Kuinka pidentää alumiinisten aurinkosähkökannattimien käyttöikää

Aurinkosähköjärjestelmissä (PV) asennusrakenteella on ratkaiseva rooli moduulien kiinnittämisessä, tuulikuormituksen kestämisessä ja kuormien siirtämisessä perustukselle. Vaikka aurinkosähkömoduuleja pidetään usein järjestelmän "sydämenä", erilaiset asennustarvikkeet-kuten puristimet, kiskon liittimet, pultit ja tiivisteet-toimivat "liitoksina" ja "nivelsiteinä", jotka ylläpitävät rakenteen eheyttä ja varmistavat pitkäaikaisen, vakaan toiminnan. Pienestä koostaan ​​​​huolimatta nämä komponentit ovat ratkaisevia tekijöitä sen kannalta, voiko aurinkovoimalaitos toimia turvallisesti ja tehokkaasti koko sen 25 vuoden tai pidemmän elinkaaren.

 

Asennusjärjestelmissä käytettävien materiaalien joukossa alumiiniseokset (erityisesti 6063-T5/T6-sarjat) ovat tulleet yleisimmäksi valinnaksi maailmanlaajuisilla markkinoilla niiden korkean lujuus----painosuhteen, erinomaisen korroosionkestävyyden, valmistuksen helppouden ja kustannustehokkuuden vuoksi. Monet projektien omistajat ja asentajat kuitenkin lankeavat siihen väärinkäsitykseen, että "alumiiniseokset eivät koskaan ruostu", mikä saa heidät laiminlyömään tarvittavat huolto- ja suojatoimenpiteet. Todellisuudessa alumiiniseosten pinnalle muodostuu luonnostaan ​​tiheä oksidikerros, mutta tämä kerros voi vaarantua tietyissä ympäristöissä,-kuten alueilla, joissa on korkea kosteus, runsas suolasuihku, teollisuussaaste tai pitkäaikainen veden kerääntyminen, mikä voi johtaa korroosioon, pistesyöpymiseen ja jopa rakenteellisiin vaurioihin. Siksi tieteellinen ymmärrys korroosiomekanismeista ja tehokkaiden suojatoimenpiteiden toteuttaminen ovat välttämättömiä asennustarvikkeiden käyttöiän pidentämiseksi.

 

Tässä artikkelissa analysoidaan järjestelmällisesti viisi keskeistä tekijää, jotka vaikuttavat alumiiniseoksesta valmistettujen aurinkosähköasennustarvikkeiden ikääntymiseen. Se tarjoaa myös käytännöllisiä strategioita käyttöiän pidentämiseen-, jotka kattavat materiaalin valinnan, asennusstandardit ja rutiinihuollon,-jotka auttavat varmistamaan aurinkosähkölaitoksesi todella "huolettoman-25 vuoden" käyttöiän.

 

 

Galvaaninen korroosio-yleisin "näkymätön tappaja"
Kun alumiiniseoskomponentit joutuvat suoraan kosketukseen ruostumattomien teräspulttien, hiiliteräksisten maadoitusjohtojen tai kuparisten kaapelikenkien kanssa ympäristöissä, jotka ovat alttiina sateelle, kondensaatiolle tai suolasuihkulle, muodostuu galvaaninen kennopiiri. Koska alumiinin elektrodipotentiaali on huomattavasti pienempi kuin ruostumattoman teräksen tai hiiliteräksen elektrodipotentiaali, alumiini toimii anodina ja syövyttää ensisijaisesti tuottaen valkoista jauhemaista oksidia (tunnetaan yleisesti nimellä "valkoruoste"). Vakavissa tapauksissa tämä johtaa löystyneisiin liitäntöihin ja kuormituksen{2}}kantokyvyn jyrkkään laskuun. Asenna eristävät tiivisteet (valmistettu materiaaleista, kuten nailonista, EPDM-kumista tai PTFE:stä) kaikkien erilaisten metallikontaktipintojen väliin sähkökemiallisen piirin katkaisemiseksi. Käytä maadoitusliitäntöihin alumiinia tai tinattua kuparia ja käytä johtavaa tahnaa estääksesi suoran kupari{5}}alumiinin kosketuksen. Rannikkoalueilla tai alueilla, joilla teollisuus on saastunut, on suositeltavaa käyttää pultteja, joissa on eristävät holkit tai bimetalliset aluslevyt (kuten alumiini{7}}ruostumattomasta teräksestä valmistetut välilevyt).

