Защита на всяка връзка
Доверие, изградено върху 20-годишен опит
Световната слънчева енергийна индустрия се разраства с безпрецедентни темпове, а надеждността на всяка фотоволтаична (PV) инсталация в крайна сметка зависи от един често пренебрегван елемент — крепежните елементи.Слънчев и фотоволтаичен модул Крепежните елементи са механичният гръбнак на всяка фотоволтаична монтажна система, отговарящи за структурната цялост, устойчивостта на атмосферни влияния и дългосрочната производителност през 25–30 години експлоатационен живот. Това ръководство обхваща пълния технически пейзаж на соларните крепежи – от материалознание до стандарти за инсталация, като помага на инженери по снабдяване, EPC изпълнители и соларни разработчици да вземат информирани решения за снабдяване.
Крепежи за соларни и фотоволтаични модулиса прецизно проектирани механични компоненти, използвани за закрепване на фотоволтаични панели към монтажни релси, рамки за рафтове, покривни конструкции и опори за наземяване. За разлика от универсалните крепежни елементи, слънчевият хардуер трябва едновременно да отговаря на изискванията за конструкция, устойчивост на корозия и електрическа безопасност през десетилетия на открито излагане.
Обхватът на соларните крепежни елементи включва болтове, гайки, винтове, шайби, куки, болтове за закачалки, T-болтове, пружинни гайки и соларни адаптери — всеки изпълнява определена механична роля в PV монтажната система. Zhejiang Jiaxing Tuyue Import and Export Co., Ltd., с над 20 години опит в производството, доставя широка гама от тези компоненти, специално проектирани за фотоволтаични приложения.
Сайтътсглоби затворае основният компонент за пренос на натоварване, свързващ панелните рамки с монтажни релси или конструктивни прогони. В слънчевите приложения монтажните болтове обикновено следват метрични стандарти (M6, M8, M10, M12), като най-често срещани са неръждаемата стомана от клас 8.8 или A2-70. Спецификациите за въртящ момент са критични — недостатъчно затегнатите връзки се отпускат при термични цикли и вибрации, докато прекомерното затягане може да повреди алуминиевите рамки. Типичният монтажен въртящ момент на M8 соларни болтове варира от 12 до 18 Nm в зависимост от материала и покритието.
СайтътТ болте специално проектирана за поставяне в T-слотовите канали на алуминиеви монтажни релси. Тя позволява позициониране без инструменти по релсата преди заключване, което прави монтажа по-бърз и по-гъвкав. T-болтовете обикновено се използват в комбинация с пружинни гайки или фланцови гайки и са особено често срещани в комунални и търговски покривни системи, където подравняването на релсите трябва да се коригира на място. Профилът на главата на чука трябва точно да съвпада с ширината на процепа на релса — обикновено профили 6 мм или 8 мм — за да се осигури сигурно захващане.
Стандартътшестоъгълна гайкаосигурява силата на затягане в сглобките на болтовите гайки в цялата фотоволтаична конструкция. За слънчеви приложения се предпочитат преобладаващите гайки за въртящ момент или гайки с найлонови вложки (найлок), за да устоят на разхлабване от вибрации, предизвикани от вятър. Theшестостенна фланцова гайкадобавя интегриран фланец на шайбата, разпределяйки натоварването върху по-широка повърхност — критично при затягане към алуминиева релса или тънки ламарини, за да се предотврати вдлъбнатина и настъпване.
СайтътПружинен орехе специализиран крепеж, който се захваща в канал за подпори или монтажна релса, самозадържащ се за позициониране без ръце по време на монтаж. Той се компресира под натоварване на болта, за да задържи стените на канала, съпротивлявайки се както на аксиално изтегляне, така и на въртене. Пружинните гайки се използват широко в търговски и индустриални покривни фотоволтаични системи с уникструт или C-канал рафтове. Изборът на материали между въглеродна стомана с цинково покритие и неръждаема стомана зависи от корозионната среда.
СайтътПролетна пералня(дискова пружина или спираловидна пружинна шайба) компенсира загубата на опън на болта, причинена от термично разширение и свиване. В фотоволтаични системи, работещи в температурни диапазони от −40°C до +85°C, термичното циклиране води до значително диференциално разширение между различни метали (например стоманени болтове в алуминиеви релси). Пружинните шайби поддържат минимално предварително натоварване, предотвратявайки разхлабването на съединителната връзка без нужда от повторно затягане. DIN 127 и DIN 6796 са най-цитираните стандарти.
