Защита каждого соединения
Доверие, основанное на 20-летнем опыте
Глобальная отрасль солнечной энергетики развивается беспрецедентными темпами, и надёжность каждой фотоэлектрической (PV) установки в конечном итоге зависит от одного часто упускаемого из виду элемента — крепежей.Солнечный и фотоэлектрический модуль Крепежные элементы являются механической основой любой системы крепления фотоэлектрических аппаратов, отвечая за структурную целостность, непогодостойкость и долгосрочную работу на протяжении 25–30 лет службы. Это руководство охватывает полный технический аспект солнечных крепежей — от материаловедения до стандартов установки, помогая инженерам по закупкам, подрядчикам EPC и разработчикам солнечных панелей принимать обоснованные решения о закупках.
Крепежи солнечных и фотоэлектрических модулей— это прецизионные механические компоненты, используемые для крепления фотоэлектрических панелей к монтажным рельсам, рамам, крышам и наземным опорам. В отличие от крепежных элементов общего назначения, солнечная фурнитура должна одновременно соответствовать требованиям конструкции, коррозионной устойчивости и электрической безопасности на протяжении десятилетий наружного воздействия.
Область применения солнечных крепежей включает болты, гайки, винты, шайбы, крючки, болты для подвесок, Т-образные болты, пружинные гайки и солнечные адаптеры — каждый из них выполняет определённую механическую функцию в системе крепления фотоэлектрического крепления. Zhejiang Jiaxing Tuyue Import and Export Co., Ltd., имеющая более 20 лет производственного опыта, поставляет широкий ассортимент этих компонентов, специально разработанных для фотоэлектрических применений.
СайтСобирать затворявляется основным компонентом передачи нагрузки, соединяющим панельные рамы с монтажными рельсами или конструкционными прогонами. В солнечных приложениях болты обычно следуют метрическим стандартам (M6, M8, M10, M12), при этом наиболее распространёнными являются нержавеющая сталь класса свойств 8.8 или A2-70. Характеристики крутящего момента критически важны — недостаточно затягиваемые соединения ослабляют под термическим циклом и вибрацией, а чрезмерное затягивание может повредить алюминиевые рамы. Типичный крутящий момент установки солнечных болтов M8 варьируется от 12 до 18 Нм в зависимости от материала и покрытия.
СайтТ-образный болтспециально разработан для вставки в T-образные каналы алюминиевых крепежных рельсов. Он позволяет располагаться вдоль рельса без инструментов перед фиксацией, делая установку быстрее и гибче. Т-болты обычно используются в сочетании с пружинными гайками или фланцовыми гайками и особенно распространены в коммерческих и коммерческих крышных системах, где рельсы необходимо регулировать на месте. Профиль головки молотка должен точно совпадать с шириной слота рельса — обычно профили 6 мм или 8 мм — для обеспечения надёжного зацепления.
Стандартшестигранная гайкаобеспечивает силу зажима в сборках болтовых гайок по всей фотоэлектрической конструкции. Для солнечных применений предпочитают преобладающие динамометрические гайки или нейлоновые замковые гайки (нейлоновые замки) для защиты от ослабления от вибраций, вызванных ветром. TheШестигранная фланцевая гайкадобавляет интегрированный фланец шайбы, распределяющий нагрузку на более широкую поверхность — что критично при затягивании на алюминиевых рельсе или тонких листовых металлических подложок для предотвращения вмятиний и закалкивания.
СайтSpring Nut— это специализированный крепеж, который защёлкнулся в стойке или монтажной направляющей, самоудерживающийся для позиционирования без рук во время установки. Он сжимается под нагрузкой затвора, чтобы захватить стенки канала, сопротивляясь как осевому вытягиванию, так и вращению. Пружинные гайки широко применяются в коммерческих и промышленных фотоэлектрических системах на крышах с одностойковыми или C-каналными стойками. Выбор материала между углеродистой сталью с цинковым покрытием и нержавеющей сталлю зависит от коррозионной среды.
СайтПружинная мойка(дисковая пружина или спиральная пружинная шайба) компенсирует потери натяжения затвора, вызванные тепловым расширением и сжатием. В фотоэлектрических системах, работающих в температурных диапазонах от −40°C до +85°C, термический цикл приводит к значительному дифференциальному расширению между разными металлами (например, стальными болтами в алюминиевых рельсах). Пружинные шайбы поддерживают минимальную предварительную нагрузку, предотвращая ослабление соединения без необходимости повторного затягивания. DIN 127 и DIN 6796 — самые часто цитируемые стандарты.
