TS 13891 金属结构 - 用于地形光伏太阳能系统

土耳其标准协会 (TSE) 发布的“TS 13891 金属结构 - 用于陆地光伏太阳能系统”标准规定了用于陆地光伏太阳能系统的金属结构的结构设计、生产、检验、测试方法和市场营销要求。该标准还涵盖了带有太阳能跟踪系统的承重系统。安装在太阳能跟踪系统中的太阳能跟踪系统必须符合“EN 62817 光伏系统 - 太阳能跟踪器的设计充分性”标准的要求。此外，用于太阳能系统的木质结构不在本标准的范围内。

地面安装的光伏太阳能系统依靠金属支撑结构（太阳能安装系统或支架系统）将太阳能电池板固定到位，确保正确的方向、耐用性和抵抗环境负荷的能力。

这些系统的主要功能是：

• 结构支撑：将光伏 (PV) 组件牢固地固定在地面上。提供最佳倾斜角度，以实现最大程度的阳光照射。
• 抗荷载能力：根据国际标准（例如欧洲规范、ASCE 7、IEC 61215）设计，可承受风、雪和地震荷载。
• 防腐蚀：由于系统在户外运行超过 25 年，因此金属必须具有耐腐蚀性（例如热浸镀锌钢、铝合金、不锈钢）。
• 电气安全：确保光伏组件接地。

生产这些系统时常用的材料有：

• 镀锌钢（热浸镀锌）：坚固、经济、用途广泛。
• 铝合金：重量轻、耐腐蚀、更易于安装。
• 不锈钢（紧固件/关键部件）：在高腐蚀区域具有耐用性。

光伏太阳能系统的设计类型包括：

• 固定坡度系统：面板以固定角度安装。此类系统成本低，维护成本低。
• 单轴跟踪器：太阳能电池板沿东西方向旋转，跟随太阳。这可提高约 15% 至 25% 的能源效率。
• 双轴跟踪器：从东西和南北两个方向跟踪太阳。效率最高，但成本更高，结构更复杂。

光伏安装的金属结构除符合 TS 13891 标准外，还必须符合多种标准：

• 标准“IEC 61215 地面光伏 (PV) 模块 - 设计鉴定和型式认可”。该标准对于光伏模块鉴定（机械负载测试）非常重要。
• ISO 12944 油漆和清漆 - 防护涂料体系对钢结构的防腐保护。该标准对于钢结构的防腐具有重要意义。
• UL 2703 平板光伏组件和面板用安装系统、安装装置、夹紧/固定装置和接地片。该标准对于安装系统、接地和连接要求至关重要。
• “ASCE 7 建筑物和其他结构的最小设计荷载和相关标准。”该标准对于确定最小设计荷载非常重要。
• 标准“EN 1991 欧洲规范 1：结构作用”。该标准对于确定风、雪对结构的影响非常重要。

地面光伏 (PV) 太阳能发电系统的金属结构对于稳定性、耐用性和效率至关重要。这些结构通常由镀锌钢或铝等材料制成，用于将太阳能电池板固定在地面上，并优化其朝向以获得最大程度的阳光照射。它们对于确保结构稳定性、长期耐用性和最佳发电量，同时满足安全和防腐标准至关重要。

地面光伏系统的标准地面安装采用金属框架（通常为钢或铝），并通过混凝土桩、螺旋桩或打入杆固定在地面上。太阳能电池板以固定的倾斜角度安装，并根据场地的纬度和日照情况进行优化。它们适用于住宅、商业或公用事业规模的占地广阔的项目，例如太阳能发电场或乡村地产。它们经济高效、易于安装且坚固耐用。它们能够提供精确的定向，以最大限度地提高能源产量。然而，它们需要足够的土地，并且在某些环境下可能容易受到破坏或碎屑堆积的影响。

地面光伏系统的设计考虑因素：

• 荷载分析：结构必须承受恒载（面板和框架的重量）和活载（风、雪、地震力）。
• 坡度优化：坡度是根据地理位置、季节和能源需求计算的，以最大限度地利用阳光。例如，在热带地区，接近水平的坡度可能就足够了，而纬度较高的地区则需要更陡的坡度。
• 地基类型：选择取决于土壤条件和项目规模：
  • 混凝土基础：承载能力高，适用于各种土壤，但需要挖掘。
  • 螺旋桩：适用于软土或颗粒土，具有强大的承载能力，且对地面的干扰较小。
  • 打桩墩：对于大型项目来说具有成本效益，但需要打桩机等专用设备。
  • 压载系统：无需穿透，适用于密闭空间，但需要稳定且平坦的地面。
• 环境因素：建筑结构必须能够承受风力（某些设计高达240公里/小时）、雪、冰雹和地震。当地建筑规范和标准确保符合要求。
• 许可证和分区规定：地面安装系统通常面临比屋顶系统更严格的分区和许可要求，因为它们被视为独立结构。

地面光伏系统所用材料有：

• 镀锌钢：因其强度高、耐用性和耐腐蚀性（得益于镀锌涂层）而得到广泛应用。它适用于恶劣的天气条件，使用寿命长（25-30年）。
• 铝：重量轻、耐腐蚀，非常适合小型或住宅安装，但比钢贵。
• 不锈钢：用于支架、夹具和螺钉等部件，以确保耐腐蚀性和面板的牢固固定。
• 涂层：热浸镀锌或耐用外墙涂料可增强对紫外线、湿气和极端温度的抵抗力。

因此，地面光伏系统的金属结构通常由镀锌钢或铝制成，为太阳能生产提供了耐用性、灵活性和效率。虽然与屋顶系统相比，它们的能量输出更出色，维护也更便捷，但更高的成本和空间要求也是需要考虑的重要因素。

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