СайтътВинт за пробиване на шестоъгълна шайба(наричан още TEK винт или самопробиващ се крепеж) прониква и набива метални субстрати в една операция — без необходимост от пилотен отвор. Стандартни са върховите стилове #3 и #5: #3 е проектиран за стомана с лек колеж (до 4.8 мм), докато #5 може да пробие тежка конструкция до 12.7 мм. При соларни инсталации тези винтове закрепват монтажните скоби на релсите към стоманени процепи, метални покривни панели или структурни стоманени рамки. Главата на шестоъгълната шайба с уплътняваща EPDM шайба под нея предотвратява проникването на вода във всяка точка на проникване на покрива.
Сайтътбиметален винтРешава специфичното предизвикателство при пробиване през неръждаема стоманена облицовка или твърди субстрати, като същевременно запазва коророзионно устойчиво тяло. Той разполага с бордаж от въглеродна стомана (за рязане на твърдост), свързан с стойка и глава от неръждаема стомана (за устойчивост на корозия). Този дизайн елиминира необходимостта от снабдяване на отделни бормашини и крепежни елементи, като намалява времето за монтаж. Биметалните винтове са предпочитаният избор за закрепване на скоби и релси към метални покриви, покрити с неръждаема или твърдо покритие.
СайтътSolar Hookе носеща анкерна хардуерна част, проектирана за соларни инсталации с керемиди и извити покриви. Тя се поставя под керемидите и се закрепва към гредата, осигурявайки монтажна точка за релсите без да нарушава водоустойчивата им цялост. Съществуват различни профили на куки за различни формати плочки: плоски куки, римски куки за плочки и S-профилни куки. Куката трябва да бъде оценена на комбинираното мъртвото натоварване на модула плюс динамичната сила на издигане на вятъра — обикновено проектирана да издържа 3–5 kN на кука в зависимост от местните ветрови кодове (ASCE 7, EN 1991-1-4). Туюе предлагаМножество дизайни на слънчеви кукиза да се поберат различни покривни профили, включителноТрети вариантза специализирани геометрии на плочки.
СайтътСоларен болт за хангере двурезбова крепежна конструкция с резба за дървени винтове в единия край (за проникване в гредите на покрива) и машинна резба от другата (за закрепване на релса). Той е основната опорна точка при инсталациите на фотоволтаични инсталации с керемидни покриви. Дълбочината на проникване в гредите трябва да отговаря на местните изисквания — обикновено минимум 38 мм (1,5 инча) в масивен дървен материал. Втори вариант наСоларен болт за хангерС удължена дължина е налична за по-дебели покривни конструкции или когато се използва флашинг застой. Правилният въртящ момент и хидроизолационен уплътнител са задължителни при всяко проникване, за да се предотвратят дългосрочни водни щети.
СайтътСоларен адаптере хардуерен компонент за свързване, който позволява съвместимост между различни дизайни на монтажни системи или между монтажни релси и нестандартни рамки на панели. В модулните системи с рафтове адаптерите позволяват монтиране на различни марки панели или размери на една и съща релса. Те се използват и при монтиране на нови панели върху стари монтажни конструкции. Размерните толеранси на соларните адаптери трябва да са стегнати — обикновено ±0.2 мм — за да се осигури равномерно разпределение на силата на стягане между всички точки на интерфейса.
SS304 (18% хром, 8% никел) е базовата спецификация за повечето соларни крепежни елементи и предлага отлична устойчивост на атмосферна корозия. SS316 добавя 2–3% молибден, което значително подобрява устойчивостта на пробиване, предизвикано от хлориди — което го прави необходимата спецификация за крайбрежни инсталации в радиус от 1–5 км от морска вода. И двата класа са немагнитни в отгорено състояние (релевантно за определени изисквания за близост до електрооборудване) и имат очакван външен експлоатационен живот над 25 години, което съответства на гаранционния период на съвременните фотоволтаични модули.
Едно от най-технически значимите предизвикателства при проектирането на фотоволтаични крепежи е галваничната корозия на границата между различни метали. Алуминиеви монтажни релси (анод), в контакт с крепежни елементи от неръждаема стомана (катод) в присъствието на електролит (дъждовна вода с разтворени соли), създават галванична клетка. Въпреки че потенциалната разлика между алуминия и неръждаемата стомана е относително ниска (~0.5V), за 25 години дори бавна галванична атака може да отслаби алуминиевата рамка до степен на конструктивен разрив. Стратегиите за смекчаване включват използване на алуминиеви или анодизирани изолационни шайби, нанасяне на диелектрична грес на контактните интерфейси или спецификация на биметални крепежни елементи, които минимизират разликата в галваничния потенциал. Това е ключова причина ТуюеХардуер и крепежни елементиАсортиментът включва както неръждаема стомана, така и биметални варианти, специално проектирани за слънчеви среди.
