
Фиксированные опорные конструкции для фотоэлектрических модулей являются наиболее базовым и широко применяемым типом опорных систем. Они представляют собой несущие конструкции, угол наклона и ориентация фотоэлектрических модулей после завершения монтажа остаются неизменными и не могут динамиче...
Фиксированные опорные конструкции для фотоэлектрических модулей являются наиболее базовым и широко применяемым типом опорных систем. Они представляют собой несущие конструкции, угол наклона и ориентация фотоэлектрических модулей после завершения монтажа остаются неизменными и не могут динамически корректироваться вслед за траекторией движения солнца. Благодаря своим преимуществам — простоте конструкции, низкой стоимости и удобству обслуживания — они стали основным выбором для распределённых фотоэлектрических станций, а также для средних и малых централизованных фотоэлектрических электростанций.
Основные характеристики
1.Фиксированный угол наклона
При монтаже угол наклона опорной конструкции проектируется в соответствии с оптимальным углом наклона для места расположения объекта (определяемым такими факторами, как широта, ресурсы солнечной радиации), чтобы обеспечить максимальное годовое поступление солнечной радиации на модули. После завершения монтажа угол наклона не корректируется.
2.Простота конструкции
Конструкция в основном состоит из стоек, балок, раскосов, направляющих и других элементов, не имеет сложных систем трансмиссии и управления. Детали и узлы имеют высокую степень стандартизации, что упрощает серийное производство и монтаж.
3.Явное ценовое преимущество
По сравнению со следящими системами, затраты на материалы и монтаж фиксированных опорных конструкций ниже на 30–50%, что делает их наиболее экономически эффективным вариантом опорных систем для фотоэлектрических модулей.
4.Высокая стабильность и низкие эксплуатационные расходы
Отсутствие движущихся частей обусловливает крайне низкую вероятность отказов. В процессе эксплуатации, как правило, требуется лишь проверка затяжки соединительных элементов и состояния антикоррозионного покрытия; затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию практически сведены к нулю.
5.Широкая адаптируемость
Возможность установки фотоэлектрических модулей различных типоразмеров, удовлетворение требований к монтажу в разнообразных условиях: на наземных площадках, кровлях, в пустынной местности, на горных склонах и других.
Основные типы
1.По месту установки
(1).Фиксированные наземные опорные конструкции
①.Конструктивные особенности: Состоят из стоек, балок и раскосов. Нижняя часть стоек соединяется с грунтовыми сваями (винтовыми или бетонными) или бетонными фундаментами. Фотоэлектрические модули размещаются рядами, образуя массивы.
②.Область применения: Централизованные фотоэлектрические станции, наземные фотоэлектрические станции для частных домохозяйств, свободные площадки на территориях промышленных парков.
②.Ключевые преимущества: Высокая несущая способность, позволяющая использовать крупногабаритные модули и формировать обширные поля. Стандартизированный монтаж.
(2).Фиксированные кровельные опорные конструкции
①.Конструктивные особенности: Подразделяются на балластные (крепление с помощью грузов-блоков, не нарушающее гидроизоляционный слой кровли) и проникающие (крепление с помощью болтов, проходящих через кровельное покрытие и соединяющихся с несущими элементами здания).
②.Область применения: Кровли промышленных и коммерческих зданий, кровли жилых домов, кровли общественных зданий.
③.Ключевые преимущества: Не требуют дополнительного отчуждения земельных ресурсов, отличаются гибкостью монтажа и высокой степенью интеграции со зданием.
(3).Фиксированные опорные конструкции для горной местности и склонов
①.Конструктивные особенности: Возможность адаптации к различным уклонам местности за счёт регулировки высоты стоек, конструкция в целом располагается параллельно поверхности склона.
②.Область применения: Районы со сложным рельефом, такие как холмистая и горная местность.
③.Ключевые преимущества: Отсутствие необходимости в масштабном выравнивании площадки, снижение ущерба для естественного рельефа.
2.По конструктивному исполнению
(1).Одностоечные опорные конструкции
Каждый ряд модулей поддерживается балкой, закреплённой на одной стойке. Отличаются лёгкостью конструкции и экономией материалов. Подходят для районов с равнинным рельефом и относительно невысокими ветровыми нагрузками.
(2).Двухстоечные опорные конструкции
По обоим концам каждого ряда модулей устанавливается по стойке, между ними могут быть добавлены раскосы для повышения устойчивости. Обладают более высокой несущей способностью. Подходят для крупногабаритных фотоэлектрических модулей и районов со значительными ветровыми и снеговыми нагрузками.
(3).Портальные опорные конструкции
Образуют П-образную раму, состоящую из двух стоек и верхней балки. Несколько таких рам соединяются между собой связями в единую конструкцию. Отличаются превосходной устойчивостью к опрокидыванию. Подходят для районов с сильными ветрами, таких как прибрежные зоны и высокогорья.
