TS 13891 Металлические конструкции – для использования в наземных фотоэлектрических солнечных энергетических системах

Стандарт «TS 13891 Металлические конструкции – Для использования в наземных фотоэлектрических солнечных энергетических системах», опубликованный Турецким институтом стандартов (TSE), описывает требования к проектированию, производству, контролю, методам испытаний и маркетингу металлических конструкций, предназначенных для использования в наземных фотоэлектрических солнечных энергетических системах. Этот стандарт также распространяется на несущие конструкции с системами слежения за солнцем. Система слежения за солнцем, устанавливаемая в таких системах, должна соответствовать требованиям стандарта «EN 62817 Фотоэлектрические системы – Соответствие конструкции солнечных трекеров требованиям». Кроме того, деревянные конструкции, предназначенные для использования в солнечных энергетических системах, не попадают под действие этого стандарта.

Наземные фотоэлектрические солнечные системы используют металлические опорные конструкции (системы крепления солнечных батарей или стеллажи) для фиксации солнечных панелей на месте, обеспечивая правильную ориентацию, долговечность и устойчивость к нагрузкам окружающей среды.

Основными функциями этих систем являются:

• Конструктивная опора: надежно удерживает фотоэлектрические модули над землей. Обеспечивает оптимальный угол наклона для максимального проникновения солнечного света.
• Сопротивление нагрузке: рассчитано на выдерживание ветровых, снеговых и сейсмических нагрузок в соответствии с международными стандартами (например, Еврокод, ASCE 7, IEC 61215).
• Защита от коррозии: Поскольку системы работают на открытом воздухе более 25 лет, металлы должны быть устойчивы к коррозии (например, горячеоцинкованная сталь, алюминиевые сплавы, нержавеющая сталь).
• Электробезопасность: обеспечивает заземление фотоэлектрических модулей.

Материалы, обычно используемые при производстве этих систем:

• Оцинкованная сталь (покрытие из горячего цинка): прочная, экономичная, широко применяется.
• Алюминиевые сплавы: легкие, устойчивые к коррозии и простые в установке.
• Нержавеющая сталь (крепежи/ответственные детали): обеспечивает долговечность в зонах с высокой степенью коррозии.

Типы конструкций фотоэлектрических солнечных энергетических систем включают:

• Системы с фиксированным уклоном: панели устанавливаются под фиксированным углом. Они экономичны и не требуют особого обслуживания.
• Одноосные трекеры: панели вращаются в направлении восток-запад, следуя за солнцем. Это повышает энергоэффективность примерно на 15–25 процентов.
• Двухосевые трекеры: отслеживают солнце как в направлениях восток-запад, так и север-юг. Самая высокая эффективность, но более дорогая и сложная конструкция.

Металлические конструкции для установки фотоэлектрических систем должны соответствовать различным стандартам, помимо стандарта TS 13891:

• Стандарт «МЭК 61215 Наземные фотоэлектрические (ФЭ) модули. Квалификация проекта и утверждение типа». Этот стандарт важен для квалификации ФЭ-модулей (испытания механической нагрузкой).
• ISO 12944 Краски и лаки. Защита стальных конструкций от коррозии с помощью защитных лакокрасочных систем. Настоящий стандарт распространяется на защиту стальных конструкций от коррозии.
• UL 2703 Системы крепления, монтажные устройства, зажимные/удерживающие устройства и заземляющие клеммы для использования с плоскими фотоэлектрическими модулями и панелями. Этот стандарт регламентирует требования к системам крепления, заземлению и электрическому соединению.
• «ASCE 7 Минимальные проектные нагрузки и соответствующие критерии для зданий и других сооружений». Этот стандарт важен для определения минимальных проектных нагрузок.
• Стандарт «EN 1991 Еврокод 1: Воздействия на конструкции». Этот стандарт важен для определения воздействий (ветра, снега) на конструкции.

