Aavikon PV -kiinnitysjärjestelmä

Energian käyttöönotto äärimmäisissä ympäristöissä: Desert PV -asennusjärjestelmän sovellustutkimus

Aurinkosähkökehityksen tausta autiomaisilla alueilla
Globaali energiarakenne kiihdyttää sen muutosta. Aavikon alueista on tullut tärkeitä alueita aurinkosähköasemien käyttöönotolle niiden korkean auringonpaisteen voimakkuuden ja rikkaiden maavarojen vuoksi. Varsinkin Luoteis -Kiinassa, Pohjois -Afrikassa, Lähi -idässä ja Amerikassa, valon resurssien vuotuinen keskiarvo on paljon korkeampi kuin muut alueet, mikä tarjoaa hyvän perustan aurinkoenergian kehitykselle. Aavikon PV -kiinnitysjärjestelmä on erityinen tukirakenne, joka on suunniteltu sopeutumaan äärimmäisiin ilmasto -olosuhteisiin ja tämän taustan alla oleviin monimutkaisiin maanmuotoihin.

Aavikkoympäristön ominaisuudet ja haasteet aurinkosähköasennukseen
Aavikon alueiden luonnollinen ympäristö on aivan erilainen kuin tavanomaiset maajärjestelmät, mikä asettaa korkeammat vaatimukset asennusjärjestelmien suunnittelulle ja materiaaleille:
* Korkea lämpötilaero: Päivän ja yön lämpötilaero on suuri, mikä asettaa testin rakenteen lämpölaajennukseen ja supistumiseen;
* Vahva tuuli ja hiekka: usein tuuli ja hiekka, karkea hiukkaskoko ja komponenttien pinnalla vakava kuluminen;
* Kuivilla ilmastolla: niukasti sademäärä, voimalaitosten alhainen ylläpitotaajuus ja asennusjärjestelmän on oltava korkea itsepuhdistuskyky;
* Pehmeä maaperän perusta: Huono pinnan vakaus, perustussuunnittelu on erityisen vahvistettava;
* Syövyttävät tuuli- ja hiekkakomponentit: Jotkut autiomaat sisältävät tuulen ja hiekan suolaliuos- ja alkalikomponentteja, jotka voivat pahentaa metallikorroosiota.
Aavikon PV -kiinnitysjärjestelmän ei ole vain täytettävä peruslaakerin perustoiminto, vaan myös tuulen ja hiekan vastus, korroosionkestävyys ja voimakas lämpöstabiilisuus.

Rakennetyyppi- ja suunnitteluperiaatteet
Projekti -asteikon, komponenttien asettelu- ja maasto -olosuhteiden mukaan autiomaatajärjestelmä on jaettu pääasiassa seuraaviin luokkiin:
1. Kiinteä kallistuskiinnike
Tämäntyyppinen järjestelmä ottaa käyttöön kiinteän kulman asennusmenetelmän yksinkertaisella rakenteella, kätevällä asennuksella ja helppo edistää suuressa mittakaavassa. Kallistuskulma määritetään paikallisen leveysasteen ja valon jakauman mukaan, ja se on yleensä asetettu välillä 20–35 astetta.
*Rakenne: käytetään kuumana galvanoituja teräs- tai alumiiniseoskomponentteja, ja runkorakenne on vakaa;
*Edut: pienet ylläpitovaatimukset, mukautettavissa pölyisiin ympäristöihin;
*Rajoitukset: Kiinteä kallistusasetus voi rajoittaa sähköntuotannon tehokkuutta ympäri vuoden.
2. Säädettävä kulmakiinnike
Kallistuskulma säädetään mekaanisesti tai manuaalisesti, sopii alueille, joilla on ilmeiset kausiluonteiset auringonpaisteen erot. Kulman säätörakenteessa on oltava vakaa lukitusmekanismi tuulen ja hiekan häiriöiden estämiseksi.
*Sovellettavat skenaariot: keskipitkät ja suuret maa -asemat;
*Ominaisuudet: Paranna sähköntuotannon tehokkuutta alhaisissa aurinkokulmissa talvella;
*Haasteet: Varmista, että kulman säätölaite on jatkuvasti luotettava tuulen ja hiekan kannen alla.
3. Seuranta kiinnike (yksi akseli/kaksoisakseli)
Korkean tehokkuuden sähköntuotantotila, komponentit liikkuvat auringon etenemisen myötä. Aavikossa on vahva auringonpaiste ja pitkä auringonpaiste, mikä on ihanteellinen sovelluspaikka seurantajärjestelmille. Sen rakenne on kuitenkin monimutkainen ja vaatii korkeaa käyttöä ja huoltoa.
*Avainpisteet: Korkeasuojaustason moottorijärjestelmä, vakaa tukisarakkeen suunnittelu;
*Riski: Äärimmäisissä hiekkarannat säällä liikkuvat osat voivat käyttää enemmän tai hilloa;
*Vastatoimet: Lisää suojakansi ja käytä voitelutiivistimet.

