentami, del poti vezave. Ozemljitveni priključki, spojilni jumperji ali navedeni modulski ozemljitveni sponki morajo biti integrirani v montažni sistem v določenih intervalih. Pritrdilni material in premaz ne smeta ustvarjati plasti oksida z visoko odpornostjo na veznih mejah — to je dodatni razlog, zakaj so gole kontaktne površine iz nerjavečega jekla na mestih lepljenja bolj primerne kot pobarvane ali močno premazane pritrdilne površine.
Primarni siker je sončni vijak, zabijen v strešne špirovce z razmikom špirovcev 406–610 mm (16"–24"). Sončni kljuki se uporabljajo za strešnike, da ohranijo vodoodporno plast strešnikov. Vodila se nato pritrdijo s T-vijaki in vzmetnimi maticami. Objemanje modula na tirnico uporablja srednje objemke in končne objemke, pritrjene zPodložke za vijake vijakov iz nerjavečega jekla. Samovrtalni vijaki se izogibajo na vmesniku modul-tirnica, da se omogoči kasnejša zamenjava panela.
Balastirani ali mehansko pritrjeni sistemi so standardni. Mehansko pritrjeni sistemi uporabljajo samovrtalne vijake skozi membrano v konstrukcijsko ploščo z EPDM-podprtimi tesnilnimi podložkami. Povezave med vodilnicami in nosilci uporabljajo T-vijake in prirubne vijke. Dvometalni vijaki se lahko uporabijo tam, kjer membranska pokrovna plošča vključuje nerjavečo ali aluminijasto plast.
Temelji z vgrajenimi piloti ali helikalnimi sidri se povezujejo z navornimi cevmi ali mizami s fiksnim nagibom z uporabo visokotrdnih vijakov (razred lastnosti 8.8 ali 10.9). Prirobne povezave na vrhu pilotov uporabljajo šestkotne vijake z vzmetnimi podložkami in maticami za prevladujoči navor. Pritrditev modula sledi metodologiji tirnice in sponke, ki je enaka sistemom na strehi. Zaščita pred korozijo za komponente pod nivojem materiala zahteva HDG ali epoksi premaz namesto nerjavečega jekla zaradi izpostavljenosti elektrolitom iz zemlje.
Strehe s stoječimi šivi uporabljajo neprebojni S-5! tipske sponke, ki mehansko držijo šiv brez preluknjanja. Valovite kovinske strehe zahtevajo šestkotne vijake, ki vrtajo skozi valovito krono v letvice.Strešni vijaki in vrtalni vijakiv ponudbi izdelkov Tuyue so posebej dimenzionirani in prevlečeni za te namene, pri čemer EPDM vezane podložke zagotavljajo vodotesno tesnilo pri vsakem preboju.
Prehod na 182 mm (M10) in 210 mm (G12) silikonske rezine je znatno povečal dimenzije modulov in mrtvo težo — tipični komercialni moduli zdaj tehtajo 25–35 kg. V kombinaciji z učinkovitejšimi dvostranskimi moduli, ki zahtevajo dvignjeno montažo (povečana vzvod vetra), so se strukturne obremenitve pritrdilnih elementov povečale za približno 20–30 % v primerjavi s sistemi iz obdobja 60 celic. To spodbuja povpraševanje po vijakih višjega razreda nepremičnin in izboljšanih specifikacijah navora.
Dvostranski moduli potrebujejo zadnje prostore za zajem svetlobe v albedu, kar pomeni, da montažne sponke v nekaterih konfiguracijah ne morejo uporabljati tradicionalne podpore spodnjega tira po celotni širini. To je pospešilo razvoj sponk modulov brez okvirja in lepila za lepljenje — oba postavljata nove kemijske in mehanske zahteve za komponente vmesne opreme.
Agrivoltaične (sončne + kmetijske) in plavajoče sončne (FPV) namestitve izpostavljajo pritrdilne elemente bistveno bolj agresivnim okoljem — visoki vlažnosti, gnojilnim kemikalijam in v FPV sistemih neprekinjenemu stiku z vodo. SS316L (nizkoogljična različica SS316) in duplex nerjaveče jeklo (npr. 2205) se vse bolj specializira za te aplikacije. Tuyuejeva ponudba izdelkov iz nerjavečega jekla, vključno zAluminijasto jeklo in slepe zakovice SS, podpira skupne potrebe teh sončnih okolij naslednje generacije.
Veliki izvajalci EPC vse pogosteje zahtevajo vnaprej sestavljene komplete pritrdilnih elementov — vijake, matice in podložke, vnaprej sestavljene na vsako točko povezave — da zmanjšajo delo na kraju samem in odpravijo napake pri namestitvi. Ta trend zahteva, da proizvajalci pritrdilnih elementov vlagajo v možnosti izdelave opreme in natančno ujemanje komponent, kar je področje, kjer imajo uveljavljeni dobavitelji s celovitimi izdelki, kot je Tuyue, konkurenčno prednost.
Pri določanju sončnih pritrdilnih elementov za projektno nabavo je treba v specifikacijskem dokumentu upoštevati naslednje tehnične kriterije:
Razred materialov in standard (npr. A2-70 po ISO 3506 ali SS316 po ASTM A276). Zahteve za korozijski test in minimalno število ur po ASTM B117 ali ekvivalentu. Standard navoja (ISO metrika ali UNC/UNF), naklon in razred toleranc. Dimenzionalni standardi (DIN, ISO, ASME/ANSI). Vrsta in debelina premaza, če je to primerno (pasivacija, elektrolitsko poliranje). Sledljivost serij in certificiranje materialov (EN 10204 3.1 ali 3.2 certifikati za mlin). Zahteve glede embalaže in opreme za namestitev na lokaciji.
Za projekte, ki zahtevajo širok nabor strojne opreme od enega odgovornega dobavitelja, je Tuyue integriranPritrdilna oprema in pritrdilni elementiLinija izdelkov zajema celotno sestavo — od sidrišč za preboj strehe do sponk za modulske tirnice — podprta z 20 leti proizvodnega znanja in izkušnjami z izvozom iz Jiaxinga, Zhejiang, Kitajska.
