Gereksinimlere göre Güneş Fotovoltaik Montaj Sistemlerini Nasıl Seçilir?

1. Solar Çelik Montaj Sistemlerinde Kullanılan Çelik Çeşitleri
Güneş fotovoltaik montaj sistemlerinin basit yapısı ve küçük boyutu göz önüne alındığında, çelik malzemelerin seçiminde ağırlıklı olarak hafif yapısal çelik ve küçük kesitli sıradan yapısal çelik kullanılmaktadır.

Hafif Yapısal Çelik: Hafif yapısal çelik esas olarak yuvarlak çelik, küçük açılı çelik ve ince duvarlı çelik anlamına gelir. Açılı çelik, destek elemanları olarak kullanıldığında çeliğin gücünden etkili bir şekilde yararlanabilir ve montaj sisteminin genel kurulumunu kolaylaştırabilir. Ancak bükme veya sıkıştırma elemanları olarak kullanıldığında nispeten büyük deformasyonlar üretme eğilimindedir. Şu anda, ulusal standartlarda mevcut olan açılı çelik model yelpazesi, güneş enerjisi montaj sistemleri için sınırlıdır ve bu durum, hızla gelişen güneş enerjisi pazarına uyum sağlamak için daha geniş çeşitlilikte küçük açılı çelik modellere olan ihtiyacın altını çizmektedir. Aşık elemanları için ince duvarlı çelik, tipik olarak, soğuk bükme veya soğuk haddeleme yoluyla çeşitli kesit şekilleri ve boyutlarda şekillendirilen, 1,5-5 mm kalınlığında ince çelik plakalardan yapılır.

Sıcak haddelenmiş çelikle karşılaştırıldığında ince duvarlı çelik, aynı kesit alanı için dönme yarıçapını %50-60 oranında artırabilirken, kesit atalet momenti ve direnç momenti 0,5-3 kat artabilir. Bu, malzemenin gücünün daha verimli kullanılmasına olanak tanır. Bununla birlikte, ince duvarlı çeliğin işlenmesi çoğunlukla fabrikalarda gerçekleştirilmekte olup, fotovoltaik panellerin arkasındaki vida delikleriyle hizalamak için yüksek hassasiyette delme yapılması gerekmektedir. Paslanmayı önlemek için sıcak daldırma galvanizlemeden önce fabrikada işleme ve delme yapılması gerekir. Sahada kurulum sırasında çeliğin küçük kesiti, aletlerle çalışmayı zorlaştırarak inşaat sürecini zorlaştırır. Şu anda ev tipi fotovoltaik panellerin çoğu, ince duvarlı çelikle doğrudan monte edilemiyor ve ek yardımcı sabitleme yapıları (sıkıştırma blokları gibi) gerektiriyor.

Sıradan Yapısal Çelik: Sıradan yapısal çelik genellikle eritilmesi kolay ve uygun maliyetli olan karbon yapısal çelik veya düşük alaşımlı çelik kullanır. I-kirişler, H-kirişler, L-kirişler ve özel tasarlanmış özel şekilli bölümler dahil olmak üzere fotovoltaiklerde yaygın olarak kullanılanlar ile çeşitli kesit türleri vardır. İşleme yöntemleri de çeşitlidir. Örneğin kaynaklı çelik profiller, farklı kalınlıktaki çelik plakaların seçilmesini ve tasarım gerekliliklerine göre fabrikalarda şekillendirilmiş çelik halinde kaynak yapılmasını içerir. Bu yöntem, fotovoltaik projenin farklı bölümleri için kuvvet hesaplamalarına dayalı olarak farklı yapısal parçalarda farklı kalınlıklarda çelik plakaların kullanılmasına olanak tanır. Bu yaklaşım, sıcak haddelenmiş tek seferlik şekillendirme ürünlerine kıyasla gerilim dağılımı açısından daha makul olup, yerinde kuruluma daha uygun hale gelir ve çelik malzemelerden tasarruf sağlar.

2. Solar Montaj Sistemlerinde Çelik İçin Performans Gereksinimleri
Güneş enerjili çelik yapılarda kullanılan çelik aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır:

1) Çekme Dayanımı ve Akma Noktası. Yüksek akma noktası, çelik elemanların daha küçük kesitlerine izin vererek yapısal ağırlığı azaltır, çelikten tasarruf sağlar ve genel proje maliyetini düşürür. Yüksek çekme mukavemeti yapının genel güvenlik marjını artırarak güvenilirliğini artırır.

