پیچ و مهره های فتوولتائیک: راهنمای انتخاب و نصب مواد

قابلیت اطمینان یک سیستم انرژی خورشیدی اغلب توسط کوچکترین اجزای آن تعیین می شود. پیچ‌های فتوولتائیک به‌عنوان پیوند مکانیکی حیاتی بین ماژول‌ها، سیستم‌های قفسه‌بندی و سازه‌های نصب، تحمل دهه‌ها چرخه حرارتی، بارهای باد و قرار گرفتن در معرض محیطی خشن عمل می‌کنند. استفاده از سخت افزار استاندارد به جای پیچ و مهره های فتوولتائیک تخصصی، علت اصلی خرابی زودرس قفسه بندی و میکرو ترک خوردگی ماژول است. برای اطمینان از طول عمر عملیاتی 25 ساله، مهندسان باید فولاد ضد زنگ (A2/A4) یا اتصال دهنده های گالوانیزه گرم با کنترل دقیق گشتاور را برای جلوگیری از خوردگی گالوانیکی و شل شدن مکانیکی مشخص کنند.

انتخاب مواد: مبارزه با خوردگی

تاسیسات خورشیدی اغلب در نواحی ساحلی، مناطق صنعتی یا آب و هوای مرطوب قرار دارند که در آن نرخ خوردگی تسریع می شود. انتخاب مواد برای پیچ و مهره های فتوولتائیک صرفاً یک پیشنهاد نیست، بلکه یک ضرورت برای یکپارچگی سازه است.

فولاد ضد زنگ گرید A2 و A4

فولادهای زنگ نزن آستنیتی رایج ترین انتخاب برای کاربردهای PV هستند. فولاد ضد زنگ A2 (304) مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی جوی ارائه می دهد و برای اکثر تاسیسات داخلی مناسب است. با این حال، برای محیط های ساحلی در داخل 5 کیلومتر از دریا فولاد ضد زنگ A4 (316) به دلیل محتوای مولیبدن آن اجباری است که مقاومت بالایی در برابر خوردگی حفره ای و شکافی ناشی از کلرید ایجاد می کند.

گالوانیزه گرم (HDG)

برای پایه های زمینی در مقیاس بزرگ با استفاده از قفسه فولاد کربنی، پیچ و مهره های گالوانیزه گرم مقرون به صرفه هستند. پوشش روی به عنوان یک آند قربانی عمل می کند. بسیار مهم است که ضخامت گالوانیزه مطابق با استانداردهای ISO 1461 باشد که معمولاً به حداقل جرم پوشش نیاز دارد. 500 گرم در متر مربع برای اتصال دهنده ها مخلوط کردن پیچ های HDG با اجزای فولاد ضد زنگ بدون جداسازی مناسب می تواند منجر به تخریب سریع لایه روی شود.

جلوگیری از خوردگی گالوانیکی

خوردگی گالوانیکی زمانی اتفاق می‌افتد که دو فلز غیرمشابه در حضور یک الکترولیت، مانند باران یا میعان، در تماس الکتریکی باشند. در آرایه‌های خورشیدی، قاب‌ها و ریل‌های آلومینیومی استاندارد هستند که انتخاب پیچ‌های فتوولتائیک را برای جلوگیری از خوردگی دو فلزی ضروری می‌سازد.

هنگام استفاده از پیچ و مهره های فتوولتائیک فولاد ضد زنگ با ریل های آلومینیومی، خطر خوردگی گالوانیکی حداقل است. با این حال، اگر باید از فولاد کربنی یا پیچ و مهره های گالوانیزه استفاده شود، نصاب باید از آن استفاده کند واشرهای لاستیکی EPDM یا آستین های عایق پلاستیکی برای شکستن مدار الکتریکی بین پیچ و پروفیل آلومینیومی.

مشخصات گشتاور و یکپارچگی مکانیکی

اعمال گشتاور مناسب برای حفظ بار گیره در طول عمر آرایه خورشیدی حیاتی است. گشتاور کمتر منجر به شل شدن در اثر لرزش و انبساط حرارتی می شود، در حالی که گشتاور بیش از حد می تواند رزوه ها را کنده یا پروفیل های آلومینیومی را خرد کند و پیوند ساختاری را به خطر بیندازد.

تعیین مقادیر صحیح گشتاور

مقادیر گشتاور به قطر پیچ، درجه و روانکاری بستگی دارد. برای پیچ و مهره های فتوولتائیک فولاد ضد زنگ استاندارد M8 A2-70، محدوده گشتاور معمولی است. 15 تا 20 نیوتن متر . برای پیچ و مهره های M10، این مقدار تقریباً به 30 تا 35 نیوتن متر افزایش می یابد. همیشه به دستورالعمل های خاص سازنده قفسه رجوع کنید، زیرا این مقادیر می توانند بر اساس طراحی گیره و ضخامت مواد متفاوت باشند.

اهمیت ابزارهای کالیبره شده

نصاب ها باید از آچارهای گشتاور کالیبره شده به جای درایورهای ضربه ای برای مرحله نهایی سفت کردن استفاده کنند. ابزار ضربه‌ای به راحتی می‌توانند از قدرت تسلیم فراتر رفته و باعث ایجاد ترک‌های میکروسکوپی در سر پیچ یا از بین بردن رزوه‌های آلومینیومی شوند. تأیید منظم تنظیمات گشتاور در طول ممیزی نصب، ثبات در سراسر آرایه را تضمین می کند.

بهترین روش های نصب برای طول عمر

حتی با کیفیت ترین پیچ و مهره های فتوولتائیک نیز در صورت نصب نادرست از کار می افتند. رعایت پروتکل های نصب دقیق نیازهای تعمیر و نگهداری را به حداقل می رساند و ایمنی سیستم را به حداکثر می رساند.

1. اجتناب از Cross-threading: همه پیچ ها را با دست شروع کنید تا از درگیری مناسب رزوه اطمینان حاصل کنید. استفاده از ابزار برقی برای راه اندازی رزوه ها اغلب منجر به رزوه های متقاطع می شود که اتصال را ضعیف می کند و حذف در آینده را غیرممکن می کند.
2. از مهره های فلنج دندانه دار یا واشر استفاده کنید: این ویژگی‌ها به سطح ریل آلومینیومی می‌خورند و در برابر چرخش و شل شدن ناشی از لرزش ناشی از باد مقاومت می‌کنند.
3. بررسی آسیب: قبل از نصب، پیچ و مهره ها را برای هر گونه علائم آسیب پوشش یا زنگ زدگی بررسی کنید. پوشش آسیب‌دیده روی یک پیچ گالوانیزه نقطه‌ای محلی برای خوردگی سریع ایجاد می‌کند.
4. بررسی مجدد گشتاور: برای اتصالات ساختاری حیاتی، یک بازرسی مجدد گشتاور را 6 تا 12 ماه پس از نصب اولیه برنامه ریزی کنید تا اثرات ته نشینی اولیه و چرخه حرارتی را در نظر بگیرید.