 

Rakokorroosio ja pistesyöpyminen{0}}Piilotetut "haavaumat"
Jos rakoihin,{0}}kuten pultin pään ja profiilipinnan väliin tai puristimen ja kiskon päällekkäisyyteen-, muodostuu happikonsentraatiokenno, jos vettä, pölyä tai suolakertymiä kertyy. Raon sisällä olevalla alueella on alhainen happipitoisuus ja se toimii anodina, jossa tapahtuu paikallista liukenemista, kun taas ulkopuolella olevalla alueella on korkea happipitoisuus ja se toimii katodina, joka kiihdyttää korroosiota rakossa. Kun tämän tyyppinen korroosio alkaa, se leviää usein syvälle "haavamaisesti"; koska se on vaikea havaita, se aiheuttaa merkittävän turvallisuusriskin. Poraa asennuksen aikana tyhjennysreiät (halkaisijaltaan 6–8 mm) paikkoihin, joissa on alttiina veden kerääntymistä, kuten profiilien päihin ja puristimien alla, varmistaaksesi sadeveden oikea-aikainen valuminen. Tiivistä rakot neutraalilla silikonitiivisteaineella (happamat tiivisteet ovat ehdottomasti kiellettyjä, koska ne syövyttävät alumiinia), mutta tarkasta tiiviste säännöllisesti ikääntymisen tai halkeilun varalta.
Huuhtele asennusjärjestelmä kuuden kuukauden välein korkeapaineisella-vesipistoolilla (normaalilla käyttöpaineella) tai neutraalilla puhdistusaineella kiinnittäen erityistä huomiota profiilien puhdistusrakoihin ja sisäisiin onteloihin.

 

Stress Corrosion Cracking (SCC)-"aikapommi" kylmillä, kosteilla alueilla
Ympäristöissä, joille on ominaista korkea kosteus, teollinen happosade tai rannikon suolasuihku, erittäin lujat alumiiniseokset (kuten 6061-T6 ja 6063-T6) voivat läpikäydä rakeiden välistä jännityskorroosiohalkeilua, kun ne altistetaan jatkuvalle vetojännitykselle. Tämä vikatila on äkillinen; osat murtuvat usein ilman varoitusta, mikä johtaa onnettomuuksiin, joissa osat putoavat. T6-karkaistuja (huippuvanhennettuja) alumiiniseoksia suositellaan, koska ne tarjoavat erinomaisen jännityskorroosionkestävyyden T5-karkaisuun verrattuna. Pultin esijännitystä on valvottava tiukasti, jotta vältetään liiallisesta kiristämisestä aiheutuva liiallinen vetojännitys. Momenttiavaimen käyttöä suositellaan noudattaen valmistajan määrittämiä vääntömomenttiarvoja (esim. 20–25 N·m M8-pulteille). Rannikkoalueilla, joilla on korkea suolasuihkualtistus, on suositeltavaa käyttää profiileja, joiden anodisoidun pinnoitteen paksuus on suurempi tai yhtä suuri kuin 25 μm (AA25) tai levitä fluorihiilipinnoite (PVDF) korroosionkestävyyden parantamiseksi.

 

Tuulen tärinän aiheuttama mekaaninen kuluminen ja värähtely-"krooninen väsymys"
Aurinkosähkövoimalaitokset altistuvat luonnonympäristölle pitkiä aikoja. Tuulen-aiheuttama tärinä (erityisesti pitkien-ulokepuristimien kohdalla) ja vuorokausillisten lämpötilanvaihteluiden aiheuttama lämpölaajeneminen/supistuminen voivat aiheuttaa vähäistä suhteellista liukumista pulttiliitoksissa. Tämä naarmuttava kuluminen kuluttaa asteittain oksidikerrosta paljastaen tuoreita alumiinipintoja ja laukaisemalla korroosiota. Samaan aikaan naarmuttaminen aiheuttaa pultin esijännityksen menetyksen ja pahentaa löystymistä, mikä luo noidankehän "kulumisesta - löystymisestä - kiihtyneestä kulumisesta". Löystymistä estäviä muttereita (kuten nailon-lukitusmuttereita) tai kierrelukitusliimoja (esim. Loctite 243) tulee käyttää, jotta pultit pysyvät paikoillaan tärinässä. Suuret litteät aluslevyt tulee asentaa pulttien päiden ja muttereiden alle jännityksen jakamiseksi ja paikallisten painaumien minimoimiseksi profiilin pinnalla. Asennuksen jälkeen "vääntömomenttimerkki" tulee piirtää maalimerkillä pultin pään ja profiilin rajapinnalle, jotta löystyminen havaitaan nopeasti tarkastusten aikana.

