עיצוב חיבור מסילה מבנית עבור מתלים סולאריים-ארוכים
A ערכת חיבור לרכבת סולאריתמעביר כוחות כיפוף, גזירה ויישור בין מסילות הרכבה סמוכות תוך שהוא מאפשר למכלול המסילה להכיל תנועה תרמית. עבור מערכי PV ארוכים-, יש לתכנן את מיקום השחבור כמפרק מבני במקום להתייחס אליו כאל הרחבת מסילה פשוטה.
צוין כראוימחבר מסילה להרכבה סולאריתצריך לשמור על יישור המסילה, לספק העברת עומס מספקת, למנוע ריסון מוגזם של התפשטות תרמית, ולשמר את נתיב ההדבקה החשמלי הנדרש במקום שבו מערכת המתלים משמשת כחלק מסידור הארקת הציוד.
חיבורי מסילה סולארית-ארוכים וריכוז מתח
מסלולי רכבות סולאריות ארוכות חשופות לשינויי טמפרטורה חוזרים ונשנים, לחץ רוח, טעינת שלג וסובלנות התקנה. למסילות אלומיניום מקדם התפשטות תרמית גבוה יחסית, כך שמסילה רציפה ארוכה יכולה לחוות תנועה ממדית ניתנת למדידה בין תנאי הפעלה חמים לקרים.
בחיבור, מספר כוחות עשויים לקיים אינטראקציה:
- רגע כיפוף מעומסי מודול ועומסי רוח
- כוח גזירה מועבר בין קטעי מסילה סמוכים
- מתח מיסב מקומי סביב מחברי מחברים
- התרחבות והתכווצות תרמית
- סיבוב מסילה שנגרם מתנאי תמיכה לא אחידים
- תנועה דיפרנציאלית בין חיבורי גג ומסילות
לכן יש למקם את השבר לפי החישוב המבני ולא פשוט להתקין במקום המסילה הנוח ביותר.
עבור מתלים סולאריים-ארוכים, הסקירה ההנדסית צריכה לקבוע את הפרמטרים הבאים:
| פרמטר עיצוב | שיקול הנדסי |
|---|---|
| פרופיל רכבת | גיאומטריית חתך, עובי דופן ומומנט אינרציה |
| חומר מסילה | בדרך כלל אלומיניום AL6005-T5 |
| תוחלת מסילה | מרחק בין תומכי גג או קרקע |
| עמדת ספייס | נקבע מתנאי כיפוף ותמיכה |
| עומס רוח | פרויקט-ספציפי; AS/NZS 1170.2 עשוי לחול |
| עומס שלג | חישוב אתר ספציפי-לפרויקט |
| מחברים | SUS304 או דרגת אטב מבני שצוין |
| מעורבות מחברים | מוגדר על ידי פרופיל מסילה וגיאומטריית מחבר |
| תנועה תרמית | מחושב מאורך המסילה וטווח הטמפרטורות |
| שביל הארקה | מאומת על פי עיצוב המתלים המלא |
חיבור שמתאים מבחינה מבנית לקטע מסילה קצר עשוי שלא לספק את אותם ביצועים כאשר נעשה בו שימוש חוזר על פני מערך מסילה ארוך. לכן יש לסקור את אורך המחבר, סידור המחבר וחיבור המסילה יחד עם חתך המסילה-.
מחברים פנימיים לחיבור מסילה סולארית ועיצוב מפרקי הרחבה
פנימיתמחבר חיבור מסילה סולאריתמוכנס בדרך כלל לחלק החלול של שתי מסילות סמוכות. המחבר מספק חיבור מכאני מבוקר תוך שמירה על משטח המסילה החיצוני זמין עבור מהדקי מודול PV.
גיאומטריית המחבר צריכה להתאים לחלל המסילה הפנימי. מרווח מוגזם יכול לאפשר תנועת מסילה וסיבוב מפרק, בעוד מרווח לא מספיק עלול לסבך את ההתקנה ולהגביל את התנועה התרמית.
עבור מכלולי מסילה ארוכים, שלושה ממדים דורשים תשומת לב מיוחדת:
1.אורך ההכנסהנדרשת מעורבות מספקת של - בשני חלקי המסילה.
2.מיקום אטבאסור למחברים של - להפריע להתרחבות המסילה או ליצור מתח מקומי מופרז.
3.פער משותף- הפער צריך להיות בהתאם לדרישת התנועה התרמית המחושבת של המערכת.
הרחבה תרמית במסילות שמש אלומיניום
ניתן לחשב את ההתפשטות התרמית המשוערת של מסילת אלומיניום באמצעות:
ΔL = × L × ΔT
אֵיפֹה:
- ΔLשינוי=באורך המסילה
- מקדם התפשטות תרמית =
- L= אורך מסילה מקורי
- ΔT= שינוי טמפרטורה
עבור אלומיניום, ערך הנדסי נפוץ לחישוב ראשוני הוא בערך23 × 10⁻⁶/מעלה. הערך הסופי וטווח טמפרטורת התכנון צריכים לעקוב אחר נתוני סגסוגת האלומיניום שצוינו ותנאי עיצוב הפרויקט.
