Hogyan lehet meghosszabbítani az alumínium fotovoltaikus tartótartozékok élettartamát

A napelemes fotovoltaikus (PV) rendszerekben a rögzítő szerkezet kritikus szerepet játszik a modulok rögzítésében, a szélterhelések ellenállóképességében és a terhelések alapra átvitelében. Míg a fotovoltaikus modulokat gyakran a rendszer „szívének” tekintik, a különféle rögzítési tartozékok-, mint a bilincsek, síncsatlakozók, csavarok és tömítések-az „illesztékek” és „szalagok” szerepét töltik be, amelyek megőrzik a szerkezeti integritást és biztosítják a hosszú távú, stabil működést. Kis méretük ellenére ezek az alkatrészek döntő tényezők abban, hogy egy PV-erőmű biztonságosan és hatékonyan tud-e működni 25 éves vagy annál hosszabb tervezett élettartama alatt.

 

A rögzítőrendszerekhez használt különféle anyagok közül az alumíniumötvözetek (különösen a 6063-T5/T6 sorozat) a globális piacon a fő választási lehetőséggé váltak nagy szilárdságuk-/-súlyarányuk, kiváló korrózióállóságuk, könnyű gyártásuk és költséghatékonyságuk miatt. Sok projekttulajdonos és telepítő azonban abba a tévhitbe esik, hogy „az alumíniumötvözetek soha nem rozsdásodnak”, ami miatt elhanyagolják a szükséges karbantartási és védelmi intézkedéseket. A valóságban, míg az alumíniumötvözetek felületén természetesen sűrű oxidréteg képződik, ez a réteg bizonyos környezetben-sérülhet, például magas páratartalmú, erős sópermettel, ipari szennyezettséggel vagy hosszan tartó vízfelhalmozódással, ami korrózióhoz, lyukasztáshoz és akár szerkezeti meghibásodáshoz vezethet. Ezért a korróziós mechanizmusok tudományos ismerete és a hatékony védelmi intézkedések végrehajtása elengedhetetlen a szerelési tartozékok élettartamának meghosszabbításához.

 

Ez a cikk szisztematikusan elemzi azt az öt kulcsfontosságú tényezőt, amelyek hozzájárulnak az alumíniumötvözetből készült napelemes szerelési tartozékok öregedéséhez. Gyakorlati stratégiákat is kínál az élettartam meghosszabbítására, -beleértve az anyagválasztást, a telepítési szabványokat és a rutin karbantartást,-hogy biztosítsa a fotovillamos erőmű valóban „aggodalomra okot adó-25 éves” élettartamot.

 

 

Galvanikus korrózió-A leggyakoribb "láthatatlan gyilkos"
Amikor az alumíniumötvözet alkatrészek közvetlenül érintkeznek rozsdamentes acél csavarokkal, szénacél földelő vezetékekkel vagy réz kábelsarukkal esőnek, páralecsapódásnak vagy sópermetnek kitett környezetben, galvanikus cella áramkör jön létre. Mivel az alumínium elektródpotenciálja lényegesen alacsonyabb, mint a rozsdamentes acélé vagy a szénacélé, az alumínium anódként működik, és elsősorban korrodálódik, és fehér, porszerű oxidot (közismert nevén "fehér rozsdát") termel. Súlyos esetekben ez a csatlakozások meglazulásához és a teherbírás{2}}drasztikus csökkenéséhez vezet. Szereljen be szigetelő tömítéseket (olyan anyagokból, mint a nylon, EPDM gumi vagy PTFE) az összes eltérő fém érintkezési felület közé, hogy megszakítsa az elektrokémiai áramkört. A földeléshez használjon alumínium vagy ónozott réz füleket, és használjon vezetőképes pasztát, hogy megakadályozza a réz-alumínium közvetlen érintkezését. Tengerparti területeken vagy erősen ipari szennyezettségű régiókban javasolt szigetelő hüvelyes csavarok vagy bimetál alátétek (például alumínium-rozsdamentes acél átmeneti alátétek) használata.

