Montážny systém púštneho PV

Nasadenie energie v extrémnych prostrediach: Výskum aplikácií pre montážny systém Desert PV

Pozadie fotovoltaického vývoja v púštnych oblastiach
Globálna energetická štruktúra urýchľuje jej transformáciu. Púštne oblasti sa stali dôležitými oblasťami pre nasadenie fotovoltaických elektrární z dôvodu ich vysokej intenzity slnečného žiarenia a bohatých zdrojov pôdy. Najmä v severozápadnej Číne, severnej Afrike, na Strednom východe a častiach Ameriky je ročný priemer svetelných zdrojov oveľa vyšší ako iné regióny, čo poskytuje dobrý základ pre rozvoj solárnej energie. Montážny systém púštneho pv je špeciálna podporná štruktúra navrhnutá na prispôsobenie sa extrémnym klimatickým podmienkam a zložité formy pozemkov v tomto pozadí.

Charakteristiky púštneho prostredia a výzvy pre montáž fotovoltaického
Prírodné prostredie v púštnych oblastiach sa celkom líši od konvenčných pozemných systémov, čo kladie vyššie požiadavky na návrh a materiály montážnych systémov:
* Rozdiel s vysokou teplotou: teplotný rozdiel medzi dňom a nocou je veľký, čo kladie test na tepelnú expanziu a kontrakciu štruktúry;
* Silný vietor a piesok: častý vietor a piesok, veľkosť hrubých častíc a silné opotrebenie na povrchu komponentov;
* Suché podnebie: zriedkavé zrážky, nízka frekvencia údržby elektrární a montážny systém musí mať vysokú schopnosť samočistiac;
* Nadácia mäkkej pôdy: Zlá stabilita povrchu, je potrebné obzvlášť posilniť dizajn základov;
* Korozívne komponenty vetra a piesku: Niektoré púštne oblasti obsahujú soľné a alkalické komponenty vo vetre a piesku, ktoré môžu zhoršiť kovovú koróziu.
Montážny systém púštneho FV musí nielen splniť základnú funkciu ložiska, ale mať aj charakteristiky odporu vetra a piesku, odolnosti proti korózii a silnej tepelnej stability.

Zásady konštrukcie a dizajnu
Podľa stupnice projektu, usporiadania komponentov a podmienok terénu je systém púštnej konzoly rozdelený hlavne do nasledujúcich kategórií:
1. Držiak na pevné naklonenie
Tento typ systému prijíma metódu inštalácie pevného uhla s jednoduchou štruktúrou, pohodlnou inštaláciou a ľahko sa propaguje vo veľkom rozsahu. Uhol sklonu je určený podľa lokálnej šírky a distribúcie svetla a vo všeobecnosti sa nastavuje medzi 20 a 35 stupňami.
*Štruktúra: Používajú sa zložky zliatiny s galvanovanou oceľou alebo hliníkom a štruktúra rámca je stabilná;
*Výhody: Nízke požiadavky na údržbu, prispôsobiteľné prašným prostrediam;
*Obmedzenia: Účinnosť výroby energie počas celého roka môže byť obmedzená nastavením pevného sklonu.
2. Nastaviteľná konzola uhla
Uhol sklonu je upravený mechanicky alebo ručne, vhodný pre oblasti so zjavnými sezónnymi slnečnými rozdielmi. Štruktúra úpravy uhla musí mať stabilný blokovací mechanizmus, aby sa zabránilo rušeniu vetra a piesku.
*Uplatniteľné scenáre: stredné a veľké pozemné elektrárne;
*Funkcie: Zlepšite účinnosť výroby energie v zime pri nízkych uhloch slnka;
*Výzvy: Uistite sa, že zariadenie na nastavenie uhla je pri kryte vetra a piesku neustále spoľahlivé.
3. Držiak na sledovanie (jednoduchá os/Dual Axis)
Vysokoúčinný režim výroby energie, komponenty sa pohybujú s Sunovou trajektóriou. Púšť má silné slnečné žiarenie a dlhý slnečný svit, čo je ideálnym miestom aplikácie pre sledovacie systémy. Jeho štruktúra je však zložitá a vyžaduje vysokú prevádzku a údržbu.
*Kľúčové body: Vysoký motorový systém na úrovni ochrany, stabilný návrh stĺpca podpory;
*Riziko: V extrémnom počasí s piesočnou búrkou môžu pohyblivé časti nosiť viac alebo džem;
*Protiopatrenia: Pridajte ochranné kryty a použite mazacie tesniace materiály.