СайтВинт для сверления шестигранной шайбы(также называемый TEK-винтом или самосверляющим крепежем) проникает и врезается в металлические основания за одну операцию — пилотное отверстие не требуется. Стандартные варианты #3 и #5 являются стандартными: #3 предназначен для лёгкой стали (до 4,8 мм), а #5 способен пробивать тяжёлую конструкционную сталь до 12,7 мм. В солнечных установках эти винты крепят крепления рельсов к стальным прогонам, металлическим кровельным панелям или стальным каркасам. Шестигранная головка шайбы с герметичной EPDM-шайбой под ней предотвращает проникновение воды в каждую точку проникновения крыши.
Сайтбиметаллический винтрешает специфическую задачу сверления через облицовку из нержавеющей стали или твёрдые субстраты, сохраняя при этом коррозионостойкий корпус. Он оснащён точкой сверления из углеродистой стали (для резкой твёрдости), соединённым с стойкой и головкой из нержавеющей стали (для устойчивости к коррозии). Такая конструкция устраняет необходимость закупки отдельных сверловых сверло и крепежей, сокращая время установки. Биметаллические винты предпочитают для крепления кронштейнов и рельсов к крышам с нержавеющей или твёрдой металлической покрытостью.
СайтСолнечный крюк— это несущая анкерная конструкция, предназначенная для установок солнечных панелей с черепицей и изогнутой крышей. Она вставляется под черепицу и крепится к стропилам крыши, обеспечивая точку крепления для рельсов без нарушения её водонепроницаемости. Существуют разные профили крючков для разных форматов плиток: плоские плиточные крючки, римские тайловые крючки и S-профильные крючки. Крюк должен быть рассчитан на совокупную мертвую нагрузку модуля плюс динамическую силу подъёма ветра — обычно рассчитанная на 3–5 кН на крюк в зависимости от местных ветровых норм (ASCE 7, EN 1991-1-4). Туюэ предлагаетНесколько конструкций солнечных крюковЧтобы учитывать различные кровельные профили, включаяТретий вариантдля специализированной геометрии плитки.
СайтСолнечный ангарный болт— это крепеж с двойной резьбой с деревянными винтовыми резьбовыми резьбой на одном конце (для проникновения в стропила крыши) и машинной резьбой с другого (для крепления рельсов). Это основная опорная точка в установке фотоэлектрических систем с черепицей в жилых помещениях. Глубина проникновения в стропилу должна соответствовать местным требованиям — обычно минимум 38 мм (1,5 дюйма) в цельном деревенине. Второй вариантСолнечный ангарный болтС увеличенной длиной доступна для более толстых кровельных конструкций или при использовании обшивочного противостояния. Правильный крутящий момент и гидроизоляционный герметик обязательны при каждом проникновении для предотвращения долгосрочных повреждений водой.
СайтСолнечный адаптер— это компонент, соединяющий оборудование, обеспечивающий совместимость между различными конструкциями монтажных систем или между профилями монтажных рельсов и нестандартными панельными рамами. В модульных стеллажных системах адаптеры позволяют устанавливать разные марки или размеры панелей на одной и той же схеме рельсов. Они также применяются при установке новых панелей на устаревшие монтажные конструкции. Размерные допуски солнечных адаптеров должны быть чёткими — обычно ±0,2 мм — чтобы обеспечить равномерное распределение силы зажатия по всем точкам интерфейса.
SS304 (18% хрома, 8% никеля) — базовая спецификация для большинства солнечных крепежей, обеспечивающая отличную устойчивость к коррозии в атмосфере. SS316 добавляет 2–3% молибдена, значительно повышая устойчивость к вызванным хлоридами ямам — что делает его необходимой спецификацией для прибрежных объектов в радиусе 1–5 км от морской воды. Оба типа являются немагнитными в состоянии отжига (что важно для определённых требований к близости электрооборудования) и имеют ожидаемый срок службы на открытом воздухе более 25 лет, что соответствует гарантийному сроку современных фотоэлектрических модулей.
Одной из самых технически значимых задач при проектировании фотоэлектрических крепежей является гальваническая коррозия на границе между разными металлами. Алюминиевые крепежные рейки (анод), контактирующие с крепежами из нержавеющей стали (катодом) в присутствии электролита (дождевой воды с растворёнными солями), образуют гальваническую ячейку. Хотя разница потенциалов между алюминием и нержавеющей сталью относительно мала (~0,5 В), за 25 лет даже медленная гальваническая атака может ослабить стенку алюминиевого каркаса до степени конструктивного разрушения. Стратегии смягчения включают использование алюминиевых или анодированных изоляционных шайб, нанесение диэлектрической смазки на контактные интерфейсы или спецификацию биметаллических крепежей, минимизирующих разницу гальванических потенциалов. Это одна из ключевых причин, почему ТуюэФурнитура и крепежАссортимент включает как варианты из нержавеющей стали, так и биметалл, специально разработанные для солнечных условий.