 

Réskorrózió és lyukkorrózió{0}}Rejtett "fekélyek"
Ha víz, por vagy sólerakódások halmozódnak fel a résekben-, például a csavarfej és a profilfelület között, vagy a bilincs és a sín közötti átfedésben-, oxigénkoncentrációs cella képződik. A résen belüli terület alacsony oxigéntartalmú és anódként működik, ahol lokálisan oldódik, míg a külső rész magas oxigéntartalmú és katódként működik, felgyorsítva a résen belüli korróziót. Amint az ilyen típusú korrózió elkezdődik, gyakran „fekélyszerű” módon mélyen szétterjed; mivel nehezen észlelhető, jelentős biztonsági kockázatot jelent. A beszerelés során fúrjon elő (6–8 mm átmérőjű) lyukakat (6–8 mm átmérőjű) a víz felhalmozódásának kitett helyeken, például a profilvégeken és a bilincsek alatti területeken, hogy biztosítsa az esővíz időben történő elfolyását. Zárja le a réseket semleges szilikon tömítőanyaggal (a savas tömítőanyagok szigorúan tilosak, mivel korrodálják az alumíniumot), de rendszeresen ellenőrizze a tömítőanyagot, hogy nem öregszik-e vagy repedezett-e.
Hathavonta öblítse le a rögzítőrendszert nagynyomású vízpisztollyal (normál üzemi nyomáson) vagy semleges tisztítószerrel, különös figyelmet fordítva a tisztítási résekre és a profilok belső üregeire.

 

Stresszkorróziós repedés (SCC)-"időzített bomba" hideg, párás régiókban
Magas páratartalommal, ipari savas esővel vagy parti sópermettel jellemezhető környezetben a nagy -szilárdságú alumíniumötvözetek (például a 6061-T6 és 6063-T6) szemcseközi feszültségkorróziós repedést szenvedhetnek, ha tartós húzófeszültségnek vannak kitéve. Ez a hibamód hirtelen jött létre; az alkatrészek gyakran figyelmeztetés nélkül eltörnek, ami balesetekhez vezethet leeső részegységekkel. Előnyben részesítik a T6-os (csúcskorrekciós) alumíniumötvözeteket, mivel ezek a T5-ös ötvözetekhez képest kiváló feszültség-korrózióállóságot biztosítanak. A csavarok előfeszítését szigorúan ellenőrizni kell a túlhúzás okozta túlzott húzófeszültség elkerülése érdekében. Nyomatékkulcs használata javasolt, a gyártó által megadott nyomatékértékek betartásával (pl. 20-25 N·m M8 csavaroknál). A magas sópermet kitettségű tengerparti területeken végzett projekteknél javasolt 25 μm-nél nagyobb vagy egyenlő eloxált bevonatvastagságú profilok használata (AA25), vagy fluor-karbon (PVDF) bevonat alkalmazása a korrózióállóság további fokozása érdekében.

 

Mechanikai kopás és kopás-"krónikus fáradtság" a szél vibrációja miatt
A fotovoltaikus erőművek hosszabb ideig ki vannak téve a természetes környezet hatásának. A szél-rezgés (különösen a hosszú-konzolos bilincseknél) és a napi hőmérséklet-ingadozások által okozott hőtágulás/összehúzódás kismértékű relatív csúszást idézhet elő a csavarkötéseknél. Ez a kopás fokozatosan erodálja az oxidréteget, szabaddá teszi a friss alumínium felületeket, és korróziót vált ki. Ezzel egyidejűleg a feszítés a csavar előfeszítésének elvesztését okozza, és fokozza a kilazulást, létrehozva a „kopás–lazulás–gyorsított kopás” ördögi körét. Lazulásgátló anyákat (például nejlon-betét rögzítőanyákat) vagy menetes-reteszelő ragasztókat (pl. Loctite 243) kell használni, hogy a csavarok biztonságosak maradjanak a vibráció alatt. A csavarfejek és anyák alá nagy lapos alátéteket kell felszerelni, hogy eloszlassák a feszültséget, és minimálisra csökkentsék a profilfelület helyi bemélyedését. A beszerelés után a csavarfej és a profil határfelületére festékjelzővel egy "nyomatékjelet" kell húzni, hogy megkönnyítse a kilazulás gyors észlelését az ellenőrzések során.

