TS 13891 金屬結構 - 用於地形光電太陽能係統

土耳其標準協會 (TSE) 發布的「TS 13891 金屬結構 - 用於陸地光伏太陽能係統」標準規定了用於陸地光伏太陽能係統的金屬結構的結構設計、生產、檢驗、測試方法和行銷要求。該標準還涵蓋了具有太陽能追蹤系統的承重系統。安裝在太陽能追蹤系統中的太陽能追蹤系統必須符合「EN 62817 光電系統 - 太陽能追蹤器的設計充分性」標準的要求。此外，用於太陽能係統的木質結構不在本標準的範圍內。

地面安裝的光伏太陽能係統依靠金屬支撐結構（太陽能安裝系統或支架系統）將太陽能電池板固定到位，確保正確的方向、耐用性和抵抗環境負載的能力。

這些系統的主要功能是：

• 結構支撐：將光伏 (PV) 組件牢固地固定在地面上。提供最佳傾斜角度，以實現最大程度的陽光照射。
• 抗荷載能力：根據國際標準（例如歐洲規範、ASCE 7、IEC 61215）設計，可承受風、雪和地震荷載。
• 防腐蝕：由於系統在戶外運作超過 25 年，因此金屬必須具有耐腐蝕性（例如熱浸鍍鋅鋼、鋁合金、不銹鋼）。
• 電氣安全：確保光電模組接地。

生產這些系統時常用的材料有：

• 鍍鋅鋼（熱浸鍍鋅）：堅固、經濟、用途廣泛。
• 鋁合金：重量輕、耐腐蝕、更易於安裝。
• 不銹鋼（緊固件/關鍵部件）：在高腐蝕區域具有耐用性。

光伏太陽能係統的設計類型包括：

• 固定坡度系統：面板以固定角度安裝。此類系統成本低，維護成本低。
• 單軸追蹤器：太陽能板沿著東西方向旋轉，跟隨太陽。這可提高約 15% 至 25% 的能源效率。
• 雙軸追蹤器：從東西和南北兩個方向追蹤太陽。效率最高，但成本更高，結構更複雜。

光電安裝的金屬結構除符合 TS 13891 標準外，還必須符合多種標準：

• 標準「IEC 61215 地面光伏 (PV) 模組 - 設計鑑定和型式認可」。此標準對於光伏模組鑑定（機械負載測試）非常重要。
• ISO 12944 油漆和清漆 - 防護塗料系統對鋼結構的防腐保護。此標準對於鋼結構的防腐具有重要意義。
• UL 2703 平板光電模組和麵板用安裝系統、安裝裝置、夾緊/固定裝置和接地片。此標準對於安裝系統、接地和連接要求至關重要。
• 「ASCE 7 建築物和其他結構的最小設計荷載和相關標準。」該標準對於確定最小設計荷載非常重要。
• 標準「EN 1991 歐洲規範 1：結構作用」。此標準對於確定風、雪對結構的影響非常重要。

地面光伏 (PV) 太陽能發電系統的金屬結構對於穩定性、耐用性和效率至關重要。這些結構通常由鍍鋅鋼或鋁等材料製成，用於將太陽能電池板固定在地面上，並優化其朝向以獲得最大程度的陽光照射。它們對於確保結構穩定性、長期耐用性和最佳發電量，同時滿足安全和防腐標準至關重要。

地面光伏系統的標準地面安裝採用金屬框架（通常為鋼或鋁），並透過混凝土樁、螺旋樁或打入桿固定在地面上。太陽能電池板以固定的傾斜角度安裝，並根據場地的緯度和日照情況進行最佳化。它們適用於住宅、商業或公用事業規模的佔地廣闊的項目，例如太陽能發電場或鄉村房地產。它們經濟高效、易於安裝且堅固耐用。它們能夠提供精確的定向，以最大限度地提高能源產量。然而，它們需要足夠的土地，並且在某些環境下可能容易受到破壞或碎屑堆積的影響。

地面光電系統的設計考量：

• 荷載分析：結構必須承受恆載（面板和框架的重量）和活載（風、雪、地震力）。
• 坡度最佳化：坡度是根據地理位置、季節和能源需求計算的，以最大限度地利用陽光。例如，在熱帶地區，接近水平的坡度可能就足夠了，而緯度較高的地區則需要更陡的坡度。
• 地基類型：選擇取決於土壤條件和項目規模：
  • 混凝土基礎：承載能力高，適用於各種土壤，但需挖掘。
  • 螺旋樁：適用於軟土或顆粒土，具有強大的承載能力，且對地面的干擾較小。
  • 打樁墩：對於大型專案來說具有成本效益，但需要打樁機等專用設備。
  • 壓載系統：無需穿透，適用於密閉空間，但需要穩定且平坦的地面。
• 環境因素：建築結構必須能承受風力（某些設計高達240公里/小時）、雪、冰雹和地震。當地建築規範和標準確保符合要求。
• 許可證和分區規定：地面安裝系統通常面臨比屋頂系統更嚴格的分區和許可要求，因為它們被視為獨立結構。

地面光電系統所用材料有：

• 鍍鋅鋼：因其強度高、耐用性和耐腐蝕性（得益於鍍鋅塗層）而廣泛使用。它適用於惡劣的天氣條件，使用壽命長（25-30年）。
• 鋁：重量輕、耐腐蝕，非常適合小型或住宅安裝，但比鋼貴。
• 不銹鋼：用於支架、夾具和螺絲等部件，以確保耐腐蝕性和麵板的牢固固定。
• 塗層：熱浸鍍鋅或耐用外牆塗料可增強對紫外線、濕氣和極端溫度的抵抗力。

因此，地面光伏系統的金屬結構通常由鍍鋅鋼或鋁製成，為太陽能生產提供了耐用性、靈活性和效率。雖然與屋頂系統相比，它們的能量輸出更出色，維護也更便捷，但更高的成本和空間要求也是需要考慮的重要因素。

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