Стандартните цинковани (електропокрити) въглеродни стоманени крепежни елементи обикновено не са приемливи за външни слънчеви приложения според повечето професионални спецификации. Електропокритите цинкови покрития осигуряват само 5–12 микрона защита — недостатъчни за 25-годишно открито излагане. Топло поцинковани (HDG) крепежни елементи с цинкови покрития 45–85 микрона са приемливи за вътрешни наземни приложения. Въпреки това, HDG е несъвместим с прецизните толеранси на резбата, което го прави неподходящ за болтове с фин ъгъл M6–M8. Затова индустриалният стандарт за крепежни елементи на ниво модули се е съсредоточил върху неръждаемата стомана, отразено в сертификати като протоколи за изпитване на издръжливост IEC 61215.
Соларните крепежни елементи за международния пазар се оценяват според няколко припокриващи се стандарта. Стандартът IEC 61215 (Наземни фотоволтаични модули — квалификация на дизайна и одобрение на типа) определя изискванията за издръжливост на ниво модул, но косвено определя изискванията за производителност на крепежните елементи чрез 1000-часова влажна топлина (85°C / 85% относителна влажност) и термични циклични тестове. ASTM B117 (Стандартна практика за работа със солена спрей апаратура) е еталонният тест за корозия, посочен в повечето спецификации за снабдяване — професионалните соларни крепежи трябва да преминат минимален 500-часов неутрален тест със солен спрей без червена ръжда, като 1000 часа се предпочитат за крайбрежни приложения. На европейския пазар EN ISO 3506 дефинира механичните свойства на неръждаемите стоманени крепежни елементи. Производственият капацитет на Tuyue обхваща продукти, отговарящи на тези международни стандарти, подкрепяйки глобалните изисквания на проекти в различни климатични зони.
Въртящият момент на крепежния елемент е един от най-критичните и често пренебрегвани аспекти на соларната инсталация. IEC 62548 (Изисквания за проектиране на фотоволтаични масиви) подчертава, че всички крепежни елементи трябва да бъдат монтирани на посочения от производителя въртящ момент с помощта на калибрирани динамометрични ключове. Пневматичните ударни драйвери — често използвани от монтажните екипи — не могат надеждно да осигурят постоянен въртящ момент и не трябва да се използват за финално захващане на модула. Стойности на въртящия момент за често срещани соларни крепежни елементи:
M6 неръждаема болт към алуминиева релса: 7–10 Nm
M8 неръждаема болт към стоманена конструкция: 18–25 Nm
Болтът на закачалката към гредата (диаметър 5/16"): 10–15 Nm
Самопробиващ се винт (No 14) към стоманена прогон: 8–12 Nm
Препоръчва се повторна проверка на затягане на 6 месеца след монтажа, тъй като отпускането на болта по време на първоначалния термичен цикъл може да намали предварителното натоварване с 15–30%.
Всяко проникване през покривна мембрана или керемидна повърхност, създадено от болт или кука, трябва да бъде запечатано с обшивка и уплътнител, съобразени с кодекса. Необходими са професионални бутилови или силиконови уплътнители, сертифицирани за UV и топлинно излагане (−40°C до +150°C). Уплътнителят трябва да се нанесе около проникването преди окончателното затягане на болта на закачалката, за да се осигури пълно запълване на празнината. Неправилно уплътнените прониквания са сред водещите причини за искове за гаранционни фотоволтаици на покриви.
Средните и крайните скоби разпределят силата на затягане по ръба на рамката на модула. Контактното налягане между скобата и рамката трябва да остане в зададения от производителя диапазон — обикновено 5–15 MPa — за да се избегне деформация на рамката и да се осигури достатъчно триене, за да се устои на приплъзване на модула при вятърно натоварване. В региони с силен вятър (основна скорост на вятъра >160 км/ч по ASCE 7) са необходими допълнителни точки за закрепване или по-високи скоби. Theщампване, част желязна рамка, стоманен ъгълкомпонентите в гамата на Tuyue осигуряват допълнително структурно подсилване в ъглите на рамката при високи товарни условия.
Член 690 от NEC (САЩ) и IEC 62548 изискват всички метални компоненти на фотоволтаичния масив — включително монтажни релси, рамки и конструкции за стойки — да бъдат електрически свързани и заземени. Въпреки че стандартните крепежни елементи не са заземяващи устройства, механичната връзка, която те създават между проводимите компоненти, е част от пътя на свързване. Заземяващи лъги, свързващи джъмпери или заземяващи клипове на ниво модул трябва да бъдат интегрирани в монтажната система на определени интервали. Материалът и покритието на крепежния елемент не трябва да създават оксиден слой с високо съпротивление на интерфейсите на свързване — това е допълнителна причина, поради която голите контактни повърхности от неръждаема стомана се предпочитат пред боядисани или силно покрити крепежни елементи на места за свързване.