 

 

Anyagválasztás és felületkezelés{0}}A korrózió elleni küzdelem a forrásnál
1. lehetőség: Eloxálás. A javasolt bevonatvastagság nagyobb vagy egyenlő, mint AA15μm (normál kültéri környezet) vagy AA25μm (partmenti vagy erősen szennyezett területek). A kiváló-minőségű anódoxid fóliák nagy keménységet és kopásállóságot, valamint öngyógyító-képességet biztosítanak (a belső tér újra-oxidálódik, ha megsérül). 2. lehetőség: Porbevonat. Használjon 60–120 μm vastagságú poliészter (PE) vagy polivinilidén-fluorid (PVDF) porbevonatot. A PVDF bevonatok kiváló időjárásállóságot biztosítanak, így ideálisak a magas UV-sugárzású területeken. 3. lehetőség: Csavar kiválasztása. A szabványos szénacél csavarok használata szigorúan tilos kültéri projekteknél (még a horganyzottak is 5-10 éven belül meghibásodnak). A2-70 (304) vagy A4-80 (316) rozsdamentes acél csavarok használata javasolt. A tengerparti projekteknél a 316-os fokozatú rozsdamentes acél az előnyben részesített választás; molibdéntartalma jelentősen növeli a klorid által kiváltott pontkorrózióval szembeni ellenállást.

 

Telepítés és karbantartás{0}}A részletek meghatározzák a sikert
A túlzott meghúzás lecsupaszíthatja a meneteket vagy összetörheti a profilokat, míg az elégtelen meghúzás meglazuláshoz vezet. Mindig használjon előre beállított nyomatékkulcsot, és rendszeresen kalibrálja. Nyomaték referenciaértékei: M6 (8–10 N·m), M8 (20–25 N·m), M10 (35–40 N·m). Évente legalább kétszer (az esős évszak előtt és után) javasolt a szakmai ellenőrzés. A legfontosabb ellenőrzési pontok közé tartozik a meglazult csavarok (ellenőrizze az igazítási jelekkel), az elöregedett vagy megrepedt tömítések, az eltömődött vízelvezető nyílások és a levált tömítőanyag ellenőrzése. Tisztítsa meg friss vízzel vagy semleges tisztítószerrel (pH 6–8), puha sörtéjű kefével; szigorúan kerülje a savas vagy lúgos tisztítószereket (például oxálsavat vagy nátronlúgot) és az acélgyapotot, hogy elkerülje az oxidfilm károsodását.

 

Szerkezeti tervezés optimalizálása-A megelőzés a helyreállítással szemben
Adding support posts to the mid-span of long rails (e.g.,>6 m) jelentősen csökkentheti az elhajlást és a szél{1}}kiváltotta rezgésterhelést. Válasszon profilkeresztmetszeteket-belső vízelvezető csatornákkal, vagy fúrjon elő-vízelvezető lyukakat a profilok legalsó pontjain, hogy megakadályozza a víz felhalmozódását az üregekben. A por felhalmozódására hajlamos területeken a dőlésszöget megfelelően növelni kell (pl. 15 fokról 20 fokra)-az energiatermelési teljesítmény fenntartása mellett-, hogy az esővizet az öntisztuláshoz-hasznosítsa, és csökkentse a por tapadásának okozta korróziós hatásokat a felületen.

 

 

Magas{0}}sótartalmú/partmenti területeken:

Használjon tengeri-minőségű alumíniumötvözetet (pl. 6061-T6) kettős-rétegű elektromentes nikkel-foszfor bevonattal (25 μm vastagság), vagy tűzihorganyzásból és porbevonatból álló kompozit bevonatot.
Magas{0}}UV-területek (nagy-magassági régiók):

Válasszon fluorkarbon festéket (PVDF-tartalom legalább 70%), hozzáadott UV-elnyelőkkel (pl. UV-531).