Proces výberu a ochrany materiálu
Vo vysokej korózii a prostredí vysokého vetra a piesku v púšti je výkon materiálu priamo spojený so stabilitou a životnosťou systému:
*Typ ocele: Horúca galvanizovaná galvanizovaná Q235B alebo Q355B oceľ sa používa často a hrúbka povrchovej galvanizácie zvyčajne potrebuje dosiahnuť ≥80 μm alebo viac;
*Materiál zliatiny hliníka: 6063-T5/6005-T5 hliník sa široko používa v antikoróznych štruktúrach, ale dizajn prierezu je potrebné posilniť v oblastiach s vysokým vetrom;
*Skrutky a upevňovacie prvky: Na prevenciu hrdze používajte nehrdzavejúcu oceľ 304 alebo Dacromet;
*Povrchové ošetrenie: eloxizovanie, elektroforetické povlaky, práškové povlaky a ďalšie metódy na zlepšenie odolnosti proti korózii.
Proces ochrannej vrstvy musí zvážiť odolnosť proti opotrebeniu pri dlhodobom kontakte s vetrom a pieskom, aby sa predišlo štrukturálnej expozícii v dôsledku povrchového odlupovania.

Typ nadácie a návrh adaptability nadácie
Povrchová štruktúra púšte je rôznorodá, niektoré sú pieskové dúny a niektoré sú polo tvrdé púšte. Systém základov podpory musí byť flexibilne zladený:
1. Nadácia pre hromady skrutiek
Bežne sa používajú v oblastiach so slabou kapacitou ložiska pôdy, rýchlej konštrukcie, malého poškodenia, ľahko sa demontovateľný a opätovné použitie.
* Silná adaptabilita môže preniknúť do mäkkých pôdnych vrstiev;
* Môže byť vopred vopred geologickým vŕtacím zariadením;
* Je potrebné zvážiť integritu protiútokov.
2. Pile Foundation
V niektorých oblastiach sa môžu použiť oceľové hromady alebo prefabrikované betónové hromady, ktoré majú vysokú kapacitu ložiska a sú vhodné pre projekty s veľkým zaťažením vetra.
* Na výstavbu sa vyžaduje ťažké vybavenie a množstvo práce je veľké;
* Statické testy penetrácie sa musia vykonať vopred, keď existujú veľké geologické rozdiely;
* Dizajn musí určiť hĺbku hromady na základe distribúcie vrstiev a analýzy napätia.
3 Cement Foundation
Väčšinou sa používajú v projektoch elektrární v podmienkach vytvrdnutia zeme, najmä v oblastiach, v ktorých nie je povolená hromada.
* Vysoká stabilita, o niečo vyššie náklady ako iné formy;
* Dlhé obdobie výstavby, vysoké požiadavky na výstavbu;
* Zlá schopnosť vyrovnať sa s vyrovnaním nadácie.

