El disseny i la selecció de fonaments i suports fotovoltaics són factors clau per garantir el funcionament estable a llarg termini dels sistemes de generació d'energia solar fotovoltaica. A l'hora de dissenyar, tingueu en compte la seguretat, la durabilitat i l'economia de l'estructura, alhora que determineu la solució més adequada en funció d'entorns d'instal·lació i escenaris d'aplicació específics.
Disseny bàsic fotovoltaic
1. Verificació de la capacitat de suport vertical: tots els tipus de fonaments s'han de sotmetre a una verificació de capacitat de suport vertical per a la resistència a la compressió i la tracció per garantir que la base pugui suportar la pressió o la tensió des de dalt.
2. Verificació de la capacitat de càrrega horitzontal: Per a fonaments de pila, a més de la capacitat de càrrega vertical, també s'ha de realitzar una verificació de la capacitat de càrrega horitzontal per garantir la seva estabilitat sota força lateral.
3. Verificació de l'estabilitat general: especialment per a micropiles d'acer, s'ha de garantir que l'estabilitat global de tot el sistema no es vegi afectada per factors externs.
4. Dimensions i profunditat bàsiques: Les dimensions específiques i la profunditat d'enterrament de la fundació es determinen en funció del moment de bolcada calculat, la resistència a l'extracció i altres paràmetres. Per exemple, la mida bàsica del conjunt inicial és de 400 mm x 400 mm i l'espaiat depèn dels requisits específics.
Disseny de suport
1. Selecció de material: els materials de suport fotovoltaic habituals inclouen l'aliatge d'alumini (anoditzat superficial Al6005-T5), acer inoxidable (304), peces d'acer galvanitzat (Q235 galvanitzat en calent), etc. Cada material té les seves pròpies característiques, com ara l'aliatge d'alumini que és lleuger i fàcil d'instal·lar, però té una capacitat de càrrega relativament baixa; Tot i que l'acer inoxidable té un cost elevat, funciona bé en ambients durs; Les peces d'acer galvanitzat tenen una bona rendibilitat, però són relativament pesades.
2. Forma estructural: Trieu suports d'inclinació fixa, ajustable o de seguiment automàtic segons diferents escenaris d'aplicació. El suport fix és adequat per a zones amb pocs canvis en l'angle d'il·luminació; El suport de seguiment ajusta el seu angle amb la posició del sol durant tot el dia, millorant així l'eficiència de generació d'energia.
3. Rendiment de dissipació de calor: alguns dissenys de suports nous milloren la circulació de l'aire optimitzant la disposició dels components, la qual cosa ajuda a millorar l'efecte de dissipació de calor dels sistemes fotovoltaics i, per tant, millora l'eficiència del treball.
Exemple de disseny
Aplicació de cobertes residencials: per a cobertes inclinades, dissenyeu suports paral·lels al sostre, normalment a uns 10-15 cm de distància de la superfície del sostre, per facilitar la ventilació i la dissipació de la calor. Tenint en compte el problema d'envelliment dels edificis residencials, el disseny del suport garanteix que pugui suportar càrregues addicionals.
Edificis comercials: en aquests projectes, el disseny de suports fotovoltaics no només ha de complir els requisits de resistència, rigidesa i estabilitat, sinó que també ha de complir amb els estàndards de resistència sísmica, vent i corrosió. A més, tingueu en compte factors com ara les condicions climàtiques locals i els estàndards de disseny de l'edifici.
Central fotovoltaica agrícola: adoptant un disseny integrat i un mètode d'instal·lació independent, els mòduls fotovoltaics s'instal·len en suports alts i es mantenen en un cert angle per maximitzar la recepció de la radiació solar. Aquest mètode aconsegueix la generació d'energia a bord sense afectar l'ús del sòl a continuació, com la plantació de cultius o la cria.
Referència de paràmetres
Mida del component: suposant que la mida del component és de 2094 mm x 1038 mm, amb un gruix d'aproximadament 35 mm i un pes d'aproximadament 20 kg/㎡.
Paràmetres de càrrega del vent: segons l'estàndard GB{{0}}, el coeficient de forma de càrrega del vent μ s=1.3, el coeficient de variació de l'alçada de la pressió del vent μ z depèn de la categoria de rugositat del sòl (AD ), i la pressió bàsica del vent ω 0 ve determinada per les dades meteorològiques històriques de la ubicació del projecte.