2) Plastisite, Tokluk ve Yorulma Direnci. İyi plastisite, yapının arızalanmadan önce önemli ölçüde deformasyona uğramasını sağlayarak zamanında tespit ve iyileştirici önlemlerin alınmasına olanak tanır. İyi esneklik aynı zamanda yerel tepe gerilimlerinin ayarlanmasına da yardımcı olur. Fotovoltaik paneller genellikle açıları ayarlamak için zorlamalı yöntemler kullanılarak kurulur ve plastisite yapıdaki iç kuvvetin yeniden dağıtımına olanak tanır, daha önce yoğunlaşan alanlardaki gerilimleri daha düzgün hale getirir ve yapının genel yük taşıma kapasitesini artırır. İyi tokluk, özellikle rüzgar etkilerinin önemli olduğu çöl enerji santrallerinde ve çatı üstü kurulumlarda, dış darbe yüklerine maruz kaldığında yapının daha fazla enerji absorbe etmesini sağlar. Çeliğin dayanıklılığı riskleri etkili bir şekilde azaltabilir. İyi yorulma direnci aynı zamanda yapının alternatif ve tekrarlanan rüzgar yüklerine daha etkili bir şekilde dayanabilmesini sağlar.

3) İşleme Performansı. İyi işleme performansı, soğuk çalışmayı, sıcak çalışmayı ve kaynaklanabilirliği içerir. Fotovoltaik çelik yapılarda kullanılan çelik, yalnızca çeşitli yapı ve bileşenlere kolayca işlenebilmeli, aynı zamanda bu yapıların ve bileşenlerin, işleme nedeniyle mukavemet, plastisite, tokluk ve yorulma direnci açısından önemli olumsuz etkilere maruz kalmamasını da sağlamalıdır.

4) Hizmet Ömrü. Güneş fotovoltaik sistemleri 20 yılı aşkın bir hizmet ömrü için tasarlandığından, iyi korozyon direnci aynı zamanda montaj sisteminin kalitesinin de önemli bir göstergesidir. Montaj sisteminin kısa bir ömrü varsa, kaçınılmaz olarak tüm yapının stabilitesini etkileyecek, yatırımın geri ödeme süresini uzatacak ve projenin genel ekonomik faydalarını azaltacaktır.

5) Yukarıdaki koşullar altında fotovoltaik çelik yapılarda kullanılan çeliğin de kolaylıkla temin edilebilir, üretimi kolay ve uygun fiyatlı olması gerekir.

3. Yeni Güneş Enerjili Çelik Yapı Montaj Sistemlerinin Teknik Analizi
Güneş enerjisi montaj sistemlerinde köşebent çeliğin kullanımı, öncelikle tutarsız çelik kalitesi ve paslanmaya yol açabilecek kapsamlı yerinde delme ihtiyacı nedeniyle giderek daha fazla kısıtlanmaktadır. Bu nedenle korozyonu azaltmak ve servis ömrünü uzatmak için köşebent çelik sistemlerin yerine yeni montaj sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır.

Yeni Solar Montaj Sistemi Ana Yapısal Formları:

1) Özel Şekilli Soğuk Şekillendirilmiş İnce Duvarlı Çelik Montaj Sistemi. Özel şekilli soğuk şekillendirilmiş ince duvarlı çelik, seri üretime, hızlı montaja olanak tanıyan, düşük çelik tüketimi, zaman tasarrufu ve iş gücü verimliliği özelliklerine sahip, prefabrik, kuru montajlı hafif çelik yapı sistemidir. Özel şekilli soğuk şekillendirilmiş ince duvarlı çelikten yapılmış çelik yapı montaj sistemi, yapısal çerçeveyi oluşturmak için fabrikada önceden üretilmiş soğuk şekillendirilmiş ince duvarlı çeliğin yerinde cıvatalarla bağlanmasını ve ardından diziyi tamamlamak için fotovoltaik panellerin kurulumunu içerir.

