Cấu trúc khung nhôm lắp đặt tấm pin mặt trời trên mặt đất là gì?

Cấu trúc khung nhôm lắp đặt tấm pin mặt trời trên mặt đất
Cấu trúc khung nhôm lắp đặt hệ thống năng lượng mặt trời trên mặt đất là gì?
Cấu trúc giá đỡ năng lượng mặt trời bằng nhôm đặt trên mặt đấtlà hệ thống giá đỡ được chế tạo từ hợp kim nhôm cường độ cao (thường là...)AL6005-T5) để hỗ trợ các tấm pin quang điện (PV) trên địa hình trống trải. Không giống như các hệ thống trên mái nhà, những hệ thống nàylắp đặt trên mặt đấtĐiều này có nghĩa là chúng được neo trực tiếp vào lòng đất thông qua móng, tạo thành một hệ thống pin mặt trời độc lập, không phụ thuộc vào bất kỳ cấu trúc tòa nhà nào.
Chúng đóng vai trò như bộ khung của một trang trại năng lượng mặt trời, chịu trách nhiệm:
- Độ cao:Nâng các tấm pin lên khỏi mặt đất để tránh mảnh vụn, tuyết và ngập lụt.
- Góc nghiêng:Điều chỉnh góc nghiêng của các tấm pin mặt trời sao cho tối ưu (thường bằng với vĩ độ của địa điểm) để thu được lượng ánh nắng mặt trời tối đa.
- Khả năng chịu tải:Có khả năng chống chịu các tác động từ môi trường như sức gió giật, tải trọng tuyết và hoạt động địa chấn.
Các thành phần chính của một hệ thống
Giá đỡ gắn trên mặt đất bằng nhôm tiêu chuẩn không chỉ là một đống kim loại; nó là một hệ thống các bộ phận tích hợp:
Thành phần | Chức năng | Vật liệu/Thông số kỹ thuật thông dụng |
|---|---|---|
Nền tảng | Neo giữ toàn bộ hệ thống xuống đất. | Cọc xoắn ốc (Cọc vít)Cọc bê tông hoặc vít neo đất. |
Cột/Chân | Các thanh chống thẳng đứng được đóng sâu vào móng. | AL6005-T5, thường có đế điều chỉnh được để chỉnh độ cao. |
Dầm chính (Đường ray) | Các thanh ngang hoặc thanh nghiêng tạo thành mái của công trình. | Ray nhôm AL6005-T5 đùn (thường có rãnh chữ T để kẹp). |
Thanh giằng / Thanh chống | Các thanh chống chéo tạo thành hình tam giác (hình dạng chắc chắn nhất). | Ống nhôm hoặc thanh chữ C để ngăn chuyển động của giá đỡ. |
Kẹp mô-đun | Cố định các tấm pin mặt trời vào thanh ray. | Kẹp giữa(giữa các tấm) vàKẹp đầu(ở các cạnh hàng). |
Phần cứng | Tất cả các yếu tố kết nối. | Thép không gỉ 304/316Bu lông, đai ốc và vòng đệm (để ngăn ngừa ăn mòn điện hóa). |
Tại sao nên chọn nhôm thay vì thép mạ kẽm? (Những ưu điểm cốt lõi)
Trong khi thép mạ kẽm nhúng nóng (HDG) thường được sử dụng cho các trang trại quy mô lớn, nhôm lại mang đến những ưu điểm riêng biệt cho các dự án cụ thể.
1.Khả năng chống ăn mòn vượt trội (Lý do hàng đầu)
- Cơ chế:Nhôm tạo thành một lớp màng thụ động oxit nhôm ngay lập tức khi tiếp xúc với không khí. Lớp màng này có khả năng tự phục hồi nếu bị trầy xước.
- So với thép:Thép mạ kẽm dựa trên một lớp phủ kẽm. Nếu lớp phủ đó bị hư hại trong quá trình lắp đặt (ví dụ: mũi khoan bị rơi làm sứt lớp kẽm), thép bên dưới sẽ bị gỉ sét mạnh, đặc biệt là ở các khu vực ven biển hoặc công nghiệp.
- Phù hợp nhất cho: Các khu vực ven biển (hơi muối), đất nông nghiệp (phân bón amoniac) và các vùng có độ ẩm cao.
2.Cực kỳ nhẹ
- Nhôm nặngGiảm khoảng 65%so với thép cùng thể tích.
- Sự va chạm:Điều này giúp giảm đáng kể chi phí vận chuyển. Quan trọng hơn, đội ngũ lắp đặt có thểcác bộ phận xách tayĐưa vật liệu ra hiện trường mà không cần cần cẩu hay xe nâng, giúp tiết kiệm thời gian lao động từ 30–50%.
3.Tốc độ cài đặt (cắm là chạy)
- Các hệ thống nhôm hiện đại làđã được lắp ráp sẵntrong các nhà máy.
- Họ sử dụngcác kết nối bu lông(Đai ốc rãnh chữ T) thay vì yêu cầu hàn tại chỗ. Không hàn có nghĩa là không cần mài, không tia lửa điện, không cần kiểm tra chất lượng mối hàn yếu và không cần thời gian chờ khô. Bạn có thể lắp đặt hệ thống 10kW trong một ngày với 2 người.
