Как продлить срок службы аксессуаров для алюминиевых фотоэлектрических кронштейнов

В солнечных фотоэлектрических (PV) системах монтажная конструкция играет решающую роль в закреплении модулей, выдерживании ветровых нагрузок и передаче нагрузок на фундамент. Хотя фотоэлектрические модули часто рассматриваются как «сердце» системы, различные монтажные аксессуары,-такие как зажимы, соединители направляющих, болты и прокладки-выступают в роли «сочленений» и «связок», которые поддерживают структурную целостность и обеспечивают долгосрочную-стабильную работу. Несмотря на свой небольшой размер, эти компоненты являются решающими факторами в том, сможет ли фотоэлектрическая установка работать безопасно и эффективно в течение всего расчетного срока службы, составляющего 25 и более лет.

 

Среди различных материалов, используемых для монтажных систем, алюминиевые сплавы (особенно серии 6063-T5/T6) стали основным выбором на мировом рынке благодаря их высокому соотношению-к-весу, превосходной коррозионной стойкости, простоте изготовления и-экономической эффективности. Однако многие владельцы проектов и монтажники впадают в заблуждение, что «алюминиевые сплавы никогда не ржавеют», что приводит к тому, что они пренебрегают необходимыми мерами по техническому обслуживанию и защите. В действительности, хотя на поверхности алюминиевых сплавов естественным образом образуется плотный оксидный слой, этот слой может быть нарушен в определенных средах-, таких как зоны с высокой влажностью, сильными солевыми брызгами, промышленным загрязнением или длительным накоплением воды, что потенциально может привести к коррозии, точечной коррозии и даже разрушению конструкции. Поэтому научное понимание механизмов коррозии и применение эффективных защитных мер имеют важное значение для продления срока службы монтажных аксессуаров.

 

В этой статье систематически анализируются пять ключевых факторов, способствующих старению фотоэлектрических аксессуаров из алюминиевого сплава. В нем также предлагаются практические стратегии продления срока службы,-охватывающие выбор материалов, стандарты установки и текущее обслуживание-, которые помогут обеспечить действительно "бесполезный"-25-летний срок службы вашей фотоэлектрической установки.

 

 

Гальваническая коррозия-Самый распространенный «невидимый убийца»
Когда компоненты из алюминиевого сплава вступают в прямой контакт с болтами из нержавеющей стали, заземляющими проводами из углеродистой стали или медными кабельными наконечниками в средах, подверженных воздействию дождя, конденсата или солевого тумана, образуется цепь гальванического элемента. Поскольку электродный потенциал алюминия значительно ниже, чем у нержавеющей или углеродистой стали, алюминий действует как анод и преимущественно корродирует, образуя белый порошкообразный оксид (широко известный как «белая ржавчина»). В тяжелых случаях это приводит к ослаблению соединений и резкому снижению-несущей способности. Установите изолирующие прокладки (изготовленные из таких материалов, как нейлон, резина EPDM или ПТФЭ) между всеми разнородными металлическими контактными поверхностями, чтобы разорвать электрохимическую цепь. Для заземляющих соединений используйте наконечники из алюминия или луженой меди и нанесите проводящую пасту, чтобы предотвратить прямой контакт меди-алюминия. В прибрежных районах или регионах с сильным промышленным загрязнением рекомендуется использовать болты с изолирующими втулками или биметаллическими шайбами ​​(например, переходными шайбами ​​из алюминия-нержавеющей стали).

 

Щелевая коррозия и точечная коррозия-Скрытые «язвы»
Если вода, пыль или отложения соли скапливаются в щелях-например, между головкой болта и поверхностью профиля или в месте нахлеста между зажимом и рельсом-образуется ячейка концентрации кислорода. Область внутри щели имеет низкое содержание кислорода и действует как анод, подвергаясь локализованному растворению, тогда как область снаружи имеет высокое содержание кислорода и действует как катод, ускоряя коррозию внутри щели. Как только этот тип коррозии начинается, он часто распространяется глубоко, подобно язве; поскольку его трудно обнаружить, он представляет собой значительный риск для безопасности. Во время установки предварительно-просверлите дренажные отверстия (диаметром 6–8 мм) в местах, склонных к скоплению воды, например, на концах профиля и участках под зажимами, чтобы обеспечить своевременный сток дождевой воды. Загерметизируйте щели нейтральным силиконовым герметиком (кислотные герметики строго запрещены, поскольку они разъедают алюминий), но регулярно проверяйте герметик на предмет старения или растрескивания.
Каждые шесть месяцев промывайте систему крепления с помощью водяного пистолета высокого-напора (при стандартном рабочем давлении) или нейтрального чистящего средства, уделяя особое внимание очистке щелей и внутренних полостей профилей.

