La progettazione e la selezione delle fondazioni e delle staffe fotovoltaiche sono fattori chiave per garantire il funzionamento stabile a lungo termine dei sistemi di generazione di energia solare fotovoltaica. Durante la progettazione, considerare pienamente la sicurezza, la durabilità e l'economia della struttura, determinando anche la soluzione più adatta in base agli ambienti di installazione e agli scenari applicativi specifici.
Progettazione di base del fotovoltaico
1. Verifica della capacità portante verticale: tutti i tipi di fondazioni devono essere sottoposti a verifica della capacità portante verticale per la resistenza alla compressione e alla trazione per garantire che la fondazione possa resistere alla pressione o alla tensione dall'alto.
2. Verifica della capacità portante orizzontale: per le fondazioni su pali, oltre alla capacità portante verticale, dovrebbe essere effettuata anche la verifica della capacità portante orizzontale per garantirne la stabilità sotto la forza laterale.
3. Verifica della stabilità complessiva: soprattutto per i micropali in acciaio, è necessario garantire che la stabilità complessiva dell'intero sistema non sia influenzata da fattori esterni.
4. Dimensioni di base e profondità: le dimensioni specifiche e la profondità di interramento della fondazione vengono determinate in base al momento ribaltante calcolato, alla resistenza all'estrazione e ad altri parametri. Ad esempio, la dimensione base impostata inizialmente è 400 mm x 400 mm e la spaziatura dipende da requisiti specifici.
Progettazione della staffa
1. Selezione del materiale: i materiali comuni delle staffe fotovoltaiche includono lega di alluminio (superficie Al6005-T5 anodizzata), acciaio inossidabile (304), parti in acciaio zincato (Q235 zincato a caldo), ecc. Ogni materiale ha le sue caratteristiche, come la lega di alluminio che è leggera e facile da installare, ma ha una capacità di carico relativamente bassa; Sebbene l’acciaio inossidabile abbia un costo elevato, funziona bene in ambienti difficili; Le parti in acciaio zincato hanno un buon rapporto costo-efficacia, ma sono relativamente pesanti.
2. Forma strutturale: scegli l'inclinazione fissa, regolabile o le staffe di tracciamento automatico in base ai diversi scenari applicativi. La staffa fissa è adatta per aree con pochi cambiamenti nell'angolo di illuminazione; La staffa di inseguimento regola il proprio angolo in base alla posizione del sole durante il giorno, migliorando così l'efficienza della generazione di energia.
3. Prestazioni di dissipazione del calore: alcuni nuovi design delle staffe migliorano la circolazione dell'aria ottimizzando la disposizione dei componenti, il che aiuta a migliorare l'effetto di dissipazione del calore dei sistemi fotovoltaici e quindi a migliorare l'efficienza del lavoro.
Esempio di progettazione
Applicazione su tetto residenziale: per tetti spioventi, progettare staffe parallele al tetto, solitamente a circa 10-15 cm di distanza dalla superficie del tetto, per facilitare la ventilazione e la dissipazione del calore. Considerando il problema dell'invecchiamento degli edifici residenziali, il design della staffa garantisce che possano sopportare carichi aggiuntivi.
Edifici commerciali: in tali progetti, la progettazione delle staffe fotovoltaiche non dovrebbe solo soddisfare i requisiti di resistenza, rigidità e stabilità, ma anche rispettare gli standard di resistenza sismica, vento e corrosione. Inoltre, considerare fattori quali le condizioni climatiche locali e gli standard di progettazione degli edifici.
Centrale fotovoltaica agricola: adottando una progettazione integrata e un metodo di installazione separata, i moduli fotovoltaici vengono installati su staffe alte e mantenuti ad una certa angolazione per massimizzare la ricezione della radiazione solare. Questo metodo consente di generare energia a bordo senza influenzare l’uso del territorio sottostante, come la semina o l’allevamento.
Riferimento ai parametri
Dimensioni del componente: presupponendo che le dimensioni del componente siano 2094 mm x 1038 mm, con uno spessore di circa 35 mm e un peso di circa 20 kg/㎡.
Parametri del carico del vento: secondo lo standard GB{{0}}, il coefficiente di forma del carico del vento μ s=1.3, il coefficiente di variazione dell'altezza della pressione del vento μ z dipende dalla categoria di rugosità del terreno (AD ), e la pressione di base del vento ω 0 è determinata dai dati meteorologici storici del luogo del progetto.