Dimensions bàsiques: per a una fonamentació independent, una configuració és de {{0}},4 m de llarg x 0,4 m d'ample x 0,5 m d'alçada; Per a fonaments de franges, fa 0,8 m de llarg x 0,4 m d'ample x 0,4 m d'alçada.
Diversos mètodes d'avaluació comuns i les seves característiques per avaluar la capacitat de càrrega dels edificis:
1. Anàlisi del dibuix de disseny
Els avaluadors faran judicis preliminars basats en els dibuixos de disseny arquitectònic. En els plànols de disseny, s'acostuma a marcar clarament quines parets són parets de càrrega, que generalment són més gruixudes i ubicades en posicions clau de l'edifici, com ara fonaments, entre pisos i sota la coberta. Els dibuixos de disseny estan planificats científicament per enginyers estructurals en funció de l'estructura general i la distribució de càrrega de l'edifici, proporcionant informació important sobre la ubicació i el gruix dels murs de càrrega.
2. Investigació in situ
A més de confiar en dibuixos de disseny, la investigació in situ també és una part indispensable. Això inclou verificar si els materials i l'estructura reals de la paret compleixen els requisits de disseny mitjançant la inspecció visual i l'ús d'eines i tècniques professionals com ara proves d'ultrasons i mostreig de nucli. Aquest mètode proporciona una comprensió més intuïtiva de l'estat de la paret i pot identificar problemes existents com ara esquerdes o envelliment del material.
3. Detecció estàtica
Les proves estàtiques es refereixen a l'ús d'equips especialitzats (com sensors de pressió, dispositius d'adquisició de dades, etc.) per mesurar el rendiment de càrrega del sòl o de l'estructura en estat estàtic. Aquest mètode és adequat per a edificis nous o quan es necessiten resultats precisos. L'obtenció de dades molt precises a través d'aquest mètode també suposa majors costos i requisits tècnics.
4. Detecció dinàmica
Per a estructures que requereixen una avaluació del seu rendiment sota càrregues dinàmiques, com ara ponts, carreteres, etc., s'utilitzen mètodes de detecció dinàmica. Això significa simular factors com la vibració o l'impacte en situacions reals d'ús per provar la resposta de l'estructura en aquestes condicions. Tot i que aquest mètode pot proporcionar informació propera als escenaris de la vida real, també requereix processos operatius complexos i suport.
5. Anàlisi de càlcul per simulació per ordinador
La simulació per ordinador és un mitjà tecnològic modern que ens permet crear un model virtual per a l'anàlisi mecànica detallada. El procés d'avaluació implica la recollida d'informació sobre les dades de disseny i construcció, l'estat de qualitat de l'aspecte i l'ús de l'edifici, seguit d'una revisió i verificació estructural i, finalment, extreure conclusions i fer recomanacions. L'avantatge d'aquest mètode rau en la seva ràpida velocitat, cost relativament baix i àmplia aplicació, especialment en els camps de la construcció industrial i els edificis de fàbriques.
6. Mètode de mesura real
El mètode de mesura real es refereix a mesurar directament l'estructura in situ, inclosos factors com la mida i el material, per avaluar la seva capacitat de càrrega. L'avantatge d'aquest mètode és que pot reflectir directament l'estat real de l'estructura, però també requereix equips de mesura professional i suport tècnic, i es pot veure afectat per errors de mesura.
7. Regles empíriques
En absència d'informació detallada, les regles empíriques poden servir com a mètode d'estimació ràpida. Aquest mètode es basa en l'experiència i patrons passats per avaluar la capacitat de càrrega de l'estructura. Tot i que senzill i factible, la seva precisió és baixa i només pot proporcionar resultats aproximats.
8. Prova de càrrega
Per obtenir el valor límit més precís de la capacitat de càrrega del sòl, de vegades es realitzen proves de càrrega in situ. Aquest experiment consisteix a carregar sacs de sorra o aigua per lots fins que el valor de deformació de les bigues i lloses del sòl s'acosta al límit especificat. Tot i que aquest enfocament és el més directe i eficaç, també és el que consumeix més temps i mà d'obra, normalment només s'adopta en situacions especialment importants.
