Systém montáže pouštního PV

Nasazení energie v extrémním prostředích: výzkum aplikací pro montáž pouštního PV

Pozadí fotovoltaického vývoje v pouštních oblastech
Globální energetická struktura zrychluje její transformaci. Pouštní oblasti se staly důležitými oblastmi pro nasazení fotovoltaických elektráren kvůli jejich vysoké intenzitě slunečního svitu a bohatých zdrojů půdy. Zejména v severozápadní Číně, severní Africe, na Středním východě a částech Ameriky je roční průměr světelných zdrojů mnohem vyšší než u jiných regionů, což poskytuje dobrý základ pro rozvoj sluneční energie. Systém montáže pouštního PV je speciální struktura podpůrné struktury určené k přizpůsobení extrémním klimatickým podmínkám a složitým formám v tomto pozadí.

Charakteristiky pouštního prostředí a výzvy pro fotovoltaické montáž
Přírodní prostředí v pouštních oblastech se zcela liší od konvenčních pozemních systémů, což klade vyšší požadavky na návrh a materiály montážních systémů:
* Rozdíl s vysokou teplotou: Teplotní rozdíl mezi dnem a nocí je velký, což zkouší testovací tepelnou roztažení a kontrakci struktury;
* Silný vítr a písek: častý vítr a písek, velikost hrubého částic a závažné opotřebení na povrchu složek;
* Vyprahlé klima: vzácné srážení, nízká frekvence údržby elektráren a montážní systém musí mít vysokou schopnost čištění;
* Nadace měkké půdy: Špatná stabilita povrchu, návrh základu je třeba zvláště posílit;
* Korozivní komponenty větru a písku: Některé pouštní oblasti obsahují solný a alkalické komponenty ve větru a písku, což může zhoršit kovovou korozi.
Pouštní montážní systém PV musí nejen splňovat základní funkci ložiska, ale také mít vlastnosti odolnosti proti větru a písku, odolnosti proti korozi a silné tepelné stabilitu.

Principy strukturálního typu a návrhu
Podle stupnice projektu, rozložení komponent a podmínek terénu je systém pouštní konzoly rozdělen hlavně do následujících kategorií:
1. Opravená držák naklonění
Tento typ systému přijímá metodu instalace s pevným úhlem, s jednoduchou strukturou, pohodlnou instalací a snadnou propagací ve velkém měřítku. Úhel náklonu je stanoven podle místní šířky a rozložení světla a je obecně nastaven mezi 20 a 35 stupni.
*Struktura: Používají se komponenty oceli nebo hliníkových slitin s hot-dip a struktura rámu je stabilní;
*Výhody: Nízké požadavky na údržbu, přizpůsobitelné zaprášenému prostředí;
*Omezení: Účinnost výroby energie po celý rok může být omezena pevným nastavením naklonění.
2. nastavitelná úhel držáku
Úhel náklonu je upraven mechanicky nebo ručně, vhodný pro oblasti se zjevnými sezónními rozdíly v slunečním svitu. Struktura nastavení úhlu musí mít stabilní mechanismus uzamykání, aby se zabránilo rušení větru a písku.
*Použitelné scénáře: střední a velké pozemní elektrárny;
*Funkce: Zlepšete účinnost výroby energie při nízkých úhlech slunce v zimě;
*Výzvy: Zajistěte, aby zařízení pro nastavení úhlu bylo kontinuálně spolehlivé pod krytem větru a písku.
3. Sledovací držák (jediná osa/duální osa)
Komponenty se pohybují s trajektorií Slunce. Poušť má silný sluneční svit a dlouhý čas na slunci, což je ideální místo pro sledování systémů. Jeho struktura je však složitá a vyžaduje vysoký provoz a údržbu.
*Klíčové body: motorový systém s vysokou ochranou, konstrukce stabilního podpůrného sloupce;
*Riziko: V extrémním počasí mohou pohyblivé části nosit více nebo džem;
*Protiopatření: Přidejte ochranné kryty a použijte mazací těsnicí materiály.

Proces výběru a ochrany materiálu
V oblasti vysoké koroze a vysokého větru a písku pouště je materiální výkon přímo spojený se stabilitou a životem systému:
*Typ oceli: Často se používá ocel s horkým protiskem Q235B nebo Q355B a tloušťka galvanizujícího povrchu obvykle musí dosáhnout ≥ 80 μm nebo více;
*Materiál z slitiny hliníku: Hliník 6063-T5/6005-T5 se široce používá v antikorozních strukturách, ale návrh průřezu musí být posílen v oblastech s vysokým větrem;
*Šrouby a spojovací prvky: Pro prevenci rzi použijte nerezovou ocel 304 nebo dacromet;
*Ošetření povrchu: eloxování, elektroforetický povlak, povlak prášku a další metody pro zlepšení odolnosti proti korozi.
Proces ochranné vrstvy musí zvážit odolnost proti opotřebení při dlouhodobém kontaktu s větrem a pískem, aby se zabránilo konstrukční expozici v důsledku peelingu povrchu.