לדוגמה, מסילת אלומיניום באורך 20 מ' החשופה להפרש טמפרטורה של 60 מעלות יכולה לחוות בערך:
23 × 10⁻⁶ × 20 × 60 ≈ 27.6 מ"מ
וָו:אמת את מפרק המסילה הארוך- לפני התקנה חוזרת ונשנית בשטח.
בקש סקירה הנדסית של רכבת סולארית
חוזק והעברת עומס במחברי מסילת הרכבה סולארית
A מחבר מסילה להרכבה סולאריתחייב להעביר את הכוחות הנוצרים בצומת המסילה מבלי לגרום לעיוות מקומי מופרז.
הבדיקות המבניות החשובות ביותר כוללות בדרך כלל:
1.העברת עומס בכיפוף
המסילה נושאת עומסים ממודולי PV לתוך חיבורי גג, תומכי קרקע או נקודות הרכבה אחרות. החבור חייב לשמור על התנגדות מספקת נגד כיפוף מקומי וסיבוב מסילה.
2.העברת גזירה
התרוממות רוח ולחץ כלפי מטה יכולים ליצור כוחות גזירה לאורך המסילה. יש לבדוק את חיבור המחבר ואת קיבולת המחבר מול הגזירה התכנונית המחושבת.
3.מתח מיסבים מקומי
המחבר והמחברים מכניסים כוחות מרוכזים למסילת האלומיניום. לחץ מיסב מוגזם עלול לעוות את דופן המסילה סביב חור ההידוק ולהפחית את קשיחות המפרק.
4.ull-קיבולת יציאה וחיבור
יש להעריך את קיבולת המחבר בהתאם לחומר המחבר שנבחר, קוטר, תצורת הברגה וגיאומטריית המסילה. מחברי SUS304 משמשים בדרך כלל עבור חומרה סולארית עמידה בפני קורוזיה-, אך החישוב המבני אמור לאמת את הקיבולת הנדרשת עבור הפרויקט.
5.סטיית מסילה
אין להעריך את החבור באופן עצמאי ממערכת המסילות השלמה. תוחלת המסילה, מרווחי התמיכה, העמסת המודול ולחץ הרוח - כולם משפיעים על הסטייה שנוצרה.
עבור פרויקטים שתוכננו תחתAS/NZS 1170.2, יש לקבוע את פעולות הרוח ממיקום הפרויקט וממאפייני המבנה או המערך במקום להקצות ערך רוח גנרי אחד לכל התקנה.
מסקנה: תכנון צומת מסילה סולארית רציפה
A צומת רכבת סולארית מתמשכתהיא נקודת בקרה מבנית והתקנה-בתוך מערכת הרכבה PV בטווח-ארוך. החבור חייב לספק העברת עומס מכאני נאותה תוך מתן אפשרות לתנועה התרמית המחושבת של מכלול מסילת האלומיניום.
עבור צוותי רכש, בדיקות המפתח אינן מוגבלות למחיר המחברים או תאימות מסילה נומינלית. יש לאשר התאמת פרופילי מסילה, חיבור מחברים, מפרט מהדק, קצבת הרחבה, סביבת קורוזיה והמשכיות הארקה לפני ייצור בכמות גדולה.
שאלות נפוצות: הנדסה ורכש של רכבת סולארית
כיצד יש למקם ערכת חיבור למסילה סולארית על מסילת PV ארוכה?
מיקום החבור צריך לעקוב אחר החישוב המבני, מרווח התמיכה ופרופיל כיפוף המסילה. הימנע מהצבת מפרקים אך ורק לנוחות הייצור. התכנון צריך לקחת בחשבון גם את ההתרחבות התרמית ואת קצבת תנועת המסילה הנדרשת.
האם מחבר מסילה להרכבה סולארית יכול גם לספק המשכיות הארקה?
לא אוטומטית. חיבור מכני אינו מבטיח הדבקה חשמלית, במיוחד עם משטחי אלומיניום אנודייז. אם המסילה מהווה חלק ממערכת ההארקה, יש לוודא את המשכיות החשמל באמצעות רכיב ההדבקה או שיטת ההארקה שצוינו.
איזה מידע נדרש לייצור חיבור מסילות סולאריות בתפזורת?
ספק את ציור שחול המסילה, מידות חלל פנימי, אורך מסילה, מרווח תמיכה, מפרט מחבר, פרויקט עומסי רוח ושלג, טווח טמפרטורות, שיטת הארקה וכמויות נדרשות. כניסות אלו מאפשרות התאמה של ממדי מחברים ותצורת מפרקים לפני הייצור.