Die Gestaltung und Auswahl von Photovoltaik-Fundamenten und -Halterungen sind Schlüsselfaktoren für den langfristig stabilen Betrieb von Solar-Photovoltaik-Stromerzeugungsanlagen. Berücksichtigen Sie bei der Planung umfassend die Sicherheit, Haltbarkeit und Wirtschaftlichkeit der Struktur und ermitteln Sie gleichzeitig die am besten geeignete Lösung auf der Grundlage spezifischer Installationsumgebungen und Anwendungsszenarien.
Photovoltaik-Grundkonzept
1. Überprüfung der vertikalen Tragfähigkeit: Alle Arten von Fundamenten müssen einem vertikalen Tragfähigkeitsnachweis auf Druck- und Zugfestigkeit unterzogen werden, um sicherzustellen, dass das Fundament Druck oder Zug von oben standhält.
2. Nachweis der horizontalen Tragfähigkeit: Bei Pfahlgründungen sollte neben der vertikalen Tragfähigkeit auch ein horizontaler Tragfähigkeitsnachweis durchgeführt werden, um deren Stabilität unter Querkraft sicherzustellen.
3. Gesamtstabilitätsnachweis: Insbesondere bei Mikrostahlpfählen sollte sichergestellt werden, dass die Gesamtstabilität des Gesamtsystems nicht durch äußere Faktoren beeinträchtigt wird.
4. Grundabmessungen und Tiefe: Die spezifischen Abmessungen und die Einbettungstiefe des Fundaments werden anhand des berechneten Kippmoments, des Ausziehwiderstands und anderer Parameter ermittelt. Die anfängliche Grundgröße beträgt beispielsweise 400 mm x 400 mm, und der Abstand hängt von den spezifischen Anforderungen ab.
Halterungsdesign
1. Materialauswahl: Zu den gängigen Materialien für Photovoltaikhalterungen gehören Aluminiumlegierungen (Oberfläche eloxiert Al6005-T5), Edelstahl (304), verzinkte Stahlteile (Q235 feuerverzinkt) usw. Jedes Material hat seine eigenen Eigenschaften. Beispielsweise ist eine Aluminiumlegierung leicht und einfach zu installieren, weist jedoch eine relativ geringe Tragfähigkeit auf. Obwohl Edelstahl teuer ist, funktioniert es in rauen Umgebungen gut. Verzinkte Stahlteile weisen eine gute Wirtschaftlichkeit auf, sind jedoch relativ schwer.
2. Strukturform: Wählen Sie je nach Anwendungsszenario feste, neigungsverstellbare oder automatische Nachführhalterungen. Die feste Halterung eignet sich für Bereiche mit geringen Änderungen im Beleuchtungswinkel; Die Nachführhalterung passt ihren Winkel im Laufe des Tages an den Sonnenstand an und verbessert so die Effizienz der Stromerzeugung.
3. Wärmeableitungsleistung: Einige neue Halterungsdesigns verbessern die Luftzirkulation durch Optimierung der Komponentenanordnung, was dazu beiträgt, den Wärmeableitungseffekt von Photovoltaiksystemen zu verbessern und somit die Arbeitseffizienz zu steigern.
Designbeispiel
Anwendung auf Wohndächern: Bei geneigten Dächern sollten die Halterungen parallel zum Dach, in der Regel etwa 10-15 cm von der Dachoberfläche entfernt, angebracht werden, um die Belüftung und Wärmeableitung zu erleichtern. Angesichts der Alterungsproblematik von Wohngebäuden stellt die Konsolenkonstruktion sicher, dass sie zusätzlichen Belastungen standhalten.
Gewerbliche Gebäude: Bei solchen Projekten sollte die Gestaltung von Photovoltaikhalterungen nicht nur die Anforderungen an Festigkeit, Steifigkeit und Stabilität erfüllen, sondern auch den Standards für Erdbeben-, Wind- und Korrosionsbeständigkeit entsprechen. Berücksichtigen Sie außerdem Faktoren wie lokale Klimabedingungen und Gebäudedesignstandards.
Landwirtschaftliches Photovoltaikkraftwerk: Durch ein integriertes Design und eine separate Installationsmethode werden die Photovoltaikmodule auf hohen Halterungen installiert und in einem bestimmten Winkel gehalten, um den Empfang der Sonnenstrahlung zu maximieren. Mit dieser Methode wird eine Stromerzeugung an Bord erreicht, ohne die darunter liegende Landnutzung wie den Anbau von Feldfrüchten oder die Zucht zu beeinträchtigen.
Parameterreferenz
Bauteilgröße: Angenommen, die Bauteilgröße beträgt 2094 mm x 1038 mm, die Dicke beträgt ca. 35 mm und das Gewicht beträgt ca. 20 kg/㎡.
Windlastparameter: Gemäß der GB{{0}}-Norm hängen der Windlastformkoeffizient μ s=1.3 und der Winddruckhöhenvariationskoeffizient μ z von der Bodenrauheitskategorie (AD) ab ) und der Grundwinddruck ω 0 wird durch die historischen meteorologischen Daten des Projektstandortes bestimmt.