Štrukturálne stratégie odolnosti proti vetru a kontroly prachu
V púštnych oblastiach s častým vetrom a pieskovcami nemožno ignorovať štrukturálny odpor vetra a dizajn prevencie prachu:
* Dizajn zaťaženia vetra: Mal by sa formulovať na základe miestnych údajov o rýchlosti extrémnej rýchlosti vetra a mal by byť zvyčajne navrhnutý podľa úrovne rýchlosti vetra raz za 50 rokov;
* Návrh vetracieho modulu modulu: Optimalizácia odporu vetra tým, že ponecháva medzery v podpornej štruktúre;
* Správa ochrany prachu: pravidelné čistenie modulov, použitie skla modulu odolného voči prachom;
* Ochrana svahu a zhutnenie povrchu: Zabráňte odkrytiu a eródiu základu vetrom alebo vymytím.

Cesta štrukturálnej optimalizácie pre montážny systém púštneho PV prispôsobenia sa extrémnym prostrediam

Zvláštnosť fotovoltaickej konštrukcie v púštnych oblastiach
Púštne oblasti majú rozsiahle nevyužité zdroje pôdy a vysoké slnečné žiarenie, ktoré sú vhodné pre rozsiahlu fotovoltaickú výrobu energie. Osobitné geografické a klimatické podmienky však tiež prinášajú stavebné ťažkosti. Napríklad vysoká teplota, častý vietor a piesok, veľký teplotný rozdiel medzi dňom a nocou, zlá kapacita povrchového ložiska a ďalšie problémy budú spochybniť štrukturálnu stabilitu a dlhodobú prevádzkovú účinnosť fotovoltaických elektrární. Preto dizajn montážny systém púštneho pv Je potrebné optimalizovať v štruktúre, materiáloch a konštrukčných metódach, aby sa prispôsobili tvrdému prostrediu.

Konštrukčné typy montážneho systému púštneho FV
Bežné fotovoltaické podporné systémy v púštnych prostrediach zahŕňajú:
* Podpora pevného sklonu: dobrá štrukturálna stabilita, ľahká inštalácia, široko používaná v oblastiach s silným vetrom a pieskom.
* Nastaviteľná podpora uhla: Môže upraviť uhol podľa sezóny tak, aby sa zlepšila účinnosť výroby energie, ale štruktúra je zložitejšia a má vysoké požiadavky na údržbu.
* Podpora sledovania (jednoosová osi alebo dvojosová os): Môže automaticky sledovať trajektóriu Slnka, aby sa zvýšila výroba energie, a používa sa v niektorých púštnych projektoch na pilotnom základe, ale má vyššie požiadavky na stabilitu podpornej štruktúry a systém riadenia piesku.
Výber rôznych typov podporných systémov v púštnom prostredí sa musí komplexne vyhodnotiť v kombinácii s faktormi, ako sú cena elektrickej energie projektu, náklady na pôdu, výstavbu a kapacitu údržby.

Výber materiálu a liečba proti korózii
Púštne oblasti sú suché a veterné po celý rok a materiály čelia nepretržitej erózii vetra a ultrafialovému žiareniu. Bežné metódy výberu materiálov a liečby zahŕňajú:
*Horúca galvanizovaná oceľ: Má silný odolnosť proti korózii a je súčasnou voľbou hlavného prúdu.
*Hliníková držiak zliatiny: ľahká hmotnosť, dobrý odolnosť proti korózii, vhodný pre projekty s nízkymi požiadavkami na zaťaženie.
*Konektory komponentov z nehrdzavejúcej ocele: používané na spojenie častí na zabránenie uvoľneniu a korózii počas dlhodobej prevádzky.
*Povrchové rozprašovanie alebo eloxujúce ošetrenie: ďalej zvyšujte odolnosť proti korózii a UV odolnosť povrchu materiálu a predĺžte životnosť systému.
Dobré porovnávanie materiálov a procesov môže účinne zlepšiť stabilnú prevádzkovú schopnosť montážneho systému púštneho PV vo vysoko korozívnom a veternom prostredí.