 

Коррозионное растрескивание под напряжением (SCC)-"Бомба замедленного действия" в холодных и влажных регионах
В средах, характеризующихся высокой влажностью, промышленными кислотными дождями или прибрежными солевыми брызгами, высокопрочные алюминиевые сплавы-(такие как 6061-T6 и 6063-T6) могут подвергаться межкристаллитному коррозионному растрескиванию под напряжением при длительном растягивающем напряжении. Этот режим отказа является внезапным; компоненты часто ломаются без предупреждения, что приводит к несчастным случаям, связанным с падением узлов. Предпочтительны алюминиевые сплавы отпуска Т6 (пикового старения), поскольку они обеспечивают превосходную стойкость к коррозии под напряжением по сравнению со сплавами отпуска Т5. Предварительную нагрузку болта необходимо строго контролировать, чтобы избежать чрезмерного растягивающего напряжения, вызванного перетяжкой. Рекомендуется использовать динамометрический ключ, соблюдая значения крутящего момента, указанные производителем (например, 20–25 Н·м для болтов М8). Для проектов в прибрежных районах с высоким уровнем воздействия солевых брызг рекомендуется использовать профили с толщиной анодированного покрытия более или равной 25 мкм (AA25) или наносить покрытие из фторуглерода (ПВДФ) для дальнейшего повышения коррозионной стойкости.

 

Механический износ и раздражение-"Хроническая усталость", вызванная вибрацией ветра
Фотоэлектрические электростанции подвергаются воздействию окружающей среды в течение длительного времени. Вибрация,-вызванная ветром (особенно длинных-консольных зажимов), а также тепловое расширение/сжатие, вызванное суточными колебаниями температуры, могут вызвать незначительное относительное скольжение болтовых соединений. Этот фрикционный износ постепенно разрушает оксидный слой, обнажая свежие алюминиевые поверхности и вызывая коррозию. В то же время истирание приводит к потере предварительного натяга болта и усугубляет ослабление, создавая порочный круг «износ – ослабление – ускоренный износ». Чтобы болты оставались надежными при вибрации, следует использовать противо-гайки, предотвращающие ослабление ослабления (например, нейлоновые-вставные контргайки) или-клеи для фиксации резьбы (например, Loctite 243). Под головки болтов и гайки следует установить большие плоские шайбы, чтобы распределить нагрузку и минимизировать локальные вмятины на поверхности профиля. После установки красочным маркером следует нанести «метку момента затяжки» на стыке головки болта и профиля, чтобы облегчить быстрое обнаружение ослабления во время проверок.

 

 

Выбор материала и обработка поверхности-Борьба с коррозией в ее источнике
Вариант 1: Анодирование. Рекомендуемая толщина покрытия больше или равна AA15 мкм (стандартная внешняя среда) или AA25 мкм (прибрежные или сильно загрязненные районы). Высококачественные-анодно-оксидные пленки обладают высокой твердостью и износостойкостью, а также способностью к самовосстановлению-(внутренняя часть повторно-окисляется при повреждении). Вариант 2: Порошковая покраска. Используйте порошковые покрытия из полиэстера (ПЭ) или поливинилиденфторида (ПВДФ) толщиной 60–120 мкм. Покрытия из ПВДФ обладают превосходной устойчивостью к атмосферным воздействиям, что делает их идеальными для регионов с высоким уровнем УФ-излучения. Вариант 3: Выбор болта. Использование стандартных болтов из углеродистой стали строго запрещено для наружных работ (даже оцинкованные выйдут из строя в течение 5–10 лет). Рекомендуется использовать болты из нержавеющей стали A2-70 (304) или A4-80 (316). Для прибрежных проектов предпочтительным выбором является нержавеющая сталь марки 316; содержание молибдена в нем значительно повышает устойчивость к питтинговой коррозии, вызванной хлоридами.

 

Установка и обслуживание-Детали определяют успех
Чрезмерная затяжка может сорвать резьбу или смять профили, а недостаточная затяжка приводит к ослаблению резьбы. Всегда используйте динамометрический ключ с заданным моментом и регулярно калибруйте его. Ориентировочные значения крутящего момента: M6 (8–10 Н·м), M8 (20–25 Н·м), M10 (35–40 Н·м). Профессиональные проверки рекомендуется проводить не реже двух раз в год (до и после сезона дождей). Ключевые точки проверки включают проверку на наличие ослабленных болтов (проверьте по меткам совмещения), старения или трещин в прокладках, засоренных дренажных отверстий и отслоившегося герметика. Очистите пресной водой или нейтральным моющим средством (pH 6–8) мягкой-щеткой с щетиной; строго избегайте кислотных или щелочных чистящих средств (таких как щавелевая кислота или каустическая сода) и стальной ваты, чтобы не повредить оксидную пленку.