Основные типы применяемых материалов
1.Алюминиевые сплавы
(1).Характеристики: Малый вес, высокая коррозионная стойкость, привлекательный внешний вид, лёгкость обработки. Прочностные характеристики несколько ниже, чем у стали.
(2).Область применения: Фиксированные кровельные опорные конструкции (для снижения нагрузки на кровлю), бытовые фотоэлектрические системы.
2.Конструкционная сталь с горячим цинкованием
(1).Характеристики: Высокая прочность и несущая способность. Срок службы антикоррозионной защиты после горячего цинкования может достигать 25 лет и более.
(2).Область применения: Крупные наземные фотоэлектрические станции, опорные конструкции для горной местности и склонов (оптимальный вариант по соотношению цены и качества).
3.Нержавеющая сталь
(1).Характеристики: Исключительно высокая коррозионная стойкость, относительно высокая стоимость.
(2).Область применения: Районы с высокой концентрацией солей в прибрежной зоне, условия с повышенной влажностью и частыми осадками.
Процесс монтажа
1.Предварительные изыскания: Проведение изысканий рельефа и геологических условий на месте установки (для наземных конструкций) или изучение конструкции кровли (для кровельных конструкций), определение оптимального угла наклона и схемы расположения опор.
2.Устройство фундамента:
(1).Наземные конструкции: Установка винтовых свай или бетонирование фундаментов, обеспечение соответствия несущей способности фундамента проектным требованиям.
(2).Кровельные конструкции: Для балластных систем — размещение грузов-блоков; для проникающих систем — крепление распорных анкеров с выполнением гидроизоляции мест крепления.
3.Сборка опорной конструкции: Последовательная установка в соответствии с чертежами стоек, раскосов, балок. Выверка горизонтальности и угла наклона конструкции, затяжка всех соединительных элементов.
4.Монтаж направляющих: Крепление направляющих для фотоэлектрических модулей на балках, обеспечение соответствия шага направляющих размерам модулей.
5.Укладка модулей: Крепление фотоэлектрических модулей на направляющих, выполнение электрических соединений и настройка системы.
6.Приёмочный контроль качества: Проверка вертикальности стоек, отклонений угла наклона, надёжности затяжки соединительных элементов, тестирование характеристик выработки электроэнергии модулями.
Преимущества и недостатки
1.Затраты: Низкая стоимость материалов, короткие сроки монтажа, эксплуатационные расходы практически равны нулю.
2.Эффективность: Соответствует потребностям в выработке электроэнергии для типовых электростанций, высокие экономические показатели. Эффективность выработки электроэнергии на 20–30% ниже по сравнению с двухосными следящими системами и на 10–15% ниже, чем у одноосевых трекеров.
3.Обслуживание: Отсутствие движущихся частей, низкая вероятность отказов, не требуется регулярное техническое обслуживание.
4.Адаптивность: Подходят для различных типов рельефа и условий монтажа, высокая степень стандартизации. Фиксированный угол наклона, невозможность корректировки в зависимости от сезона или времени суток для оптимизации под траекторию солнца.
Ключевые аспекты выбора и применения
1.Расчет угла наклона: Необходимо производить расчет оптимального угла наклона с учетом широты места размещения объекта. Чем выше широта, тем, как правило, больше угол наклона. В зависимости от потребностей возможен выбор «оптимального угла для зимнего периода» или «среднегодового оптимального угла».
2.Проверка нагрузок: В обязательном порядке следует учитывать ветровые и снеговые нагрузки, вес модулей, сейсмические воздействия и другие факторы для обеспечения прочности и устойчивости конструкции. В прибрежных районах и высокогорьях требуется усиление ветрозащиты конструкции.
3.Антикоррозионная обработка: Стальные конструкции, эксплуатируемые на открытом воздухе, подлежат горячему цинкованию или нанесению полимерно-порошковых покрытий. Толщина покрытия – не менее 85 мкм для продления срока службы.
4.Особенности кровельных конструкций: Приоритет следует отдавать балластным системам во избежание повреждения гидроизоляционного слоя кровли. Необходим расчет несущей способности кровли, при необходимости – выполнение работ по усилению конструкции.
Заключение
Фиксированные опорные конструкции для фотоэлектрических модулей представляют собой технически зрелое, экономичное и практичное решение для поддержки фотоэлектрических систем. Они особенно хорошо подходят для распределённых фотоэлектрических станций, средних и малых централизованных электростанций, а также проектов, чувствительных к стоимости. Хотя эффективность выработки электроэнергии у них несколько ниже, чем у следящих систем, благодаря таким преимуществам, как низкая стоимость, простота обслуживания и высокая надёжность, они занимают основную долю рынка опорных конструкций и являются одним из ключевых элементов, способствующих широкомасштабному распространению фотоэлектрических технологий.