Materiaalivalinta- ja suojausprosessi
Aavikon korkeassa korroosio- ja voimakkaassa tuuli- ja hiekkaympäristössä materiaalin suorituskyky liittyy suoraan järjestelmän vakauteen ja elämään:
*Terästyyppi: Hot-DIP-galvanoitua Q235B- tai Q355B-terästä käytetään usein, ja pinnan galvanoivan paksuuden on yleensä saavutettava ≥80 μm tai enemmän;
*Alumiiniseosmateriaali: 6063-T5/6005-T5-alumiini käytetään laajasti korroosionestorakenteissa, mutta poikkileikkausmallin on vahvistettava korkean tuulen alueilla;
*Pultit ja kiinnittimet: Käytä ruostumattomasta teräksestä 304 tai Dacrometia ruosteen ehkäisyyn;
*Pintakäsittely: Anodisoiva, elektroforeettinen pinnoite, jauhemaalaus ja muut menetelmät korroosionkestävyyden parantamiseksi.
Suojakerrosprosessissa on harkittava kulutuskestävyyttä pitkän aikavälin kosketuksessa tuulen ja hiekan kanssa pinnan kuorinnan aiheuttaman rakenteellisen altistumisen välttämiseksi.

Säätiötyyppi ja säätiön mukautumissuunnittelu
Aavikon pintarakenne on monipuolinen, jotkut ovat hiekkadyynejä ja jotkut ovat puolikerroksisia autiomaa. Tukesätiöjärjestelmä on sovittava joustavasti:
1. Ruuvipaaluperusta
Yleisesti käytetty alueilla, joilla on heikko maaperän kantavuus, nopea rakenne, pienet vahingot, helppo purkaa ja käyttää uudelleen.
* Vahva sopeutumiskyky voi tunkeutua pehmeisiin maaperän kerroksiin;
* Voidaan hakata geologisten porauslaitteiden kanssa;
* Rust-pinnoituksen vastainen eheys on otettava huomioon.
2. Paalun perusta
Joillakin alueilla voidaan käyttää teräspaaluja tai betonipaloja, joilla on korkea laakerikyky ja jotka sopivat hankkeisiin, joissa on suuria tuulenkuormia.
* Rakentamiseen tarvitaan raskaita laitteita, ja työn määrä on suuri;
* Staattiset tunkeutumistestit on tehtävä etukäteen, kun geologisia eroja on suuria;
* Suunnittelun on määritettävä kasan syvyys kerrosten jakautumisen ja stressianalyysin perusteella.
3. Cement -säätiö
Käytetään enimmäkseen voimalaitosprojekteissa maan kovettumisolosuhteissa, etenkin alueilla, joilla paalaminen ei ole sallittua.
* Korkea vakaus, hieman korkeammat kustannukset kuin muut muodot;
* Pitkä rakennusjakso, korkeat rakennusvaatimukset;
* Huono kyky selviytyä säätiön ratkaisusta.

Rakenteelliset tuulenkestävyys- ja pölynhallintastrategiat
Aavikon alueilla, joilla on usein tuuli ja hiekkas myrskyjä, rakenteellista tuulenkestävyyttä ja pölyn ehkäisyn suunnittelua ei voida sivuuttaa:
* Tuulenkuorman suunnittelu: tulisi muotoilla paikallisen äärimmäisen tuulen nopeuden tietojen perusteella, ja se on yleensä suunniteltu tuulen nopeuden tason mukaan 50 vuodessa;
* Moduulin taustan tuuletussuunnittelu: optimoi tuulenkestävyys jättämällä aukot tukirakenteeseen;
* Pölynsuojaus: Tavallinen moduulin puhdistus, pölynkestävän moduulin lasin käyttö;
* Kaltevuussuojaus ja pinnan tiivistys: estä pohjaa paljastumasta ja heikentymästä tuulen tai pesemästä.