Dimensioni di base: per una fondazione indipendente, una configurazione è {{0}},4 m di lunghezza x 0,4 m di larghezza x 0,5 m di altezza; Per le fondazioni a strisce, è lungo 0,8 m x 0,4 m di larghezza x 0,4 m di altezza.
Diversi metodi di valutazione comuni e le loro caratteristiche per valutare la capacità portante degli edifici:
1. Analisi del disegno di progetto
I valutatori esprimeranno giudizi preliminari sulla base degli elaborati progettuali architettonici. Nei disegni di progetto, di solito è chiaramente indicato quali muri sono portanti, che sono generalmente più spessi e situati in posizioni chiave dell'edificio, come le fondazioni, tra i piani e sotto il tetto. I disegni di progetto vengono pianificati scientificamente dagli ingegneri strutturali in base alla struttura complessiva e alla distribuzione del carico dell'edificio, fornendo importanti informazioni sulla posizione e sullo spessore delle pareti portanti.
2. Indagine sul posto
Oltre a fare affidamento sui disegni di progettazione, anche l'indagine in loco è una parte indispensabile. Ciò include la verifica se i materiali effettivi e la struttura del muro soddisfano i requisiti di progettazione attraverso l'ispezione visiva e l'uso di strumenti e tecniche professionali come test ad ultrasuoni e carotaggio. Questo metodo fornisce una comprensione più intuitiva delle condizioni del muro e può identificare problemi esistenti come crepe o invecchiamento del materiale.
3. Rilevamento statico
Il test statico si riferisce all'uso di apparecchiature specializzate (come sensori di pressione, dispositivi di acquisizione dati, ecc.) per misurare le prestazioni portanti del terreno o della struttura in uno stato statico. Questo metodo è adatto per le nuove costruzioni o quando sono necessari risultati precisi. Ottenere dati molto accurati attraverso questo metodo significa anche costi e requisiti tecnici più elevati.
4. Rilevamento dinamico
Per le strutture che richiedono una valutazione delle loro prestazioni sotto carichi dinamici, come ponti, strade, ecc., vengono utilizzati metodi di rilevamento dinamico. Ciò significa simulare fattori come vibrazioni o urti in situazioni di utilizzo reali per testare la risposta della struttura in queste condizioni. Sebbene questo metodo possa fornire informazioni vicine agli scenari della vita reale, richiede anche processi operativi e supporto complessi.
5. Analisi del calcolo della simulazione al computer
La simulazione al computer è un moderno mezzo tecnologico che ci consente di creare un modello virtuale per un'analisi meccanica dettagliata. Il processo di valutazione prevede la raccolta di informazioni sui dati di progettazione e costruzione, sullo stato di qualità dell'aspetto e sull'utilizzo dell'edificio, seguite da una revisione e verifica strutturale e, infine, dal trarre conclusioni e formulare raccomandazioni. Il vantaggio di questo metodo risiede nella sua elevata velocità, nel costo relativamente basso e nell’ampia applicazione, soprattutto nei settori dell’edilizia industriale e degli stabilimenti.
6. Metodo di misurazione effettivo
Il metodo di misurazione vero e proprio si riferisce alla misurazione diretta della struttura in loco, inclusi fattori quali dimensioni e materiale, al fine di valutarne la capacità portante. Il vantaggio di questo metodo è che può riflettere direttamente la reale condizione della struttura, ma richiede anche apparecchiature di misurazione professionali e supporto tecnico e può essere influenzato da errori di misurazione.
7. Regole empiriche
In assenza di informazioni dettagliate, le regole empiriche possono servire come metodo di stima rapido. Questo metodo si basa sull'esperienza e sui modelli passati per valutare la capacità portante della struttura. Sebbene semplice e fattibile, la sua precisione è bassa e può fornire solo risultati approssimativi.
8. Prova di carico
Per ottenere il valore limite più accurato della capacità di carico del pavimento, a volte vengono condotti test di portanza in loco. Questo esperimento prevede il caricamento di sacchi di sabbia o acqua in lotti finché il valore di deformazione delle travi e delle lastre del pavimento non si avvicina al limite specificato. Sebbene questo approccio sia il più diretto ed efficace, è anche il più dispendioso in termini di tempo e lavoro, solitamente adottato solo in situazioni particolarmente importanti.