Стандартные цинкованные (гальванированные) углеродистые крепежи обычно не подходят для наружного солнечного применения по большинству профессиональных спецификаций. Гальванированные цинковые покрытия обеспечивают лишь 5–12 микрон защиты — недостаточно для 25-летнего наружного воздействия. Крепежи с горячей цинкованием (HDG) с цинковыми покрытиями 45–85 микрон подходят для внутреннего наземного крепления. Однако HDG несовместим с точными допусками резьбы, что делает его неподходящим для болтов M6–M8 с тонким шагом. Именно поэтому отраслевый стандарт крепежных элементов на уровне модулей сблизился с нержавеющей сталью, что отражено в сертификатах, таких как протоколы испытаний на долговечность IEC 61215.
Солнечные крепежи для международных рынков оцениваются по нескольким пересекающимся стандартам. Стандарт IEC 61215 (Наземные фотоэлектрические модули — квалификация проектирования и одобрение типа) определяет требования к долговечности на уровне модуля, но косвенно влияет на характеристики крепежных элементов через 1000-часовое влажное тепло (85°C / 85% относительной влажности) и термические циклические испытания. ASTM B117 (Стандартная практика эксплуатации соляного распыляющего оборудования) — это эталонный тест на коррозию, упомянутый в большинстве технических требований закупок: профессиональные солнечные крепежи должны пройти минимум 500-часовой нейтральный тест на соляное распыление без красной ржавчины, при этом 1000 часов предпочитаются для прибрежных применений. На европейском рынке EN ISO 3506 определяет механические свойства крепежных элементов из нержавеющей стали. Производственные возможности Tuyue охватывают продукцию, соответствующую этим международным стандартам, поддерживая глобальные требования проектов в различных климатических зонах.
Крутящий момент крепежного элемента — один из самых важных и часто игнорируемых аспектов солнечной установки. IEC 62548 (Требования к проектированию фотоэлектрических решеток) подчёркивает, что все крепежи должны быть установлены на установленный производителем крутящий момент с помощью откалиброванных динамометрических ключей. Пневматические ударные драйверы — часто используемые монтажными бригадами — не могут надёжно обеспечивать стабильный крутящий момент и не должны использоваться для окончательного зажима модуля. Значения крутящего момента для распространённых солнечных крепежей:
M6 от нержавеющей болты к алюминиевой рельсе: 7–10 Нм
Конструкция M8 от нержавеющей болта к стали: 18–25 Нм
Болт подвески к стропиле (диаметр 5/16"): 10–15 Нм
Самосверляющий винт (No 14) на стальной прогон: 8–12 Нм
Повторная проверка затягивания рекомендуется через 6 месяцев после установки, так как расслабление болта в начальном периоде термического цикла может снизить преднагрузку на 15–30%.
Каждое проникновение через кровельную мембрану или черепичную поверхность, созданное подвесным болтом или крюком, должно быть герметизировано стандартным покрытием и герметиком. Требуются профессиональные герметики на основе бутила или силикона, рассчитанные на ультрафиолетовое и термическое воздействие (от 40°C до +150°C). Герметик необходимо нанести вокруг входа перед окончательным затягиванием болта подвеса, чтобы обеспечить полное заполнение пустот. Неправильно герметизированные проникления — одна из основных причин требований по гарантии фотоэлектрических систем на крышах.
Средние и конечные зажимы распределяют силу зажима по краю рамы модуля. Давление контакта между зажимом и рамой должно оставаться в пределах заданного производителем диапазона — обычно 5–15 МПа — чтобы избежать деформации рамы и при этом обеспечивать достаточное трение для противодействия проскальзыванию модуля под нагрузкой ветра. В регионах с сильным ветром (базовая скорость ветра >160 км/ч по ASCE 7) требуются дополнительные точки крепежения или более мощные зажимы. Theштамповка, часть, железный каркас, стальной уголокКомпоненты в линейке Tuyue обеспечивают дополнительное укрепление конструкций в углах рамы для сложных нагрузок.
Статья NEC 690 (США) и IEC 62548 требуют, чтобы все металлические компоненты фотоэлектрического массива — включая монтажные рельсы, рамы и стойковые конструкции — были электрически склеены и заземлены. Хотя стандартные крепежи не являются заземляющими устройствами, механическое соединение, которое они создают между проводящими компонентами, является частью пути соединения. В систему крепления должны быть интегрированы заземляющие уступки, соединительные перемычки или заземляющие зажимы на уровне модуля. Материал крепежного элемента и покрытие не должны создавать высокосопротивляющий оксидный слой на границах сцепления — это ещё одна причина, почему в местах склеивания предпочтительнее обнажённые контактные поверхности из нержавеющей стали, чем окрашенные или сильно покрытые крепежи.