Rakenteellinen optimointipolku autiomaalle PV -kiinnitysjärjestelmälle, joka sopeutuu äärimmäisiin ympäristöihin

Aavikon alueilla varustetun aurinkosähkörakenteen erityisyys
Aavikon alueilla on laaja käyttämätön maa ja korkeat auringonpaisteen resurssit, jotka sopivat laajamittaiseen aurinkosähkövoiman tuotantoon. Erityiset maantieteelliset ja ilmasto -olosuhteet tuovat kuitenkin myös rakennusvaikeuksia. Esimerkiksi korkea lämpötila, usein tuuli ja hiekka, suuret lämpötilaero päivä ja yön, huono pintalaakerin kapasiteetti ja muut ongelmat haastavat valovoiman voimalaitosten rakenteellisen stabiilisuuden ja pitkäaikaisen toiminnan tehokkuuden. Siksi suunnittelu aavikon PV -kiinnitysjärjestelmä on optimoitava rakenteessa, materiaaleissa ja rakennusmenetelmissä sopeutuakseen ankaraan ympäristöön.

Aavikon PV -kiinnitysjärjestelmän rakennetyypit
Aavikon ympäristöissä yleisiä aurinkosähkötukijärjestelmiä ovat:
* Kiinteä kallistustuki: Hyvä rakenteellinen vakaus, helppo asennus, jota käytetään laajasti alueilla, joilla on voimakas tuuli ja hiekka.
* Säädettävä kulmatuki: voi säätää kulmaa vuodenajan mukaan parantamaan sähköntuotantotehokkuutta, mutta rakenne on monimutkaisempi ja siinä on korkeat ylläpitovaatimukset.
* Seurantatuki (yhden akselin tai kaksoisakselin): Voi seurata auringon etenemistä automaattisesti energiantuotannon lisäämiseksi, ja sitä käytetään joissakin autiomaassa olevissa projekteissa pilottina, mutta sillä on korkeammat vaatimukset tukirakenteen vakaudesta ja hiekanhallintajärjestelmästä.
Erityyppisten tukijärjestelmien valintaa autiomaassa ympäristöissä on arvioitava kattavasti yhdessä tekijöiden, kuten projektin sähkön hinnan, maan kustannusten, rakennusten mukavuuden ja ylläpitokapasiteetin kanssa.

Materiaalin valinta ja korroosion vastainen käsittely
Aavikon alueet ovat kuivia ja tuulisia ympäri vuoden, ja materiaalit kohtaavat jatkuvaa tuulen eroosiota ja ultraviolettisäteilyä. Yleisiä materiaalien valinta- ja hoitomenetelmiä ovat:
*Hot-DIP-galvanoitu teräs: sillä on voimakas korroosionkestävyys ja se on nykyinen valtavirran valinta.
*Alumiiniseoskiinnike: kevyt, hyvä korroosionkestävyys, sopii projekteihin, joilla on alhaiset kuormitusvaatimukset.
*Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen komponenttiliittimet: Käytetään osien kytkemiseen löysämisen ja korroosion estämiseksi pitkäaikaisen toiminnan aikana.
*Pintasuihkutus tai anodisoiva käsittely: Paranna edelleen materiaalin pinnan korroosionkestävyyttä ja UV -vastustuskykyä ja pidentävät järjestelmän käyttöikää.
Materiaalien ja prosessien hyvä sovittaminen voi tehokkaasti parantaa aavikon PV -kiinnitysjärjestelmän vakaata toimintakykyä erittäin syövyttävissä ja tuulisessa ympäristössä.