Typ nadace a design přizpůsobivosti nadace
Povrchová struktura pouště je rozmanitá, některé jsou písečné duny a některé jsou polo-tvrdé pouště. Systém podpůrné nadace musí být flexibilně sladěn:
1.. Screw Pile Foundation
Běžně se používá v oblastech se slabou kapacitou ložiska půdy, rychlou konstrukcí, malým poškozením, snadno se demontáží a opětovným použitím.
* Silná přizpůsobivost, může proniknout měkkými vrstvami půdy;
* Může být přednastavena geologickým vrtacím zařízením;
* Je třeba zvážit integritu anti-rustového povlaku.
2.. PILE FADE
V některých oblastech mohou být použity ocelové hromady nebo prefabrikované betonové hromady, které mají vysokou ložiskovou kapacitu a jsou vhodné pro projekty s velkým větrným zatížením.
* Pro stavbu je vyžadováno těžké vybavení a množství práce je velké;
* Statické testy penetrace je třeba provést předem, pokud existují velké geologické rozdíly;
* Konstrukce musí určit hloubku hromady na základě distribuce vrstev a analýzy napětí.
3. Cementová nadace
Většinou se používají v projektech elektrárny za podmínek kalení země, zejména v oblastech, kde se hromada není povolena.
* Vysoká stabilita, mírně vyšší náklady než jiné formy;
* Dlouhá doba výstavby, vysoké stavební požadavky;
* Špatná schopnost vyrovnat se s osídlením nadace.

Strukturální strategie odolnosti proti větru a kontrolu prachu
V pouštních oblastech s častým větrem a písečnými bouřemi nelze konstrukci strukturálního větru a prevenci prachu ignorovat:
* Návrh zatížení větru: Měl by být formulován na základě lokálních dat extrémní rychlosti větru a obvykle být navržen podle úrovně rychlosti větru jednou za 50 let;
* Návrh ventilace backplane modulu: Optimalizujte odpor větru ponecháním mezer ve struktuře podpůrné struktury;
* Správa stínění prachu: Pravidelné čištění modulů, použití skla odolného modulu odolné vůči prachu;
* Ochrana svahu a zhutnění povrchu: Zabraňte vystavení a erodování základny větrem nebo odplatáním.

Strukturální optimalizační cesta pro pouštní PV montážní systém přizpůsobující se extrémním prostředí

Zvláštnost fotovoltaické konstrukce v pouštních oblastech
Pouštní oblasti mají obrovské nevyužité půdy a vysoké zdroje slunečního svitu, které jsou vhodné pro rozsáhlou fotovoltaickou výrobu energie. Zvláštní geografické a klimatické podmínky však také přinášejí potíže s výstavbou. Například vysoká teplota, častý vítr a písek, velký teplotní rozdíl mezi dnem a nocí, špatná povrchová ložisková kapacita a další problémy budou zpochybnit strukturální stabilita a dlouhodobý provozní účinnost fotovoltaických elektráren. Proto návrh Systém montáže pouštního PV Musí být optimalizováno ve struktuře, materiálech a konstrukčních metodách, aby se přizpůsobilo drsnému prostředí.

Strukturální typy pouštního montážního systému
Mezi běžné fotovoltaické podpůrné systémy v pouštních prostředích patří:
* Pevná podpora náklonu: dobrá strukturální stabilita, snadná instalace, široce používaná v oblastech s těžkým větrem a pískem.
* Podpora nastavitelného úhlu: Může upravit úhel podle sezóny, aby se zlepšila účinnost výroby energie, ale struktura je složitější a má vysoké požadavky na údržbu.
* Podpora sledování (jedna osa nebo osa duální osa): může automaticky sledovat trajektorii SUN pro zvýšení výroby energie a používá se v některých pouštních projektech na pilotním základě, ale má vyšší požadavky na stabilitu podpůrné struktury a systém kontroly písku.
Výběr různých typů podpůrných systémů v pouštních prostředích musí být komplexně vyhodnocen v kombinaci s faktory, jako je cena elektřiny projektu, náklady na půdu, pohodlí stavebnictví a kapacita údržby.

