Fotovoltaické skrutky: Sprievodca výberom materiálu a koróziou

Rozhodujúca úloha fotovoltaických skrutiek v životnosti systému

Fotovoltaické skrutky sú neospevovanými hrdinami infraštruktúry solárnej energie, ktorí zabezpečujú moduly k montážnym konštrukciám proti vetru, snehu a seizmickým zaťaženiam. Primárnym záverom každého solárneho projektu je to zlyhanie spojovacích prvkov je hlavnou príčinou degradácie konštrukcie v prvých piatich rokoch prevádzky. Výber správneho materiálu a náteru nie je len rozhodnutím o nákladoch, ale aj kritickým bezpečnostným imperatívom.

Tento článok podrobne popisuje špecifické požiadavky na fotovoltaické skrutky so zameraním na odolnosť proti korózii v drsnom prostredí, štandardy mechanickej pevnosti a osvedčené postupy inštalácie. Dodržiavaním týchto pokynov môžu inžinieri zabezpečiť a 25-ročná životnosť v súlade so zárukami na solárne panely.

Výber materiálu a odolnosť proti korózii

Solárne inštalácie sa často nachádzajú v pobrežných, priemyselných alebo vysoko vlhkých prostrediach, čo robí koróziu najväčšou hrozbou pre fotovoltaické skrutky. Voľba medzi nehrdzavejúcou oceľou a uhlíkovou oceľou s povlakom závisí od špecifických atmosférických podmienok a rozpočtových obmedzení.

Triedy nehrdzavejúcej ocele: A304 vs. A316

Austenitické nehrdzavejúce ocele sú štandardom pre PV spojovacie prvky. A304 (SS304) ponúka dobrú všeobecnú odolnosť proti korózii a je vhodný pre vnútorné inštalácie. Avšak pre pobrežné oblasti v rámci 5 kilometrov od mora , A316 (SS316) je povinný vďaka svojmu obsahu molybdénu, ktorý poskytuje vynikajúcu odolnosť voči chloridom vyvolanej bodovej korózii. Používanie A304 v námornom prostredí môže viesť k predčasnému zlyhaniu vo vnútri 3-5 rokov .

Žiarové zinkovanie (HDG)

Pre väčšie konštrukčné skrutky spájajúce montážne lišty so zemnými skrutkami alebo betónovými základmi sa často používa žiarovo pozinkovaná uhlíková oceľ. HDG poskytuje hrubý zinkový povlak (zvyčajne >65 um ), ktorý ponúka obetnú ochranu. Hoci sú skrutky HDG nákladovo efektívne, sú objemnejšie a môžu vyžadovať opätovné narezanie závitov po galvanizácii, aby sa zaistilo správne uchytenie.

Požiadavky na mechanickú pevnosť a zaťaženie

Fotovoltaické skrutky musia vydržať značné statické a dynamické zaťaženie. Zdvihnutie vetra a nahromadenie snehu neustále zaťažujú montážny systém. Pochopenie pevnosti v ťahu a medze klzu je nevyhnutné pre výber vhodnej triedy skrutiek.

Pochopenie tried majetku

Skrutky z nehrdzavejúcej ocele sú zvyčajne klasifikované ako A2-70 alebo A4-70, kde "70" označuje minimálnu pevnosť v ťahu 700 MPa . Pre oblasti s vysokým vetrom môžu inžinieri špecifikovať vyššie triedy, hoci nehrdzavejúca oceľ zriedka prekračuje 800 MPa bez straty odolnosti proti korózii. Skrutky z uhlíkovej ocele, ako napríklad trieda 8.8 alebo 10.9, ponúkajú vyššiu pevnosť, ale vyžadujú robustné nátery, aby sa zabránilo hrdzi.

Úvahy o zaťažení vetrom a snehom

V oblastiach s rýchlosťou vetra nad 120 km/h , je potrebné zvýšiť počet a priemer fotovoltaických skrutiek. Na určenie optimálneho vzoru skrutiek sa často používa analýza konečných prvkov (FEA). Použitie poddimenzovaných skrutiek môže viesť k zlyhaniu v strihu, zatiaľ čo prílišné utiahnutie môže strhnúť závity alebo rozdrviť hliníkové montážne lišty.

• Pevnosť v šmyku: Uistite sa, že skrutky majú dostatočnú šmykovú kapacitu, aby odolali bočným silám vetra.
• Pevnosť v ťahu: Rozhodujúce pre odolávanie zdvíhacím silám, ktoré sa snažia strhnúť panely zo strechy.
• Odolnosť proti únave: Skrutky musia odolať cyklickému zaťaženiu vibráciami vetra bez uvoľnenia.

Najlepšie postupy inštalácie a kontrola krútiaceho momentu

Aj tie najkvalitnejšie fotovoltaické skrutky môžu zlyhať, ak sú nesprávne nainštalované. Správna aplikácia krútiaceho momentu a použitie kompatibilných podložiek sú životne dôležité pre udržanie upínacej sily počas životnosti systému.

Špecifikácie krútiaceho momentu

Každá veľkosť a materiál skrutky má špecifické požiadavky na krútiaci moment. Napríklad skrutka M8 A2-70 zvyčajne vyžaduje krútiaci moment 15-20 Nm . Nadmerné utiahnutie môže natiahnuť skrutku nad jej medzu klzu, čo vedie k prípadnému zlomeniu, zatiaľ čo nedostatočné utiahnutie umožňuje pohyb, ktorý spôsobuje oderovú koróziu. Počas inštalácie vždy používajte kalibrovaný momentový kľúč.

Zabránenie galvanickej korózii

Pri spájaní rôznych kovov, ako sú nerezové skrutky, na hliníkové koľajnice, môže dôjsť ku galvanickej korózii. Používanie EPDM alebo nylonové podložky izoluje kovy a zabraňuje toku elektrického prúdu, ktorý urýchľuje koróziu. Tento jednoduchý krok môže výrazne predĺžiť životnosť spoja vo vlhkých podmienkach.