Șuruburi fotovoltaice: selecția materialului și ghidul de coroziune

Rolul critic al șuruburilor fotovoltaice în longevitatea sistemului

Bolturi fotovoltaice sunt eroii necunoscuți ai infrastructurii de energie solară, care asigură modulele la structurile de montare împotriva vântului, zăpezii și încărcăturilor seismice. Concluzia principală pentru orice proiect solar este că defectarea elementelor de fixare este cauza principală a degradării structurale în primii cinci ani de funcţionare. Alegerea materialului corect și a acoperirii nu este doar o decizie de cost, ci un imperativ esențial de siguranță.

Acest articol detaliază cerințele specifice pentru șuruburile fotovoltaice, concentrându-se pe rezistența la coroziune în medii dure, standardele de rezistență mecanică și cele mai bune practici de instalare. Prin aderarea la aceste linii directoare, inginerii pot asigura a Durată de viață de 25 de ani în concordanță cu garanțiile panourilor solare.

Alegerea materialului și rezistența la coroziune

Instalațiile solare sunt adesea situate în medii de coastă, industriale sau cu umiditate ridicată, ceea ce face ca coroziunea să fie cea mai mare amenințare pentru șuruburile fotovoltaice. Alegerea dintre oțel inoxidabil și oțel carbon acoperit depinde de condițiile atmosferice specifice și de constrângerile bugetare.

Clase de oțel inoxidabil: A304 vs. A316

Oțelurile inoxidabile austenitice sunt standardul pentru elementele de fixare fotovoltaice. A304 (SS304) oferă o bună rezistență generală la coroziune și este potrivit pentru instalații interioare. Cu toate acestea, pentru zonele de coastă din interior 5 kilometri de mare , A316 (SS316) este obligatoriu datorită conținutului său de molibden, care oferă o rezistență superioară la pitting indusă de clorură. Utilizarea A304 în medii marine poate duce la defecțiuni premature în interior 3-5 ani .

Galvanizare la cald (HDG)

Pentru șuruburi structurale mai mari care conectează șinele de montare la șuruburi de împământare sau fundații din beton, se folosește adesea oțel carbon galvanizat la cald. HDG oferă o acoperire groasă de zinc (de obicei >65 µm ) care oferă protecție sacrificială. Deși sunt eficiente din punct de vedere al costurilor, șuruburile HDG sunt mai voluminoase și pot necesita refiletarea filetului după galvanizare pentru a asigura o potrivire adecvată.

Rezistența mecanică și cerințele de sarcină

Șuruburile fotovoltaice trebuie să reziste la sarcini statice și dinamice semnificative. Ridicarea vântului și acumularea de zăpadă exercită un stres continuu asupra sistemului de montare. Înțelegerea rezistenței la tracțiune și a limitei de curgere este esențială pentru selectarea clasei de șuruburi adecvate.

Înțelegerea claselor de proprietate

Șuruburile din oțel inoxidabil sunt de obicei clasificate ca A2-70 sau A4-70, unde „70” indică o rezistență minimă la tracțiune de 700 MPa . Pentru regiunile cu vânt puternic, inginerii pot specifica clase mai mari, deși oțelul inoxidabil depășește rar 800 MPa fără a pierde rezistența la coroziune. Șuruburile din oțel carbon, cum ar fi clasa 8.8 sau 10.9, oferă o rezistență mai mare, dar necesită acoperiri robuste pentru a preveni rugina.

Considerații privind încărcarea vântului și zăpezii

În zonele cu viteze ale vântului care depășesc 120 km/h , numărul și diametrul șuruburilor fotovoltaice trebuie mărite. Analiza cu elemente finite (FEA) este adesea folosită pentru a determina modelul optim de șuruburi. Utilizarea șuruburilor subdimensionate poate duce la defecțiunea prin forfecare, în timp ce strângerea excesivă poate îndepărta firele sau zdrobi șinele de montare din aluminiu.

• Rezistența la forfecare: Asigurați-vă că șuruburile au o capacitate de forfecare suficientă pentru a rezista forțelor laterale ale vântului.
• Rezistența la tracțiune: Esențial pentru rezistența forțelor de ridicare care încearcă să tragă panourile de pe acoperiș.
• Rezistenta la oboseala: Șuruburile trebuie să reziste la solicitarea ciclică de la vibrațiile vântului fără a se slăbi.

Cele mai bune practici de instalare și controlul cuplului

Chiar și șuruburile fotovoltaice de cea mai înaltă calitate pot eșua dacă sunt instalate incorect. Aplicarea corectă a cuplului și utilizarea șaibelor compatibile sunt vitale pentru menținerea forței de strângere pe durata de viață a sistemului.

Specificații cuplului

Fiecare dimensiune și material de șurub are o cerință specifică de cuplu. De exemplu, un șurub M8 A2-70 necesită de obicei un cuplu de 15-20 Nm . Strângerea excesivă poate întinde șurubul dincolo de limita de curgere, ceea ce duce la o eventuală rupere, în timp ce strângerea insuficientă permite mișcarea care provoacă coroziune prin frecare. Utilizați întotdeauna o cheie dinamometrică calibrată în timpul instalării.

Prevenirea coroziunii galvanice

Atunci când conectați metale diferite, cum ar fi șuruburile din oțel inoxidabil la șinele din aluminiu, poate apărea coroziune galvanică. Folosind Șaibe EPDM sau nailon izolează metalele, împiedicând fluxul de curent electric care accelerează coroziunea. Acest pas simplu poate prelungi semnificativ durata de viață a articulației în condiții umede.