Výběr materiálu a léčba proti korozi
Pouštní oblasti jsou po celý rok suché a větrné a materiály čelí nepřetržité erozi větru a ultrafialovému záření. Mezi běžné metody výběru a léčby materiálu patří:
*Hot-Dip galvanizovaná ocel: má silnou odolnost proti korozi a je současnou volbou hlavního proudu.
*Hliníková slitina držák: nízká hmotnost, dobrá odolnost proti korozi, vhodná pro projekty s nízkými požadavky na zatížení.
*Konektory z nerezové oceli: Používá se pro připojení dílů, aby se zabránilo uvolnění a korozi během dlouhodobého provozu.
*Povrchový postřik nebo eloxovací ošetření: Dále zvyšujte odolnost proti korozi a odolnost proti UVR povrchu materiálu a prodlouží životnost systému.
Dobrá shoda materiálů a procesů může účinně zlepšit stabilní schopnost provozu pouštního PV montážního systému ve vysoce korozivním a větrném prostředí.

Návrh nadace a adaptivní konstrukční strategie
Pouštní povrch je většinou měkký písek nebo solný alkali půda, která má vysoké požadavky na vodní kapacitu nadace. Mezi společné formuláře nadace patří:
*Základ pro hromadu šroubu: Jednoduchá konstrukce, vhodná pro písečnou půdu a snadno se rozebírá a sestavuje později.
*Pile Foundation: Vhodné pro pouštní půdu se silným zhutněním, dobrá stabilita, ale vysoké požadavky na stavební zařízení.
*Hromady cementu na místě: Používá se v oblastech se složitými geologickými podmínkami nebo hladinami podzemních vod s dlouhou stavební dobou.
Ve specifické konstrukci je nutné provádět dostatečné geologické průzkumy k vyhodnocení faktorů, jako je struktura vrstvy, hladina podzemní vody, tlak na zatížení větru atd., Aby se určilo přiměřený typ základu a přijala mechanizované konstrukční metody ke snížení lidských chyb.

Prevence písku a konstrukce strukturální stability
Dopad písku a prachu na fotovoltaické moduly a systémy držáku se odráží hlavně v:
* Zakrývání povrchu modulu, což ovlivňuje účinnost výroby energie;
* Akumulace ve struktuře držáku, zrychlení opotřebení a koroze;
* Vysoké počasí v větru a písku způsobuje změny strukturálního stresu.
* Aby se tyto účinky snížily, je třeba zvážit návrh pouštního montážního systému:
* Zvedněte výchovu na dně držáku, aby se snížila hromadění písku a prachu;
* Optimalizujte úhel sklonu uspořádání modulu a pro samočištění použijte větrnou energii;
* Posílit spojení mezi držákem a zemí pro zlepšení odolnosti proti větru;
* Nastavte větrné a písečné ploty nebo rostlinné pásy za účelem vytvoření vyrovnávací zóny pro snížení eroze větru.
Analýza simulace systému napětí je také důležitou součástí návrhu. Je nutné kombinovat místní historická meteorologická data a typické modely větru a písku k vyhodnocení strukturální reakce za extrémních povětrnostních podmínek.

Návrhy provozu a údržby a správy
Provoz a údržba v pouštním prostředí je důležitou součástí zajištění dlouhodobého výkonu elektráren. Doporučená opatření pro provoz a údržbu zahrnují:
*Pravidelně čistěte fotovoltaické moduly, které lze stříkat pomocí dronů, suchých kartáčovacích zařízení nebo automatických čisticích systémů;
*Zkontrolujte, zda jsou části připojení držáku volné nebo zkorodované;
*Pro sledovací systém je nutné sledovat, zda jsou akční akční pohony v písku;
*Posílejte výstavbu a údržbu zařízení pro kontrolu větru a písku v okolí.
*Současně může instalace systému dálkového monitorování uchopit stav provozu systému v reálném čase a snížit počet lidí vstupujících do vysokoteplotních a vysoce rizikových oblastí.

Vývojový trend systému montáže pouštního PV
Díky rozsáhlé propagaci pouštních fotovoltaických projektů zahrnuje budoucí směr technické vývoje pouštního PV montážního systému hlavně:
*Návrh modulární instalace pro zlepšení efektivity konstrukce;
*Upgrade materiálu, jako jsou lehké kompozitní materiály s vysokou pevností;
*Inteligentní podpora provozu a údržby, jako je monitorování senzorů a varování AI poruchy;
*V kombinaci s ekologickou obnovou pro dosažení spoluúčast na ochranu energie a životního prostředí.
Pouštní fotovoltaika, která je řízena politikou a tržní poptávkou, se stane důležitou silou při propagaci rozsahu nové energie a klade vyšší požadavky na přizpůsobivost fotovoltaických podpůrných systémů.