پیچ و مهره های فتوولتائیک: راهنمای انتخاب مواد و خوردگی

نقش حیاتی پیچ های فتوولتائیک در طول عمر سیستم

پیچ و مهره های فتوولتائیک قهرمانان گمنام زیرساخت انرژی خورشیدی هستند که ماژول ها را در سازه های نصب شده در برابر باد، برف و بارهای لرزه ای ایمن می کنند. نتیجه اولیه برای هر پروژه خورشیدی این است خرابی بست عامل اصلی تخریب سازه است در پنج سال اول بهره برداری انتخاب مواد و پوشش مناسب صرفاً یک تصمیم هزینه نیست، بلکه یک الزام ایمنی حیاتی است.

این مقاله به جزئیات الزامات خاص برای پیچ‌های فتوولتائیک، تمرکز بر مقاومت در برابر خوردگی در محیط‌های سخت، استانداردهای مقاومت مکانیکی و بهترین شیوه‌های نصب می‌پردازد. با رعایت این دستورالعمل ها، مهندسان می توانند اطمینان حاصل کنند 25 سال عمر مفید مطابق با ضمانت نامه های پنل خورشیدی

انتخاب مواد و مقاومت در برابر خوردگی

تاسیسات خورشیدی اغلب در محیط‌های ساحلی، صنعتی یا با رطوبت بالا قرار دارند و خوردگی را به بزرگترین تهدید برای پیچ‌های فتوولتائیک تبدیل می‌کنند. انتخاب بین فولاد ضد زنگ و فولاد کربنی پوشش داده شده به شرایط جوی خاص و محدودیت های بودجه بستگی دارد.

درجات فولاد ضد زنگ: A304 در مقابل A316

فولادهای زنگ نزن آستنیتی استاندارد برای اتصال دهنده های PV هستند. A304 (SS304) مقاومت خوردگی عمومی خوبی را ارائه می دهد و برای تاسیسات داخلی مناسب است. با این حال، برای مناطق ساحلی در داخل 5 کیلومتر از دریا ، A316 (SS316) به دلیل محتوای مولیبدن آن اجباری است که مقاومت بالایی در برابر حفره های ناشی از کلرید ایجاد می کند. استفاده از A304 در محیط های دریایی می تواند منجر به شکست زودرس در داخل شود 3-5 سال .

گالوانیزه گرم (HDG)

برای پیچ و مهره های سازه ای بزرگتر که ریل های نصب را به پیچ های زمین یا پایه های بتنی متصل می کنند، اغلب از فولاد کربنی گالوانیزه گرم استفاده می شود. HDG پوشش ضخیم روی را فراهم می کند (معمولا > 65 میکرومتر ) که محافظت فداکاری را ارائه می دهد. در حالی که مقرون به صرفه است، پیچ های HDG حجیم تر هستند و ممکن است پس از گالوانیزه کردن، برای اطمینان از تناسب مناسب، نیاز به ضربه زدن مجدد به رزوه ها داشته باشند.

مقاومت مکانیکی و نیازهای بار

پیچ های فتوولتائیک باید بارهای استاتیکی و دینامیکی قابل توجهی را تحمل کنند. بالا بردن باد و تجمع برف فشار مداوم بر سیستم نصب وارد می کند. درک استحکام کششی و استحکام تسلیم برای انتخاب کلاس پیچ مناسب ضروری است.

درک کلاس های املاک

پیچ و مهره های فولادی ضد زنگ معمولاً به عنوان A2-70 یا A4-70 طبقه بندی می شوند که در آن "70" نشان دهنده حداقل استحکام کششی است. 700 مگاپاسکال . برای مناطق با باد شدید، مهندسان ممکن است درجه های بالاتری را تعیین کنند، اگرچه فولاد ضد زنگ به ندرت از 800 مگاپاسکال فراتر می رود بدون اینکه مقاومت در برابر خوردگی را از دست بدهد. پیچ و مهره های فولاد کربنی مانند کلاس 8.8 یا 10.9 استحکام بالاتری دارند اما برای جلوگیری از زنگ زدگی نیاز به پوشش های قوی دارند.

ملاحظات بار باد و برف

در مناطقی با سرعت باد بیش از 120 کیلومتر در ساعت ، تعداد و قطر پیچ های فتوولتائیک باید افزایش یابد. تحلیل المان محدود (FEA) اغلب برای تعیین الگوی پیچ بهینه استفاده می شود. استفاده از پیچ و مهره های کم اندازه می تواند منجر به شکست برشی شود، در حالی که سفت شدن بیش از حد می تواند رزوه ها را کنده یا ریل های نصب آلومینیومی را خرد کند.

• مقاومت برشی: اطمینان حاصل کنید که پیچ ها دارای ظرفیت برشی کافی برای مقاومت در برابر نیروهای جانبی باد هستند.
• مقاومت کششی: برای مقاومت در برابر نیروهای بالابرنده که سعی در بیرون کشیدن پانل ها از سقف دارند بسیار مهم است.
• مقاومت در برابر خستگی: پیچ ها باید بارگذاری چرخه ای ناشی از ارتعاشات باد را بدون شل شدن تحمل کنند.

بهترین روش های نصب و کنترل گشتاور

حتی باکیفیت ترین پیچ های فتوولتائیک نیز در صورت نصب نادرست ممکن است از کار بیفتند. اعمال گشتاور مناسب و استفاده از واشرهای سازگار برای حفظ نیروی گیره در طول عمر سیستم حیاتی است.

مشخصات گشتاور

هر اندازه و متریال پیچ نیاز به گشتاور خاصی دارد. به عنوان مثال، پیچ M8 A2-70 معمولاً به گشتاور نیاز دارد 15-20 نیوتن متر . گشتاور بیش از حد می تواند پیچ ​​را فراتر از نقطه تسلیم آن بکشد و در نهایت منجر به شکستگی شود، در حالی که گشتاور کم امکان حرکتی را فراهم می کند که باعث خوردگی خراش می شود. در هنگام نصب همیشه از آچار گشتاور کالیبره شده استفاده کنید.

جلوگیری از خوردگی گالوانیکی

هنگام اتصال فلزات غیر مشابه، مانند پیچ و مهره های فولادی ضد زنگ به ریل های آلومینیومی، ممکن است خوردگی گالوانیکی رخ دهد. با استفاده از واشرهای EPDM یا نایلونی فلزات را جدا می کند و از جریان الکتریکی که خوردگی را تسریع می کند جلوگیری می کند. این مرحله ساده می تواند عمر مفصل را به میزان قابل توجهی در شرایط مرطوب افزایش دهد.