Металлические конструкции для наземных фотоэлектрических солнечных электростанций критически важны для обеспечения стабильности, долговечности и эффективности. Обычно изготавливаемые из таких материалов, как оцинкованная сталь или алюминий, эти конструкции крепят солнечные панели к земле и оптимизируют их положение для максимального попадания солнечного света. Они критически важны для обеспечения структурной устойчивости, долговечности и оптимальной выработки энергии, а также для соблюдения стандартов безопасности и коррозионной стойкости.

Стандартные наземные установки для фотоэлектрических систем используют металлические рамы (обычно стальные или алюминиевые), закрепленные на земле с помощью бетонных опор, винтовых свай или забивных столбов. Панели устанавливаются под фиксированным углом наклона, оптимизированным с учетом широты участка и интенсивности солнечного света. Они подходят для жилых, коммерческих и коммунальных проектов с обширными земельными участками, такими как солнечные электростанции или сельские постройки. Они экономичны, просты в установке и прочны. Они обеспечивают точное позиционирование для максимального производства энергии. Однако для них требуется достаточная площадь земли, и в некоторых условиях они могут быть подвержены вандализму или скоплению мусора.

Проектные соображения для наземных фотоэлектрических систем:

• Анализ нагрузки: Конструкции должны выдерживать постоянные нагрузки (вес панелей и каркаса) и временные нагрузки (ветер, снег, сейсмические воздействия).
• Оптимизация угла уклона: угол уклона рассчитывается с учетом географического положения, сезонности и энергетических потребностей для максимального использования солнечного света. Например, в тропических регионах может быть достаточно почти горизонтального уклона, тогда как в более высоких широтах требуются более крутые углы.
• Тип фундамента: Выбор зависит от грунтовых условий и масштаба проекта:
  • Бетонные фундаменты: Высокая несущая способность, подходят для различных типов грунта, но требуют выемки грунта.
  • Винтовые сваи: идеально подходят для слабых или сыпучих грунтов, обеспечивая высокую несущую способность при меньшем нарушении грунта.
  • Забивные сваи: экономичны для крупномасштабных проектов, но требуют специального оборудования, например, копра.
  • Системы с балластом: не требуют проникновения, идеально подходят для ограниченных пространств, но требуют стабильной и ровной поверхности.
• Факторы окружающей среды: Конструкции должны выдерживать ветер (до 240 км/ч в некоторых конструкциях), снег, град и сейсмические нагрузки. Соблюдение требований обеспечивается местными строительными нормами и правилами.
• Разрешения и правила зонирования: Наземные системы, как правило, имеют более строгие требования по зонированию и разрешениям, чем системы, устанавливаемые на крыше, поскольку они считаются отдельно стоящими конструкциями.

Материалы, используемые в наземных фотоэлектрических системах:

• Оцинкованная сталь: широко используется благодаря своей прочности, долговечности и коррозионной стойкости (благодаря цинковому покрытию). Она подходит для суровых погодных условий и имеет длительный срок службы (25–30 лет).
• Алюминий: легкий, устойчивый к коррозии, идеально подходит для небольших или жилых помещений, хотя и дороже стали.
• Нержавеющая сталь: используется в таких компонентах, как кронштейны, зажимы и винты, для обеспечения коррозионной стойкости и надежного крепления панелей.
• Покрытия: горячее цинкование или долговечная наружная краска повышают устойчивость к УФ-лучам, влаге и экстремальным температурам.

В результате металлические конструкции для наземных фотоэлектрических систем, часто изготавливаемые из оцинкованной стали или алюминия, обеспечивают долговечность, гибкость и эффективность производства солнечной энергии. Хотя они обеспечивают превосходную выходную мощность и простоту обслуживания по сравнению с крышными системами, их стоимость и требования к пространству являются существенными факторами.

Наша организация, работающая много лет и внимательно следящая за мировыми достижениями в области науки и технологий, располагает квалифицированной командой и обширной инфраструктурой для проведения испытаний, измерений и анализа в широком спектре областей для предприятий всех секторов экономики. В этой связи мы также предоставляем услуги по испытаниям в соответствии со стандартом TS 13891 «Металлические конструкции для использования в наземных фотоэлектрических солнечных энергетических системах».