Fotovoltaické šrouby: Průvodce výběrem materiálu a korozí

Rozhodující role fotovoltaických šroubů v životnosti systému

Fotovoltaické šrouby jsou neopěvovanými hrdiny infrastruktury solární energie, zajišťující moduly k montážním konstrukcím proti větru, sněhu a seismické zátěži. Primárním závěrem každého solárního projektu je to selhání upevňovacích prvků je hlavní příčinou degradace konstrukce v prvních pěti letech provozu. Výběr správného materiálu a povlaku není pouze rozhodnutím o nákladech, ale také kritickým bezpečnostním imperativem.

Tento článek podrobně popisuje specifické požadavky na fotovoltaické šrouby se zaměřením na odolnost proti korozi v drsných prostředích, normy mechanické pevnosti a osvědčené postupy instalace. Dodržováním těchto pokynů mohou inženýři zajistit a 25letá životnost v souladu se zárukami na solární panely.

Výběr materiálu a odolnost proti korozi

Solární instalace jsou často umístěny v pobřežních, průmyslových nebo vysoce vlhkých prostředích, takže koroze je největší hrozbou pro fotovoltaické šrouby. Volba mezi nerezovou ocelí a uhlíkovou ocelí s povlakem závisí na konkrétních atmosférických podmínkách a rozpočtových omezeních.

Třídy nerezové oceli: A304 vs. A316

Austenitické nerezové oceli jsou standardem pro PV spojovací prvky. A304 (SS304) nabízí dobrou obecnou odolnost proti korozi a je vhodný pro vnitřní instalace. Nicméně pro pobřežní oblasti uvnitř 5 kilometrů od moře , A316 (SS316) je povinný kvůli obsahu molybdenu, který poskytuje vynikající odolnost proti důlkové korozi způsobené chloridy. Použití A304 v mořském prostředí může vést k předčasnému selhání uvnitř 3-5 let .

Žárové zinkování (HDG)

Pro větší konstrukční šrouby spojující montážní lišty se zemními šrouby nebo betonovými základy se často používá žárově zinkovaná uhlíková ocel. HDG poskytuje silný zinkový povlak (typicky >65 um ), který nabízí obětavou ochranu. I když jsou šrouby HDG nákladově efektivní, jsou objemnější a mohou vyžadovat opětovné řezání závitů po galvanizaci, aby se zajistilo správné usazení.

Požadavky na mechanickou pevnost a zatížení

Fotovoltaické šrouby musí odolat značnému statickému a dynamickému zatížení. Vztlak větru a hromadění sněhu neustále zatěžují montážní systém. Pochopení pevnosti v tahu a meze kluzu je zásadní pro výběr vhodné třídy šroubů.

Pochopení tříd majetku

Šrouby z nerezové oceli jsou obvykle klasifikovány jako A2-70 nebo A4-70, kde "70" označuje minimální pevnost v tahu 700 MPa . Pro oblasti se silným větrem mohou inženýři specifikovat vyšší třídy, ačkoli nerezová ocel zřídka překročí 800 MPa, aniž by ztratila odolnost proti korozi. Šrouby z uhlíkové oceli, jako je třída 8.8 nebo 10.9, nabízejí vyšší pevnost, ale vyžadují robustní povlaky, aby se zabránilo korozi.

Úvahy o zatížení větrem a sněhem

V oblastech s vyšší rychlostí větru 120 km/h , je nutné zvýšit počet a průměr fotovoltaických šroubů. K určení optimálního rozmístění šroubů se často používá analýza konečných prvků (FEA). Použití poddimenzovaných šroubů může vést k selhání střihu, zatímco přílišné utažení může strhnout závity nebo rozdrtit hliníkové montážní lišty.

• Smyková pevnost: Ujistěte se, že šrouby mají dostatečnou smykovou kapacitu, aby odolávaly bočním silám větru.
• Pevnost v tahu: Rozhodující pro odolávání vztlakovým silám, které se snaží strhnout panely ze střechy.
• Odolnost proti únavě: Šrouby musí odolat cyklickému namáhání vibracemi větru bez povolení.

Nejlepší postupy při instalaci a řízení točivého momentu

I ty nejkvalitnější fotovoltaické šrouby mohou selhat, pokud jsou nesprávně instalovány. Správná aplikace krouticího momentu a použití kompatibilních podložek jsou zásadní pro udržení upínací síly po celou dobu životnosti systému.

Specifikace točivého momentu

Každá velikost šroubu a materiál má specifický požadavek na utahovací moment. Například šroub M8 A2-70 obvykle vyžaduje utahovací moment 15-20 Nm . Nadměrné utahování může natáhnout šroub za jeho mez kluzu, což vede k případnému zlomení, zatímco nedostatečné utahování umožňuje pohyb, který způsobuje třecí korozi. Při instalaci vždy používejte kalibrovaný momentový klíč.

Prevence galvanické koroze

Při spojování rozdílných kovů, jako jsou nerezové šrouby, na hliníkové kolejnice, může dojít ke galvanické korozi. Použití EPDM nebo nylonové podložky izoluje kovy a zabraňuje toku elektrického proudu, který urychluje korozi. Tento jednoduchý krok může výrazně prodloužit životnost spoje ve vlhkých podmínkách.