2) Fabrikada Prefabrik Entegre Çelik Montaj Sistemi. Bu sistem, yalnızca yerinde montaj ve sabitleme gerektiren, fabrikada prefabrik aşıklı çelik yapıları ve ardından tüm diziyi oluşturmak için fotovoltaik panellerin kurulumunu içerir. Hızlı inşaat hızı sunar ve büyük ölçekli enerji santralleri için uygundur. Bu çelik yapı montaj sisteminin kurulum gereksinimleri son derece yüksektir ve mükemmel montaj uyumluluğu elde etmek için tipik olarak en yüksek kalite çeliği, mükemmel yüzey işleme süreçlerini ve fotovoltaik bileşen üreticileriyle kapsamlı ön iletişimi içerir.

3) Kiriş-Kolon Çerçeve Tipi Giydirme Cephe Fotovoltaik Montaj Sistemi. Fotovoltaik perde duvarlar kiriş-kolon çerçeve tipi çelik yapı montaj sistemlerine uygundur. Bu yapı hafif ve güvenilirdir. Bununla birlikte, küçük yanal rijitliği nedeniyle, yapı uzun olduğunda veya büyük kat yüksekliklerine sahip olduğunda çaprazlı bir çerçeve yapısı oluşturmak için yanal destek gereklidir. Yüksek katlı fotovoltaik perde duvarların tasarımında, yanal yer değiştirmeye karşı genel yapısal direnci arttırmak, çelik tüketimini azaltmak ve toplam maliyeti düşürmek için çelik ve yerinde dökme gömülü parçaları birleştiren karma yapılar yaygın olarak kullanılır.

4. Yeni Soğuk Şekillendirilmiş İnce Duvarlı Güneş Enerjisi Montaj Sistemleri için Bileşenlerin Kurulumu:

1) Çelik Yapı Elemanlarının Bağlantısı: Yeni soğuk şekillendirilmiş ince duvarlı güneş enerjisi montaj sistemi, fabrikada prefabrik çelik-plastik hibrit konektörlerden monte edilir. Bu konektörler, farklı kurulum koşullarına uyacak şekilde çeşitli modellerde gelir. Hibrit bileşenler için bağlantı formlarının ve yöntemlerinin doğru seçilmesi, genel yapısal tasarımın çok önemli bir yönüdür.

2) Montaj Sisteminin Temele Bağlantısı: Yeni soğuk şekillendirilmiş ince duvarlı güneş enerjisi montaj sistemi hafiftir ve birden fazla montaj deliğine sahiptir. Genellikle bağımsız temeller kullanılır, gerektiğinde betonarme bağ kirişleri eklenir. Jeolojik koşulların kötü olduğu alanlar için şerit temeller veya haç biçimli temeller kullanılabilir, radye temellerden ise mümkün olduğunca kaçınılır. Tüm üst sütun tabanları menteşeli bağlantıları benimserken, gömülü parçalar yerleştirilmiş sütun tabanlarını veya su geçirmez betonla sarılmış önceden gömülmüş cıvataları kullanabilir. Her iki sütun tabanı tipinin de işlenmesi ve inşa edilmesi kolaydır ve iyi bağlantı performansı sunar.

3) Montaj Sistemi Aşıklarının Bağlantısı: Üç tip bağlantı düğümü vardır: rijit, menteşeli ve yarı sert. Bu bağlantı türleri için modüler üretim yöntemleri halihazırda mevcuttur. Menteşeli bağlantıların yapımı basittir ve üretimi ve kurulumu en kolay olanıdır. Ancak güçlü rüzgarların olduğu bölgelerde, duvarın yatay yüklere dayanmasına yardımcı olmak ve ilave sertlik sağlamak için yatay destek veya çapraz destek gereklidir. Çaprazlama yapılmadığında kiriş ve kolonlar arasındaki bağlantı noktaları rijit hale getirilmelidir. Yarı-rijit bağlantıların yapımı, rijit bağlantılara göre daha kolaydır ve menteşeli bağlantılardan daha iyi performans sunar. Ancak kuvvet dağılımlarının kontrol edilmesinin zorluğundan dolayı pratik uygulaması tecrübe gerektirmektedir ve günümüzde nadiren kullanılmaktadırlar. Yerinde bağlantılar tipik olarak cıvatalı menteşeli bağlantıları ve ardından her iki uçta kaynak yapılmasını içerir.