Як продовжити термін служби аксесуарів для алюмінієвих фотоелектричних кронштейнів

У сонячних фотоелектричних (PV) системах монтажна конструкція відіграє вирішальну роль у кріпленні модулів, протистоянні вітровим навантаженням і передачі навантажень на фундамент. Хоча фотоелектричні модулі часто вважаються «серцем» системи, різноманітні монтажні аксесуари-такі як затискачі, з’єднувачі рейок, болти та прокладки-діють як «з’єднання» та «зв’язки», які зберігають цілісність конструкції та забезпечують довгострокову-стабільну роботу. Незважаючи на невеликі розміри, ці компоненти є вирішальними факторами, які впливають на те, чи зможе фотоелектрична установка працювати безпечно та ефективно протягом всього проектного терміну служби, який становить 25 років або більше.

 

Серед різноманітних матеріалів, що використовуються для систем кріплення, алюмінієві сплави (зокрема серії 6063-T5/T6) стали основним вибором на світовому ринку завдяки їх високому співвідношенню-до-ваги, чудовій стійкості до корозії, простоті виготовлення та-рентабельності. Однак багато власників проектів і інсталяторів впадають у помилкову думку, що «алюмінієві сплави ніколи не іржавіють», що змушує їх нехтувати необхідним обслуговуванням і заходами захисту. Насправді, хоча на поверхні алюмінієвих сплавів природним чином утворюється щільний оксидний шар, цей шар може порушуватися в певних середовищах-, таких як місця з високою вологістю, сильними сольовими бризками, промисловим забрудненням або тривалим накопиченням води, що потенційно може призвести до корозії, виїмок і навіть руйнування конструкції. Тому наукове розуміння механізмів корозії та впровадження ефективних захисних заходів є важливими для продовження терміну служби монтажних аксесуарів.

 

У цій статті систематично аналізуються п’ять ключових факторів, що сприяють старінню монтажних аксесуарів для фотоелектричних панелей з алюмінієвого сплаву. У ньому також пропонуються практичні стратегії продовження терміну служби-включно з вибором матеріалів, стандартами встановлення та регулярним обслуговуванням-, щоб забезпечити справді «безтурботний-25-річний термін служби вашої фотоелектричної установки.

 

 

Гальванічна корозія-найпоширеніший «невидимий вбивця»
Коли компоненти з алюмінієвого сплаву вступають у безпосередній контакт із болтами з нержавіючої сталі, дротами заземлення з вуглецевої сталі або мідними кабельними наконечниками в середовищах, які піддаються впливу дощу, конденсату чи соляних бризок, утворюється ланцюг гальванічного елемента. Оскільки електродний потенціал алюмінію значно нижчий, ніж у нержавіючої або вуглецевої сталі, алюміній діє як анод і переважно піддається корозії, утворюючи білий порошкоподібний оксид (широко відомий як «біла іржа»). У важких випадках це призводить до ослаблення з’єднань і різкого зниження-несучої здатності. Встановіть ізоляційні прокладки (з таких матеріалів, як нейлон, EPDM-каучук або PTFE) між усіма різнорідними металевими контактними поверхнями, щоб розірвати електрохімічне коло. Для заземлення використовуйте алюмінієві або луджені мідні наконечники та нанесіть електропровідну пасту, щоб запобігти прямому контакту міді-алюмінію. У прибережних районах або регіонах із сильним промисловим забрудненням рекомендується використовувати болти з ізоляційними втулками або біметалевими шайбами ​​(наприклад, перехідні шайби з алюмінію-нержавіючої сталі).

 

Щілинна корозія та виїмки-Приховані «виразки»
Якщо вода, пил або сольові відкладення накопичуються в щілинах-наприклад, між головкою болта та поверхнею профілю або в місці перекриття між затискачем і рейкою-утворюється осередок концентрації кисню. Область усередині щілини має низький вміст кисню та діє як анод, зазнаючи локального розчинення, тоді як область зовні має високий вміст кисню та діє як катод, прискорюючи корозію всередині щілини. Щойно цей тип корозії починається, він часто поширюється глибоко, подібно до виразки-; оскільки його важко виявити, він становить значний ризик для безпеки. Під час монтажу попередньо просвердліть дренажні отвори (діаметром 6–8 мм) у місцях, схильних до накопичення води, наприклад, на кінцях профілю та в зонах під затискачами, щоб забезпечити своєчасний стік дощової води. Закрийте щілини нейтральним силіконовим герметиком (кислотні герметики суворо заборонені, оскільки вони роз’їдають алюміній), але регулярно перевіряйте герметик на предмет старіння чи тріщин.
Кожні шість місяців промивайте систему кріплення за допомогою -водяного пістолета під високим тиском (зі стандартним робочим тиском) або нейтральним миючим засобом, звертаючи особливу увагу на очищення щілин і внутрішніх порожнин профілів.