Návrh nadácie a adaptívna stavebná stratégia
Púštnym povrchom je väčšinou mäkký piesok alebo pôda s fyziologickým roztokom, ktorá má vysoké požiadavky na základnú kapacitu ložiska. Bežné formy nadácie zahŕňajú:
*Nadácia pre hromadu: jednoduchá konštrukcia, vhodná pre piesočnatú pôdu a ľahko sa rozoberá a zostavuje neskôr.
*PILE Foundation: Vhodný pre púštnu pôdu so silným zhutnením, dobrou stabilitou, ale vysokými požiadavkami na stavebné vybavenie.
*Cement Cast-In-Place: Používa sa v oblastiach s komplexnými geologickými podmienkami alebo hladinami podzemnej vody, s dlhou výstavbou.
Pri špecifickej konštrukcii je potrebné vykonať dostatočné geologické prieskumy na vyhodnotenie faktorov, ako je štruktúra vrstvy, hladina podzemnej vody, tlak zaťaženia vetra atď., Aby sa určilo primeraný typ základu a prijali mechanizované konštrukčné metódy na zníženie ľudských chýb.

Prevencia piesku a návrh stability konštrukcie
Vplyv piesku a prachu na fotovoltaické moduly a systémy konzoly sa odráža hlavne v:
* Pokrytie povrchu modulu, ktorý ovplyvňuje účinnosť výroby energie;
* Hromadenie v štruktúre konzoly, zrýchlenie opotrebenia a korózie;
* Počasie s vysokým vetrom a pieskom spôsobuje zmeny štrukturálneho stresu.
* Aby sa tieto účinky znížili, musí zvážiť návrh púštneho montážneho systému FV:
* Zdvihnite svetlú vôľu na spodnej časti konzoly, aby ste znížili akumuláciu piesku a prachu;
* Optimalizujte uhol sklonu usporiadania modulov a na samočistenie využívajte veternú energiu;
* Posilniť spojenie medzi držiakom a zemou, aby ste zlepšili odolnosť proti vetru;
* Nastavte vetry a pieskové ploty alebo rastlinné pásy tak, aby vytvorili nárazníkovú zónu na zníženie erózie vetra.
Analýza simulácie stresu systému je tiež dôležitou súčasťou návrhu. Na vyhodnotenie štrukturálnej reakcie za extrémnych poveternostných podmienok je potrebné kombinovať miestne historické meteorologické údaje a typické modely vetra a piesku.

Návrhy prevádzky a údržby a riadenia
Prevádzka a údržba v púštnych prostrediach je dôležitou súčasťou zabezpečenia dlhodobého výkonu elektrární. Odporúčané opatrenia na prevádzku a údržbu zahŕňajú:
*Pravidelne čistia fotovoltaické moduly, ktoré je možné postriekať pomocou bezpilotných lietadiel, zariadení na suché kefovanie alebo automatické čistiace systémy;
*Skontrolujte, či sú pripojené časti konzoly voľné alebo korodované;
*V prípade sledovacieho systému je potrebné monitorovať, či sú ovládače uviaznuté v piesku;
*Posilniť výstavbu a údržbu zariadení na reguláciu vetra a piesku v okolí.
*Zároveň môže inštalácia systému vzdialeného monitorovania pochopiť stav prevádzky systému v reálnom čase a znížiť počet ľudí vstupujúcich do oblastí s vysokou teplotou a vysokorizikom.

Vývojový trend upevňovacieho systému púštneho PV
S rozsiahlou propagáciou púštnych fotovoltaických projektov zahŕňa najmä smerovanie púštneho montážneho systému púštneho PV.
*Návrh modulárnej inštalácie na zlepšenie efektívnosti konštrukcie;
*MATERIÁLNE UPDALENIE, ako sú napríklad vysoko pevné ľahké kompozitné materiály;
*Inteligentná podpora prevádzky a údržby, ako je monitorovanie senzora a varovanie o poruche AI;
*V kombinácii s ekologickou obnovou na dosiahnutie spoločnej konštrukcie energie a ochrany životného prostredia.
Desert Photovoltaics, poháňaná politikou a dopytom po trhu