 

Оптимизация конструкции-Предотвращение чрезмерного исправления
Adding support posts to the mid-span of long rails (e.g.,>6 м) может значительно уменьшить прогиб и вибрационную нагрузку,-вызываемую ветром. Выберите поперечные сечения профиля-с внутренними дренажными каналами или предварительно-просверлите дренажные отверстия в самых нижних точках профилей, чтобы предотвратить скопление воды в полостях. В зонах, склонных к скоплению пыли, угол наклона следует соответствующим образом увеличить (например, с 15 до 20 градусов)-при сохранении мощности выработки электроэнергии-чтобы использовать дождевую воду для самоочистки-и смягчить коррозионное воздействие на поверхность, вызванное прилипанием пыли.

 

 

Для районов с высокой-соленостью/прибрежных районов:

Используйте алюминиевый сплав морского-класса (например, 6061-T6) с двойным-слоем химического никеля-фосфора (толщина 25 мкм) или композитное покрытие, состоящее из горячего цинкования и порошкового покрытия.
Для областей с высоким-УФ-излучением (высоко-высотные регионы):

Выберите фторуглеродную краску (содержание ПВДФ не менее 70%) с добавлением поглотителей УФ-излучения (например, UV-531).

Для территорий со значительными колебаниями температуры:

Используйте сплавы с низкими коэффициентами теплового расширения (например, 6063-T6) и используйте прорезные отверстия для компенсации теплового расширения и сжатия.

 

Испытание солевого тумана проводится в соответствии с методом нейтрального солевого тумана (NSS), указанным в GB/T 10125, который не требует коррозии основного металла после 1000 часов. Испытания на УФ-старение проводятся в соответствии со стандартом ISO 4892-3 (с использованием ламп UV-A 340) в течение 2000 часов с требуемым значением разницы цвета покрытия (ΔE) менее или равным 2,0. Механические нагрузки соответствуют стандартам IEC 61215 и охватывают статические нагрузки (2400 Па) и динамические нагрузки (1000 Па, 10 000 циклов).

 

 

Система крепления в основном состоитсоединителей главной балки/прогона и креплений диагональных раскосов, предназначенных для достижения высокой прочности на разрыв (более или равной 230 МПа) и выдерживания давления ветра (например, 2400 Па) и снеговых нагрузок (например, 5400 Па).

Компоненты крепления модуляв основном это средние-зажимы, концевые-зажимы и пружинные зажимы; они характеризуются упругой деформацией более или равной 1 мм и усталостной прочностью (выдерживают 100 000 циклов без разрушения).

Компоненты электрического подключениявключают в себя зажимы для заземления (проводящие зажимы) и кабельные зажимы, обеспечивающие проводимость не менее 55 % IACS и контактное сопротивление не более 0,5 Ом (для обеспечения непрерывности заземления).

Компоненты системы слежениясостоят из поворотных соединителей и корпусов подшипников, характеризующихся износостойкостью (твердость поверхности выше или равна HV500) и высокой точностью (допуск ±0,1 мм).

В первую очередь корпуса инверторных/суммирующих коробоквключают радиаторы и монтажные кронштейны с теплопроводностью не менее 150 Вт/(м·К) и степенью защиты IP65.

 

Благодаря научному выбору материалов, стандартизированной установке и регулярному техническому обслуживанию вы можете продлить срок службы оборудования.Монтажные компоненты для фотоэлектрических систем из алюминиевого сплаваот стандартных 15 лет до более 25 лет-идеально соответствует расчетному сроку службы самих фотоэлектрических модулей. Это представляет собой не просто техническую инвестицию, но и стратегическую гарантию долгосрочной-окупаемости инвестиций в электростанцию.

 

Если вы планируете новый фотоэлектрический проект или хотите повысить коррозионную стойкость существующей установки, свяжитесь с нашей командой инженеров. Имея более чем десятилетний опыт проектирования и производства компонентов для монтажа фотоэлектрических систем, мы предлагаем: индивидуальные анти-коррозионные решения, адаптированные к конкретным условиям проекта (например, прибрежные районы, промышленные зоны или альпийские регионы); выбор алюминиевых профилей с высокой -коррозионной-стойкостью (C4/C5) и фурнитуры из нержавеющей стали; и руководство по установке, а также руководства по характеристикам крутящего момента.

 

Свяжитесь с нами сегодня, чтобы получить индивидуальное решение и гарантировать, что ваша фотоэлектрическая электростанция будет работать без проблем-в течение 25 лет.