 

 

Materiaalin valinta ja pintakäsittely{0}}Korroosion torjunta sen lähteellä
Vaihtoehto 1: Anodisointi. Suositeltu pinnoitteen paksuus on suurempi tai yhtä suuri kuin AA15 μm (standardi ulkoilmaympäristöt) tai AA25 μm (rannikkoalueet tai voimakkaasti saastuneet alueet). Laadukkaat-anodioksidikalvot tarjoavat korkean kovuuden ja kulutuskestävyyden sekä itse-paranevat ominaisuudet (sisä{7}}hapettuu uudelleen, jos se vaurioituu). Vaihtoehto 2: Jauhemaalaus. Käytä polyesteri- (PE) tai polyvinylideenifluoridi (PVDF) -jauhemaaleja, joiden paksuus on 60–120 μm. PVDF-pinnoitteet tarjoavat erinomaisen säänkestävyyden, mikä tekee niistä ihanteellisia alueille, joilla on korkea UV-säteily. Vaihtoehto 3: Pultin valinta. Vakiohiiliteräspulttien käyttö on ehdottomasti kiellettyä ulkoprojekteissa (jopa galvanoidut rikkoutuvat 5–10 vuodessa). A2-70 (304) tai A4-80 (316) ruostumattomasta teräksestä valmistettuja pultteja suositellaan. Rannikkoprojekteissa 316-luokan ruostumaton teräs on suositeltava valinta; sen molybdeenipitoisuus parantaa merkittävästi kestävyyttä kloridin aiheuttamaa pistekorroosiota vastaan.

 

Asennus ja ylläpito-Tiedot ratkaisevat onnistumisen
Liiallinen kiristys voi irrottaa kierteet tai murskata profiileja, kun taas riittämätön kiristys johtaa löysyyteen. Käytä aina esiasetettua momenttiavainta ja kalibroi se säännöllisesti. Vääntömomentin vertailuarvot: M6 (8–10 N·m), M8 (20–25 N·m), M10 (35–40 N·m). Ammattimaisia ​​tarkastuksia suositellaan vähintään kahdesti vuodessa (ennen ja jälkeen sadekauden). Tärkeimmät tarkastuskohdat sisältävät löystyneiden pulttien (tarkista kohdistusmerkkien avulla), ikääntyneiden tai halkeilevien tiivisteiden, tukkeutuneiden tyhjennysreikien ja irronneen tiivisteen tarkistamisen. Puhdista puhtaalla vedellä tai neutraalilla pesuaineella (pH 6–8) pehmeällä{16}}harjaisella harjalla. Vältä ehdottomasti happamia tai emäksisiä puhdistusaineita (kuten oksaalihappoa tai kaustista soodaa) ja teräsvillaa, jotta oksidikalvo ei vahingoitu.

 

Rakennesuunnittelun optimointi-Ennaltaehkäisy korjaamisen sijaan
Adding support posts to the mid-span of long rails (e.g.,>6 m) voi merkittävästi vähentää taipumista ja tuulen{1}}aiheuttamaa tärinää. Valitse profiilin poikkileikkaukset, joissa on sisäiset tyhjennyskanavat, tai esi-poraa tyhjennysreiät profiilien alimpiin kohtiin estääksesi veden kerääntymisen onteloihin. Pölyn kerääntymiselle alttiilla alueilla kallistuskulmaa tulee suurentaa asianmukaisesti (esim. 15 astetta 20 asteeseen)-säilyttäen samalla sähköntuotantotehoa-sadeveden hyödyntämiseksi-itsepuhdistumiseen ja pölyn kiinnittymisen aiheuttamien korroosiovaikutusten lieventämiseksi.

 

 

Korkean suolapitoisuuden{0}}/rannikkoalueet:

Käytä meri-laatuista alumiiniseosta (esim. 6061-T6), jossa on kaksikerroksinen kemiallinen nikkeli-fosforipinnoite (25 μm) tai kuumasinkitystä ja jauhemaalausta sisältävä komposiittipinnoite.
Korkeat{0}}UV-alueet (korkea{1}}korkeusalueet):

Valitse fluorihiilivetymaali (PVDF-pitoisuus suurempi tai yhtä suuri kuin 70 %), johon on lisätty UV-absorboijia (esim. UV-531).