 

Корозійне розтріскування під напругою (SCC)-"Бомба уповільненої дії" в холодних і вологих регіонах
У середовищах, що характеризуються високою вологістю, промисловими кислотними дощами або бризками прибережної солі, алюмінієві сплави високої міцності (такі як 6061-T6 і 6063-T6) можуть розтріскуватися внаслідок міжкристалітної корозії під дією тривалої напруги розтягування. Цей режим відмови є раптовим; компоненти часто ламаються без попередження, що призводить до нещасних випадків із падінням вузлів. Перевага віддається алюмінієвим сплавам Т6 (під час максимального старіння), оскільки вони мають кращу стійкість до корозії під напругою порівняно зі сплавами Т5. Необхідно суворо контролювати попереднє натяг болта, щоб уникнути надмірного розтягування, викликаного надмірним затягуванням. Рекомендується використовувати динамометричний ключ, дотримуючись зазначених виробником значень крутного моменту (наприклад, 20–25 Н·м для болтів M8). Для проектів у прибережних зонах із сильним впливом соляних бризок рекомендується використовувати профілі з товщиною анодованого покриття, що перевищує або дорівнює 25 мкм (AA25), або застосовувати фторуглеродне (PVDF) покриття для подальшого підвищення стійкості до корозії.

 

Механічне зношення та зношування-«Хронічна втома», викликана вібрацією вітру
Фотоелектричні електростанції піддаються впливу природного середовища протягом тривалого часу. Вібрація,-спричинена вітром (особливо на довгих-консольних затискачах) і теплове розширення/звуження, спричинені добовими коливаннями температури, можуть спричинити незначне відносне ковзання болтових з’єднань. Цей фреттинг-знос поступово руйнує оксидний шар, оголюючи свіжі алюмінієві поверхні та викликаючи корозію. Одночасно фреттинг спричиняє втрату попереднього натягу болта та посилює ослаблення, створюючи порочне коло «знос–розкручування–прискорене зношування». Слід використовувати -розкручувальні гайки (такі як нейлонові-стопорні гайки) або -клеї для фіксації різьби (наприклад, Loctite 243), щоб болти залишалися надійними під час вібрації. Великі плоскі шайби повинні бути встановлені під головками болтів і гайками, щоб розподілити напругу та мінімізувати локальні поглиблення на поверхні профілю. Після встановлення слід намалювати маркером фарбу «мітку моменту затягування» на поверхні розділу головки болта та профілю, щоб полегшити швидке виявлення ослаблення під час перевірок.

 

 

Вибір матеріалу та обробка поверхні-Боротьба з корозією в джерелі
Варіант 1: анодування. Рекомендована товщина покриття більше або дорівнює AA15 мкм (стандартне зовнішнє середовище) або AA25 мкм (прибережні або сильно забруднені райони). Високоякісні-анодні оксидні плівки забезпечують високу твердість і зносостійкість, а також -здатність до самовідновлення (внутрішня частина повторно-окислюється у разі пошкодження). Варіант 2: Порошкове фарбування. Використовуйте порошкові покриття з поліефіру (PE) або полівініліденфториду (PVDF) товщиною 60–120 мкм. Покриття PVDF забезпечують відмінну стійкість до погодних умов, що робить їх ідеальними для регіонів з високим УФ-випромінюванням. Варіант 3: Вибір болта. Використання стандартних болтів з вуглецевої сталі суворо заборонено для зовнішніх робіт (навіть оцинковані болти вийдуть з ладу протягом 5-10 років). Рекомендовано використовувати болти з нержавіючої сталі A2-70 (304) або A4-80 (316). Для прибережних проектів кращим вибором є нержавіюча сталь марки 316; його вміст молібдену значно підвищує стійкість до точкової корозії, викликаної хлоридами.

 

Встановлення та технічне обслуговування-Деталі визначають успіх
Надмірне затягування може позбавити різьбу або розчавити профілі, тоді як недостатнє затягування призводить до ослаблення. Завжди використовуйте попередньо встановлений динамометричний ключ і регулярно його калібруйте. Контрольні значення крутного моменту: M6 (8–10 Н·м), M8 (20–25 Н·м), M10 (35–40 Н·м). Професійні огляди рекомендуються не рідше двох разів на рік (до і після сезону дощів). Основні моменти перевірки включають перевірку на наявність ослаблених болтів (перевірте за допомогою міток вирівнювання), старіння або тріщин прокладок, забитих дренажних отворів і від'єднання герметика. Чистіть прісною водою або нейтральним миючим засобом (pH 6–8) щіткою з м’якою -щетиною; суворо уникайте кислотних або лужних очищувачів (таких як щавлева кислота або каустична сода) і сталевої вати, щоб запобігти пошкодженню оксидної плівки.