Основната опора е болтът за слънчева окачалка, забит в гредите на покрива с разстояние между гредите 406–610 мм (16"–24"). Соларни куки се използват за керемидни покриви, за да се запази водоустойчивият слой керемидите. Релсите се закрепват с Т-болтове и пружинни гайки. Стягането от модул към релса използва средни и крайни скоби, закрепени сНеръждаеми болтови гайки, винтове, шайби. Самопробиващите се винтове се избягват на интерфейса модул-релса, за да се позволи бъдеща подмяна на панелите.
Стандартни са баластирани или механично прикрепени системи. Механично прикрепените системи използват самопробиващи се винтове през мембраната към конструктивната настилка с уплътняващи шайби с EPDM. Връзките между релса и скоби използват Т-болтове и фланцови гайки. Биметални винтове могат да се използват там, където мембранната капачка включва слой от неръждаема или алуминиева подлошка.
Задвижвани пилотни или спираловидни анкерни основи се свързват с въртящи моментни тръби или маси с фиксиран наклон чрез високоякостни болтови сглобки (клас 8.8 или 10.9). Фланцовите връзки на върховете на пилотите използват шестоъгълни болтове с пружинни шайби и гайки за преобладаващ въртящ момент. Монтирането на модули следва методология с релса и скоби, идентична с тази на покривните системи. Корозионната защита на компоненти под качество изисква HDG или епоксидно покритие, а не неръждаема стомана, поради излагане на почвени електролити.
Покривите с изправени шевове използват непроникващ S-5! тип скоби, които захващат шева механично без пробив. Покривите с гофриран метал изискват шестоъгълна шайба, пробиваща винтове през гофрираната корона в прогоните.Винтове за покрив и винтове за пробиванев продуктовата гама на Tuyue са специално оразмерени и покрити за тези приложения, като EPDM залепените шайби осигуряват водонепроницаемото уплътнение при всяко проникване.
Преминаването към формати силициеви пластини 182 мм (M10) и 210 мм (G12) значително увеличи размерите на модулите и теглото — типичните търговски модули вече тежат 25–35 кг. В комбинация с по-ефективни двустранни модули, които изискват повдигнат монтаж (по-голям лост на вятъра), структурните натоварвания върху крепежните елементи са се увеличили приблизително с 20–30% в сравнение със системите от ерата на 60 клетки. Това увеличава търсенето на болтове с по-висок клас на свойства и прецизни характеристики на въртящия момент.
Бифациалните модули изискват просвет за задната повърхност, за да позволят албедо улавяне на светлина, което означава, че монтажните скоби не могат да използват традиционна основна опора на долната релса с пълна ширина в някои конфигурации. Това ускори разработването на безрамкови клещи за модули и монтаж за лепило за свързване — и двете поставят нови химични и механични изисквания към хардуерните компоненти за свързване.
Агроволтаичните (слънчеви + селскостопански) и плаващи соларни (FPV) инсталации излагат крепежните елементи на значително по-агресивни среди — висока влажност, торови химикали, а в FPV системите — непрекъснат воден контакт. SS316L (нисковъглероден вариант на SS316) и дуплекс неръждаема стомана (например 2205) все по-често се специализират за тези приложения. Продуктовата гама на Tuyue от неръждаема стомана, включителноалуминиева стомана и слепи нитове SS, подкрепя нуждите от обединяване на тези слънчеви среди от следващо поколение.
Големите EPC изпълнители все по-често изискват предварително сглобени комплекти за крепежни елементи — болтове, гайки и шайби, сглобени на всяка точка на свързване — за да намалят труда на място и да елиминират грешки при монтажа. Тази тенденция изисква производителите на крепежни елементи да инвестират в възможности за комплектиране и прецизно съвпадение на компоненти – област, в която утвърдени доставчици с обширни продуктови гами като Tuyue имат конкурентно предимство.
При определяне на соларни крепежи за закупуване на проекти, в спецификационния документ трябва да се вземат предвид следните технически критерии:
Качество и стандарт на материала (например A2-70 по ISO 3506 или SS316 по ASTM A276). Изискване за корозионен тест и минимални часове по ASTM B117 или еквивалент. Стандарт за резба (ISO метрика или UNC/UNF), клас на височина и толеранси. Измерни стандарти (DIN, ISO, ASME/ANSI). Тип и дебелина на покритието, ако е приложимо (пасивация, електролитно полиране). Проследимост на партиди и сертифициране на материали (сертификати EN 10204 3.1 или 3.2 mill). Изисквания за опаковане и оборудване за инсталация на място.
За проекти, изискващи широк спектър от хардуер от един отговорен доставчик, Tuyue интегрираХардуер и крепежни елементипродуктовата линия обхваща пълния монтаж — от анкери за проникване на покрива до хардуер за клещи с модулни релси — подкрепен от 20 години производствен опит и опит в износа от Jiaxing, Чжъдзян, Китай.