Alueet, joilla on merkittäviä lämpötilanvaihteluita:

Käytä seoksia, joilla on alhainen lämpölaajenemiskerroin (esim. 6063-T6) ja käytä uritettuja reikiä lämpölaajenemisen ja -kutistumisen huomioon ottamiseksi.

 

Suolasumutestaus suoritetaan GB/T 10125:ssä määritellyn Neutral Salt Spray (NSS) -menetelmän mukaisesti, joka ei vaadi perusmetallin korroosiota 1 000 tunnin jälkeen. UV-vanhenemistestit suoritetaan standardin ISO 4892-3 mukaisesti (käyttämällä UV-A 340 -lamppuja) 2 000 tunnin ajan vaaditun pinnoitteen värieroarvon (ΔE) ollessa pienempi tai yhtä suuri kuin 2,0. Mekaaninen kuormitustestaus noudattaa IEC 61215 -standardeja, jotka kattavat staattiset kuormat (2 400 Pa) ja dynaamiset kuormat (1 000 Pa, 10 000 sykliä).

 

 

Asennusjärjestelmä koostuu pääasiassapääpalkki-/orreliittimiä ja diagonaalisia kannattimia, jotka on suunniteltu saavuttamaan korkea vetolujuus (suurempi tai yhtä suuri kuin 230 MPa) ja kestämään tuulenpainetta (esim. 2400 Pa) ja lumikuormia (esim. 5400 Pa).

Moduulien kiinnityskomponentitsisältävät pääasiassa keski{0}}puristimet, pääty-puristimet ja puristusjousipidikkeet; niissä on suurempi tai yhtä suuri elastinen muodonmuutos kuin 1 mm ja väsymiskestävyys (kestävät 100 000 sykliä ilman murtumista).

Sähköliitännätsisältää maadoituspidikkeet (johtavat pidikkeet) ja kaapelipidikkeet, jotka tarjoavat johtavuuden Suurempi tai yhtä suuri kuin 55 % IACS ja kosketusresistanssi Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,5 Ω (maadoituksen jatkuvuuden varmistamiseksi).

Seurantajärjestelmän komponentitkoostuvat kääntökäyttöliittimistä ja laakeripesistä, joille on ominaista kulutuskestävyys (pinnan kovuus suurempi tai yhtä suuri kuin HV500) ja korkea tarkkuus (toleranssi ±0,1 mm).

Invertteri/yhdistimen kotelot ensisijaisestiSisältää jäähdytyslevyt ja asennuskannattimet, joiden lämmönjohtavuus on suurempi tai yhtä suuri kuin 150 W/(m·K) ja jotka täyttävät IP65-suojausluokituksen.

 

Tieteellisen materiaalivalinnan, standardoidun asennuksen ja säännöllisen huollon avulla voit pidentää tuotteen käyttöikääalumiiniseoksesta valmistetut PV-asennuskomponentitnormaalista 15 vuodesta yli 25 vuoteen,{2}}joka sopii täydellisesti itse aurinkosähkömoduulien suunniteltuun käyttöikään. Tämä ei ole vain tekninen investointi, vaan strateginen suoja voimalaitoksen pitkän aikavälin sijoitetun pääoman tuottolle.

 

Jos suunnittelet uutta aurinkosähköprojektia tai haluat parantaa olemassa olevan laitoksen korroosionkestävyyttä, ota yhteyttä suunnittelutiimiimme. Yli vuosikymmenen kokemuksella aurinkosähköasennuskomponenttien suunnittelusta ja valmistuksesta tarjoamme: räätälöityjä-korroosionestoratkaisuja, jotka on räätälöity tiettyihin projektiympäristöihin (kuten rannikkoalueisiin, teollisuusalueisiin tai alppialueisiin); valikoima korkean -korroosionkestävyyden- (C4/C5) alumiiniprofiileja ja ruostumattomasta teräksestä valmistettuja laitteita; ja asennusohjeet sekä vääntömomentin määrittelyoppaat.

 

Ota yhteyttä jo tänään, niin saat räätälöidyn ratkaisun ja varmista, että aurinkovoimalaitoksesi toimii todella huoletta{0}}25 vuoden ajan.