 

Оптимізація структурної конструкції-Запобігання перевиправленню
Adding support posts to the mid-span of long rails (e.g.,>6 м) може значно зменшити прогин і вібрацію,-спричинену вітром. Виберіть поперечні-профілі з внутрішніми дренажними каналами або попередньо-просвердліть дренажні отвори в найнижчих точках профілів, щоб запобігти накопиченню води в порожнинах. Для місць, схильних до накопичення пилу, кут нахилу слід відповідно збільшити (наприклад, з 15 градусів до 20 градусів)-одночасно зберігаючи вихідну потужність,-щоб використати дощову воду для-самоочищення та пом’якшити корозійний вплив на поверхню, спричинений адгезією пилу.

 

 

Для-високої солоності/прибережних районів:

Використовуйте морський{0}}алюмінієвий сплав (наприклад, 6061-T6) із подвійним-шаровим нікелевим-фосфорним покриттям (товщина 25 мкм) або композитним покриттям із гарячого цинкування та порошковим покриттям.
Для областей із високим-УФ-випромінюванням (високо-регіони):

Виберіть фторуглеродну фарбу (вміст ПВДФ більше або дорівнює 70%) з додаванням УФ-поглиначів (наприклад, UV-531).

Для зон зі значними коливаннями температури:

Використовуйте сплави з низьким коефіцієнтом теплового розширення (наприклад, 6063-T6) і включайте щілинні отвори для пристосування до теплового розширення та звуження.

 

Випробування сольовим спреєм проводиться відповідно до методу нейтрального сольового спрею (NSS), зазначеного в GB/T 10125, що не вимагає корозії основного металу через 1000 годин. УФ-випробування на старіння виконуються відповідно до ISO 4892-3 (з використанням ламп UV-A 340) протягом 2000 годин із необхідним значенням різниці кольорів покриття (ΔE) менше або дорівнює 2,0. Випробування механічного навантаження відповідає стандартам IEC 61215, охоплюючи статичні навантаження (2400 Па) і динамічні навантаження (1000 Па, 10000 циклів).

 

 

Система кріплення в першу чергу складаєтьсяз’єднувачів основної балки/прогону та діагональних кріплень, призначених для досягнення високої міцності на розрив (більше або дорівнює 230 МПа) і витримки тиску вітру (наприклад, 2400 Па) і снігового навантаження (наприклад, 5400 Па).

Компоненти кріплення модуляв основному включають середні-затискачі, кінцеві-затискачі та пружинні затискачі; вони мають пружну деформацію більше або дорівнює 1 мм і опір втомі (витримують 100 000 циклів без руйнування).

Компоненти електричного з’єднаннявключають затискачі для заземлення (провідні затискачі) і кабельні затискачі, що забезпечують провідність більше або дорівнює 55% IACS і контактний опір менше або дорівнює 0,5 Ом (для забезпечення безперервності заземлення).

Компоненти системи стеженняскладаються з поворотних з'єднувачів і корпусів підшипників, що характеризуються зносостійкістю (твердість поверхні більше або дорівнює HV500) і високою точністю (допуск ±0,1 мм).

В першу чергу корпуси інверторів/комбайнівмістять радіатори та монтажні кронштейни, що мають теплопровідність більше або дорівнює 150 Вт/(м·К) і відповідають класу захисту IP65.

 

Завдяки науковому підбору матеріалів, стандартизованому встановленню та регулярному технічному обслуговуванню ви можете продовжити термін службимонтажні компоненти фотоелектричної системи з алюмінієвого сплавувід стандартних 15 років до понад 25 років-ідеально узгоджуючи з проектним терміном служби самих фотоелектричних модулів. Це не просто технічна інвестиція, а й стратегічний гарантій довгострокового{4}}повернення інвестицій електростанції.

 

Якщо ви плануєте новий фотоелектричний проект або плануєте покращити корозійну стійкість існуючої установки, зв’яжіться з нашою командою інженерів. Маючи понад десятирічний досвід у проектуванні та виробництві монтажних компонентів фотоелектричної системи, ми пропонуємо: індивідуальні анти-корозійні рішення, адаптовані до конкретних проектних середовищ (таких як прибережні зони, промислові зони чи альпійські регіони); вибір алюмінієвих профілів із високою{2}}корозійною{3}}стійкістю (C4/C5) і фурнітури з нержавіючої сталі; і вказівки зі встановлення разом із посібниками щодо специфікації крутного моменту.

 

Зв’яжіться з нами сьогодні, щоб отримати індивідуальне рішення та переконатися, що ваша фотоелектрична електростанція справді-працює без проблем протягом 25 років.