Jelentős hőmérséklet-ingadozású területeken:

Használjon alacsony hőtágulási együtthatójú ötvözeteket (pl. 6063-T6), és építsen be hasított lyukakat a hőtágulás és -összehúzódás érdekében.

 

A sóspray-vizsgálatot a GB/T 10125 szabványban meghatározott semleges sóspray (NSS) módszerrel végezzük, amely nem igényel nem nemesfém-korróziót 1000 óra elteltével. Az UV-öregedési teszteket az ISO 4892-3 szabvány szerint (UV-A 340 lámpákkal) 2000 órán keresztül végezzük, a szükséges bevonat színkülönbség-értéke (ΔE) 2,0 vagy kisebb. A mechanikai terhelésvizsgálat az IEC 61215 szabványt követi, amely kiterjed a statikus terhelésekre (2400 Pa) és a dinamikus terhelésekre (1000 Pa, 10000 ciklus).

 

 

A rögzítési rendszer elsősorban a következőkből állfőgerenda/szelemen csatlakozók és átlós merevítők, amelyeket úgy terveztek, hogy elérjék a nagy szakítószilárdságot (230 MPa vagy egyenlő), és ellenálljanak a szélnyomásnak (pl. 2400 Pa) és a hóterhelésnek (pl. 5400 Pa).

Modulrögzítő alkatrészekelsősorban a középső-bilincseket, a vég-bilincseket és a szorítórugós kapcsokat; 1 mm-nél nagyobb vagy egyenlő elasztikus alakváltozással és kifáradási ellenállással rendelkeznek (100 000 ciklust bírnak törés nélkül).

Elektromos csatlakozási alkatrészekbeleértve a földelő bilincseket (vezető bilincseket) és kábelkapcsokat, amelyek vezetőképessége nagyobb vagy egyenlő, mint 55% IACS és érintkezési ellenállása 0,5 Ω vagy annál kisebb (a földelés folytonosságának biztosítása érdekében).

Nyomon követési rendszer összetevőiforgatható hajtás csatlakozókból és csapágyházakból áll, kopásállósággal (felületi keménység HV500-nál nagyobb vagy egyenlő) és nagy pontossággal (tűrés ±0,1 mm).

Elsősorban az inverter/kombinátor doboz házaihűtőbordákat és rögzítőkereteket tartalmaznak, amelyek hővezető képessége 150 W/(m·K) vagy annál nagyobb, és megfelel az IP65 védelmi besorolásnak.

 

A tudományos anyagok kiválasztásával, a szabványos telepítéssel és a rendszeres karbantartással meghosszabbíthatja az élettartamátalumínium ötvözet PV rögzítőelemeka normál 15 évtől a 25 év felettiig,{2}}tökéletesen igazodva maguknak a PV-moduloknak a tervezett élettartamához. Ez nem pusztán műszaki befektetés, hanem stratégiai biztosíték is az erőmű hosszú távú befektetéseinek megtérüléséhez.

 

Ha új fotovillamos projektet tervez, vagy egy meglévő üzem korrózióállóságát szeretné javítani, forduljon mérnökcsapatunkhoz. Több mint egy évtizedes tapasztalattal rendelkezünk a fotovillamos szerelési alkatrészek tervezése és gyártása terén, a következőket kínáljuk: testreszabott korróziógátló-megoldásokat, amelyek az adott projektkörnyezethez (például tengerparti területekhez, ipari zónákhoz vagy alpesi régiókhoz) vannak szabva; nagy -korrózióálló- (C4/C5) alumínium profilok és rozsdamentes acél vasalat kiválasztása; és szerelési útmutató, valamint nyomaték-specifikációs kézikönyvek.

 

Forduljon hozzánk még ma, hogy személyre szabott megoldást kaphasson, és biztosítsa, hogy napelemes erőműve valóban gondtalan-működjön 25 évig.