4.Không nhiễm từ và dẫn điện
- Là kim loại không chứa sắt, nhôm không gây nhiễu cho các thiết bị điện tử nhạy cảm. Tính dẫn điện tự nhiên của nó giúp đơn giản hóa quá trình này.tiếp đấtThông thường, toàn bộ thanh ray nhôm sẽ hoạt động như một đường dẫn nối đất liên tục khi được nối đúng cách, giảm nhu cầu sử dụng thêm dây đồng.
Các thiết kế kết cấu phổ biến
Giá đỡ bằng nhôm gắn trên mặt đất có hai cấu hình chính:
MỘT.Độ nghiêng cố định (Loại phổ biến nhất)
- Mảng pin mặt trời được đặt ở một góc cố định (ví dụ: 20° hoặc 30°) quanh năm.
- Kết cấu:Thông thường làKhung chữ AhoặcKhung chữ VThiết kế hướng đến sự ổn định.
- Ưu điểm:Đơn giản, giá thành trên mỗi watt rẻ nhất, cực kỳ đáng tin cậy.
- Nhược điểm:Không thể theo dõi mặt trời.
B.Độ nghiêng có thể điều chỉnh / Độ nghiêng theo mùa
- Được thiết kế với các lỗ hoặc cơ cấu bánh răng cho phép thay đổi góc nghiêng từ 2–4 lần mỗi năm (nghiêng hơn vào mùa đông, phẳng hơn vào mùa hè).
- Kết cấu:Thường sử dụng bản lề trung tâm và thanh chống điều chỉnh được.
- Ưu điểm:Có thể thu được sản lượng năng lượng hàng năm cao hơn 5–15% so với hệ thống nghiêng cố định ở vĩ độ cao hơn.
(Lưu ý: Các thiết bị theo dõi một trục hoàn chỉnh hiếm khi được làm bằng nhôm do ứng suất xoắn; chúng thường yêu cầu lõi thép với thanh ray bằng nhôm).
Các yếu tố quan trọng cần xem xét khi lắp đặt
Để đảm bảo tuổi thọ lâu dài, hãy tuân thủ các quy tắc sau:
- Độ sâu của móng là yếu tố quan trọng nhất:Độ bền của nhôm thấp hơn thép (khoảng 70% độ bền kéo của thép). Do đó, kết cấu phải...thường xuyên chống đỡ hơnKhoảng cách giữa các cọc nên được quy định ở mức an toàn (ví dụ: tối đa 8-10 feet so với hơn 12 feet đối với cọc thép).
- Ngăn ngừa ăn mòn điện hóa:Mặc dù cấu trúc được làm bằng nhôm, nhưngCọc/vít móng thường được làm bằng thép.Luôn sử dụngTấm cách điện (vòng đệm PTFE/EVA)giữa trụ nhôm và tấm cọc thép. Ngoài ra, hãy sử dụngBu lông thép không gỉ (SS304/316)Không bao giờ được dùng bu lông thép carbon mạ kẽm để bắt trực tiếp vào nhôm.
- Kiểm soát mô-men xoắn:Ren nhôm rất dễ bị trờn ren. Luôn sử dụng dụng cụ chuyên dụng.cờ lê lựcvà tuân theo thông số kỹ thuật của nhà sản xuất (thường là 8–12 N·m cho bu lông M8/M10). Siết quá chặt sẽ làm nứt lớp oxit và có thể làm kẹt bu lông.
- Đầu nối tiếp đất:Mặc dù nhôm có khả năng dẫn điện, nhưng các quy định về điện yêu cầu phải có một lớp cách điện chuyên dụng.đầu nối tiếp đất đạt tiêu chuẩn ULĐược nối với đường ray, kết nối với một dây đồng dẫn vào cọc tiếp địa chính.
Khi nào nên chọn nhôm thay vì thép?
Kịch bản dự án | Vật liệu được đề xuất | Lý do |
|---|---|---|
Trang trại điện 5MW ở sa mạc Arizona | Thép mạ kẽm nhúng nóng | Thép rẻ hơn khi sản xuất với số lượng lớn; tải trọng gió rất lớn. |
Trang trại điện gió 200kW cách biển 500m. | Nhôm | Hơi muối sẽ phá hủy thép mạ kẽm trong vòng chưa đầy 5 năm. |
Nhà để xe trên mái (trên mái nhà kho) | Nhôm | Giới hạn trọng lượng của mái nhà rất quan trọng; vật liệu nhôm nhẹ hơn. |
Điện mặt trời nông nghiệp (Tấm pin mặt trời lắp đặt trên cây trồng/vật nuôi) | Nhôm | Amoniac từ phân bón/phân chuồng có tính ăn mòn rất cao đối với kẽm. |
Vị trí hẻo lánh, không có lối vào cho cần cẩu. | Nhôm | Vận chuyển bằng trực thăng/xe đẩy ưu tiên các vật liệu nhẹ. |
Tóm lại:Chọn nhôm vì khả năng chống ăn mòn, trọng lượng và tốc độ gia công. Chọn thép vì chiều dài nhịp tối đa và chi phí nguyên vật liệu tối thiểu.