Grundabmessungen: Für ein unabhängiges Fundament ist eine Konfiguration {{0}},4 m lang x 0,4 m breit x 0,5 m hoch; Bei Streifenfundamenten ist es 0,8 m lang x 0,4 m breit x 0,4 m hoch.
Mehrere gängige Bewertungsmethoden und ihre Eigenschaften zur Beurteilung der Tragfähigkeit von Gebäuden:
1. Analyse der Entwurfszeichnung
Die Gutachter treffen vorläufige Urteile auf der Grundlage der architektonischen Entwurfszeichnungen. In Konstruktionszeichnungen ist in der Regel deutlich gekennzeichnet, welche Wände tragende Wände sind, welche im Allgemeinen dicker sind und sich an Schlüsselpositionen des Gebäudes befinden, beispielsweise an Fundamenten, zwischen Stockwerken und unter dem Dach. Entwurfszeichnungen werden von Statikern auf Grundlage der Gesamtstruktur und Lastverteilung des Gebäudes wissenschaftlich geplant und liefern wichtige Informationen über die Lage und Dicke tragender Wände.
2. Untersuchung vor Ort
Neben dem Rückgriff auf Konstruktionszeichnungen ist auch die Untersuchung vor Ort ein unverzichtbarer Bestandteil. Dazu gehört die Überprüfung, ob die tatsächlichen Materialien und die Struktur der Wand den Entwurfsanforderungen entsprechen, durch visuelle Inspektion und den Einsatz professioneller Werkzeuge und Techniken wie Ultraschallprüfung und Kernprobenentnahme. Diese Methode ermöglicht ein intuitiveres Verständnis des Zustands der Wand und kann bestehende Probleme wie Risse oder Materialalterung identifizieren.
3. Statische Erkennung
Unter statischer Prüfung versteht man den Einsatz spezieller Geräte (z. B. Drucksensoren, Datenerfassungsgeräte usw.), um die Tragfähigkeit des Bodens oder der Struktur im statischen Zustand zu messen. Diese Methode eignet sich für Neubauten oder wenn präzise Ergebnisse erforderlich sind. Die Gewinnung sehr genauer Daten durch diese Methode bedeutet auch höhere Kosten und technische Anforderungen.
4. Dynamische Erkennung
Für Bauwerke, die eine Bewertung ihrer Leistung unter dynamischen Belastungen erfordern, wie z. B. Brücken, Straßen usw., werden dynamische Erkennungsmethoden verwendet. Das bedeutet, Faktoren wie Vibration oder Stöße in tatsächlichen Nutzungssituationen zu simulieren, um die Reaktion der Struktur unter diesen Bedingungen zu testen. Obwohl diese Methode realitätsnahe Informationen liefern kann, erfordert sie auch komplexe betriebliche Prozesse und Unterstützung.
5. Analyse der Computersimulationsberechnung
Computersimulation ist ein modernes technologisches Mittel, das es uns ermöglicht, ein virtuelles Modell für eine detaillierte mechanische Analyse zu erstellen. Der Bewertungsprozess umfasst das Sammeln von Informationen über die Entwurfs- und Baudaten, den Erscheinungsbildqualitätsstatus und die Nutzung des Gebäudes, gefolgt von einer strukturellen Überprüfung und Verifizierung und schließlich dem Ziehen von Schlussfolgerungen und der Abgabe von Empfehlungen. Der Vorteil dieser Methode liegt in ihrer hohen Geschwindigkeit, den relativ geringen Kosten und der breiten Anwendung, insbesondere in den Bereichen Industriebau und Fabrikgebäude.
6. Tatsächliche Messmethode
Bei der eigentlichen Messmethode handelt es sich um die direkte Vermessung der Struktur vor Ort unter Berücksichtigung von Faktoren wie Größe und Material, um deren Tragfähigkeit zu beurteilen. Der Vorteil dieser Methode besteht darin, dass sie den wahren Zustand der Struktur direkt widerspiegeln kann, sie erfordert jedoch auch professionelle Messgeräte und technische Unterstützung und kann durch Messfehler beeinträchtigt werden.
7. Empirische Regeln
In Ermangelung detaillierter Informationen können empirische Regeln als schnelle Schätzmethode dienen. Diese Methode stützt sich auf Erfahrungen und Muster aus der Vergangenheit, um die Tragfähigkeit der Struktur zu bewerten. Obwohl einfach und machbar, ist die Genauigkeit gering und kann nur grobe Ergebnisse liefern.
8. Belastungstest
Um einen möglichst genauen Grenzwert der Bodentragfähigkeit zu erhalten, werden teilweise Belastungsversuche vor Ort durchgeführt. Bei diesem Experiment werden Sandsäcke oder Wasser schubweise geladen, bis sich der Verformungswert der Bodenträger und -platten dem angegebenen Grenzwert nähert. Obwohl dieser Ansatz der direkteste und effektivste ist, ist er auch der zeitaufwändigste und arbeitsintensivste und wird normalerweise nur in besonders wichtigen Situationen angewendet.