Säätiön suunnittelu ja mukautuva rakennusstrategia
Aavikon pinta on enimmäkseen pehmeää hiekkaa tai suolaliuoksen alkali-maata, jolla on korkeat vaatimukset perustamiskapasiteettille. Yleisiä perustamuotoja ovat:
*Ruuvipaaluperusta: Yksinkertainen rakenne, soveltuu hiekkaiseen maaperään ja helppo purkaa ja koota myöhemmin.
*Paalun perusta: Soveltuu autiomaahan maaperään, jolla on vahva tiivistys, hyvä vakaus, mutta rakennuslaitteiden korkeat vaatimukset.
*Sementtivalettu paaluilla: Käytetään alueilla, joilla on monimutkaisia ​​geologisia olosuhteita tai pohjaveden tasoa, pitkällä rakennusjaksolla.
Erityisissä rakenteissa on tarpeen suorittaa riittävä geologinen kysely tekijöiden, kuten kerrosrakenteen, pohjaveden taso, tuulenkuorman paineen jne. Arviointiin, jotta voidaan määrittää kohtuullinen perustatyyppi, ja omaksua mekanisoituja rakennusmenetelmiä ihmisten virheiden vähentämiseksi.

Hiekan ehkäisy ja rakenteellinen vakaussuunnittelu
Hiekan ja pölyn vaikutus aurinkosähkömoduuleihin ja kiinnikejärjestelmiin heijastuu pääasiassa:
* Moduulin pinnan peittäminen, mikä vaikuttaa sähköntuotannon tehokkuuteen;
* Kertyen kiinnikkeen rakenteeseen, kiihdyttäen kulumista ja korroosiota;
* Korkea tuuli ja hiekka sää aiheuttaa rakenteellisia stressiä.
* Näiden vaikutusten vähentämiseksi aavikon PV -asennusjärjestelmän suunnittelun on otettava huomioon:
* Nosta maapallon pohjassa oleva maadoitus hiekan ja pölyn kertymisen vähentämiseksi;
* Optimoi moduulijärjestelyn kallistuskulma ja käytä tuulivoimaa itsepuhdistukseen;
* Vahvista kiinnikkeen ja maan välistä yhteyttä tuulenkestävyyden parantamiseksi;
* Aseta tuuli- ja hiekka -aidat tai kasvihihnat puskurivyöhykkeen muodostamiseksi tuulen eroosion vähentämiseksi.
Järjestelmän stressin simulointianalyysi on myös tärkeä osa suunnittelua. On välttämätöntä yhdistää paikalliset historialliset meteorologiset tiedot ja tyypilliset tuuli- ja hiekkamallit rakenteellisen vasteen arvioimiseksi äärimmäisissä sääolosuhteissa.

Käyttö- ja huolto- ja hallintaehdotukset
Aavikkoympäristöjen käyttö ja ylläpito ovat tärkeä osa voimalaitosten pitkän aikavälin suorituskyvyn varmistamista. Suositeltuja käyttö- ja huoltotoimenpiteitä ovat:
*Säännöllisesti puhtaat aurinkosähkömoduulit, joita voidaan ruiskuttaa drooneilla, kuivalla harjauslaitteilla tai automaattisilla puhdistusjärjestelmillä;
*Tarkista, ovatko kiinnikkeen liitännäiset osat löysät vai syövyttävät;
*Seurantajärjestelmän on tarpeen seurata, ovatko toimilaitteet juuttuneet hiekkaan;
*Vahvista tuulen ja hiekanhallintalaitosten rakentamista ja huoltoa alueen ympärillä.
*Samanaikaisesti etävalvontajärjestelmän asentaminen voi tarttua järjestelmän toiminnan tilaan reaaliajassa ja vähentää korkean lämpötilan ja korkean riskin alueita saapuvien ihmisten määrää.

Aavikon PV -asennusjärjestelmän kehityssuuntaus
Aavikon aurinkosähköprojektien laajamittaisen mainostamisen myötä autiomaa PV-asennusjärjestelmän tulevaisuuden tekninen kehityssuunta sisältää pääasiassa:
*Modulaarinen asennussuunnittelu rakennustehokkuuden parantamiseksi;
*Materiaalipäivitys, kuten erittäin luja kevyt komposiittimateriaalit;
*Älykäs käyttö- ja huoltotuki, kuten anturin seuranta ja AI -vikavaroitus;
*Yhdistettynä ekologiseen palauttamiseen energian ja ympäristönsuojelun yhteisrakentamisen saavuttamiseksi.
Sekä politiikan että markkinoiden kysynnän ohjaamana autiomaassa aurinkosähköistä tulee tärkeä voima uuden energian mittakaavan edistämisessä, ja ne asettavat korkeammat vaatimukset aurinkosähkötukijärjestelmien sopeutumiskyvylle.