Основным анкером является солнечный болт, вбитый в стропила крыши с расстоянием между стропилами 406–610 мм (16"–24"). Солнечные крючки используются для черепичных крыш для сохранения водонепроницаемого слоя черепицы. Затем направляющие крепятся с помощью Т-образных болтов и пружинных гайок. Зажим от модуля к рельсе использует средние и конечные зажимы, крепящиеся с помощьюБолтовые гайки с нержавеющей стали, винты шайбы. Самосверляющие винты избегаются на границе модуль-рейка для дальнейшей замены панелей.
Системы с балластом или механически прикреплёнными являются стандартом. Механически прикреплённые системы используют самосверляющие винты, проходящие через мембрану в конструкционную настилку с помощью герметизаторов с EPDM-поддержкой. Соединения рельсы с кронштейнами используют Т-образные болты и фланцевые гайки. Биметаллические винты могут использоваться там, где мембранный слой покрыт нержавеющей или алюминиевой облицовкой.
Ведущие сваи или спиральные анкерные фундаменты соединяются с динамометрическими трубами или столами с фиксированным наклоном с помощью высокопрочных болтовых сборок (класс свойств 8.8 или 10.9). Фланцовые соединения на вершинах свай используют шестигранные болты с пружинными шайбами и гайками с преобладающим моментом. Крепление модуля использует методику rail-and-clamp, идентичную системе на крыше. Защита от коррозии компонентов с низким содержанием требует покрытия HDG или эпоксидной смолы, а не нержавеющей стали, из-за воздействия электролитов почвы.
Стоячие шовные крыши используют непроникающий S-5! зажимы, которые механически захватывают шов без проколов. Крыши с гофрированным металлом требуют сверления винтов шестигранной шайбы через гофрированную коронку в прогоны.Кровельные винты и буровые винтыв ассортименте продукции Tuyue специально разработаны размеры и покрыты для этих целей, при этом герметичные шайбы с EPDM обеспечивают герметичное уплотнение при каждом проникновении.
Переход на форматы кремниевых пластин 182 мм (M10) и 210 мм (G12) значительно увеличил размеры модулей и массу — типичные коммерческие модули теперь весят 25–35 кг. В сочетании с более эффективными двусторонними модулями, требующими приподнятого крепления (увеличенного ветрового рычага), структурные нагрузки на крепежные элементы увеличились примерно на 20–30% по сравнению с системами эпохи 60 элементов. Это увеличивает спрос на болты более высокого класса и улучшенные характеристики крутящего момента.
Двусторонние модули требуют зазора от задней поверхности для захвата альбедо света, что означает, что крепежные зажимы не могут использовать традиционную полную поддержку нижней рельсы в некоторых конфигурациях. Это ускорило разработку безрамных зажимов для модулей и крепления клеевого крепления — оба предъявляются новыми химическими и механическими требованиями к компонентам фурнитурного материала.
Агровольтаические (солнечные + сельскохозяйственные) и плавучие солнечные (FPV) установки подвергают крепежные элементы значительно более агрессивным условиям — высокой влажности, химикатам для удобрений, а в системах FPV — постоянного контакта с водой. SS316L (низкоуглеродный вариант SS316) и дуплексная нержавеющая сталь (например, 2205) всё чаще специализируются для этих применений. Ассортимент продукции Tuyue из нержавеющей стали включаеталюминиевая сталь и глупые заклёпки SS, поддерживает интеграционные потребности этих солнечных сред следующего поколения.
Крупные EPC-подрядчики всё чаще требуют готовые комплекты крепежных элементов — болты, гайки и шайбы, собранные на каждую точку соединения — чтобы сократить трудозатраты на месте и устранить ошибки при установке. Эта тенденция требует от производителей крепеженных элементов инвестировать в возможности комплектования и точное подбор компонентов — в этой области конкурентное преимущество имеют опытные поставщики с широким ассортиментом продукции, такие как Tuyue.
При определении солнечных крепежных элементов для закупки проекта в техническом документе следует учитывать следующие технические критерии:
Качество и стандарт материала (например, A2-70 по ISO 3506 или SS316 по ASTM A276). Требования к тесту на коррозию и минимальные часы по ASTM B117 или эквиваленту. Стандарт резьбы (ISO метрика или UNC/UNF), класс высоты и допуски. Размерные стандарты (DIN, ISO, ASME/ANSI). Тип и толщина покрытия, если применимо (пассивация, электролитическая полировка). Отслеживаемость партий и сертификация материалов (сертификаты EN 10204 3.1 или 3.2 mill). Требования к упаковке и комплектации для установки на объекте.
Для проектов, требующих широкого спектра оборудования от одного ответственного поставщика, Tuyue интегрировалаФурнитура и крепежЛинейка продукции охватывает полный этап сборки — от анкеров для проникания крыши до крепления зажимов с модульными рельсами — подкреплённая 20-летним производственным опытом и опытом экспорта из Цзясина, Чжэцзян, Китай.
