Panel solar tidak begitu berat secara individu, tetapi beratnya menjadi beban struktur yang penting apabila beratus-ratus atau beribu-ribu panel dipasang pada projek solar berskala komersial atau utiliti-.
Untuk sistem pelekap solar, soalan reka bentuk bukan sekadar "Berapa berat satu panel solar?" Soalan yang lebih penting ialah bagaimana berat itu dipindahkan melalui struktur pelekap dan ke dalam bumbung atau asas.
Reka bentuk yang betul mengambil kira berat panel bersama-sama dengan beban angin, beban salji, jarak sokongan, rentang rel, kapasiti purlin dan kekuatan struktur bangunan.
1. Mulakan Dengan Berat Satu Panel Suria
Input reka bentuk pertama ialah berat modul sebenar yang ditentukan oleh pengeluar panel solar.
Sebagai contoh, jika satu modul mempunyai berat 25 kg, daya gravitinya adalah lebih kurang:
25 × 9.81 = 245 N
Jika bahagian pelekap menyokong 20 panel, beban mati panel adalah lebih kurang:
20 × 25=500 kg
Ini tidak bermakna bahawa struktur pelekap hanya membawa beban pekat 500 kg. Beban diagihkan melalui pengapit, rel, kurungan, purlin, dan anggota struktur lain.
Perbezaan ini penting apabila menentukan kekuatan struktur pelekap solar yang diperlukan.
2. Berat Panel Menjadi Beban Struktur Teragih
Panel solar biasanya disokong di beberapa titik pelekap dan bukannya di satu lokasi.
Laluan beban boleh dipermudahkan sebagai:
Panel Suria → Pengapit Modul → Rel Pemasangan → Pendakap → Purlin / Ahli Struktur → Struktur Bumbung
Untuk sistem suria-bumbung, struktur bumbung sedia ada akhirnya membawa beban mati tambahan.
Oleh itu, peningkatan berat panel boleh menjejaskan beberapa komponen pada masa yang sama:
Rel pemasangan solar
Kurungan dan pengapit
Purlins
Tiub persegi atau profil struktur lain
Rasuk bumbung
Panel bumbung dan ahli sokongan
Sistem penambat atau asas untuk-struktur yang dipasang di tanah
Komponen pelekap yang mencukupi untuk modul yang lebih ringan mungkin memerlukan saiz bahagian atau jarak sokongan yang berbeza apabila modul yang lebih berat digunakan.
3. Berat Panel Mempengaruhi Jarak Rel dan Sokongan
Salah satu kesan langsung panel solar yang lebih berat ialah beban yang dibawa oleh setiap rentang rel.
Jika jarak antara sokongan ditambah, setiap bahagian rel membawa beban di atas kawasan anak sungai yang lebih besar. Ini meningkatkan tegasan lentur dan pesongan.
Atas sebab ini, reka bentuk pelekap solar tidak seharusnya menentukan jarak rel hanya dari dimensi panel.
Jurutera harus mempertimbangkan:
Berat panel + rentang rel + jarak sokongan + beban angin + beban salji
Sebagai contoh, jika panel yang sama dipasang pada dua sistem pelekap dengan jarak pendakap yang berbeza, beban rel tidak akan sama.
Rentang sokongan yang lebih pendek boleh mengurangkan lenturan dan pesongan rel, manakala rentang yang lebih panjang mungkin memerlukan rel yang lebih kuat atau profil struktur yang lebih besar.
4. Panel Lebih Berat Boleh Meningkatkan Keperluan Purlin
Pada bumbung logam dan bangunan komersial lain, sistem pelekap solar sering disambungkan kepada purlin atau ahli struktur sedia ada.
Purlin mesti menahan beban tambahan yang dipindahkan daripada struktur pelekap solar.
Hubungan asas adalah mudah:
Beban mati suria yang lebih tinggi → Tindak balas yang lebih tinggi pada titik pelekap → Beban purlin yang lebih tinggi
Walau bagaimanapun, berat panel hanyalah sebahagian daripada pengiraan.
Reka bentuk purlin juga harus mengambil kira:
Beban mati bumbung sedia ada
Beban mati panel solar
Berat struktur pemasangan
Angin naik
Muatan salji
Beban peralatan atau penyelenggaraan
Kombinasi beban yang diperlukan oleh standard struktur yang berkenaan
Inilah sebabnya mengapa panel solar yang sama mungkin memerlukan susunan pelekap yang berbeza pada bangunan yang berbeza.
5. Bumbung-Sistem Dipasang Memerlukan Pemeriksaan Struktur
Untuk projek suria atas bumbung komersial, kapasiti beban bumbung yang tersedia selalunya lebih penting daripada berat panel itu sendiri.
Katakan bumbung boleh menerima beban mati tambahan dengan jumlah tertentu bagi setiap meter persegi. Pereka bentuk mesti mengambil kira kedua-dua modul dan struktur pelekap.
Beban mati tambahan yang dipermudahkan boleh dinyatakan sebagai:
Beban Mati Suria=Berat Panel + Berat Struktur Pemasangan
Membahagikan jumlah berat dengan kawasan bumbung yang diduduki memberikan anggaran beban tambahan seunit luas:
Beban Tambahan=Jumlah Berat Sistem Suria ÷ Luas Bumbung
Nilai ini berguna untuk penilaian awal, tetapi ia tidak seharusnya menggantikan pengiraan kejuruteraan struktur.
Pengagihan beban sebenar bergantung pada susun atur pelekap dan struktur bangunan sedia ada.
6. Berat Panel Juga Penting dalam Sistem Balas
Hubungannya sedikit berbeza untuk sistem pemasangan bumbung tidak-tembus atau balast.
Dalam kes ini, sistem itu sendiri dan balast menambah beban mati yang besar ke bumbung.
Oleh itu pereka bentuk perlu mempertimbangkan:
Berat panel + struktur pelekap + berat balast
Pada masa yang sama, balast sering digunakan untuk menahan daya angkat angin. Menambahkan balast boleh meningkatkan ketahanan terhadap daya angkat tetapi juga meningkatkan beban kekal yang dikenakan pada bumbung.
Ini mewujudkan keseimbangan reka bentuk antara rintangan angkat dan beban bumbung yang dibenarkan.
7. Ground-Sistem Suria Dipasang Mempunyai Laluan Beban Berbeza
Untuk sistem pelekap solar-tanah, berat panel akhirnya dipindahkan ke tiang dan asas.
Laluan beban yang dipermudahkan menjadi:
Panel Suria → Pengapit → Rel → Pendakap → Rasuk / Purlin → Pos → Asas → Tanah
Di sini, berat panel menyumbang kepada tindak balas menegak pada tiang.
Walau bagaimanapun, reka bentuk asas biasanya sangat dipengaruhi oleh daya angkat angin dan daya terbalik daripada berat mati panel sahaja.
Inilah sebabnya mengapa sistem-dilekapkan perlu direka bentuk menggunakan gabungan beban lengkap dan bukannya memilih asas berdasarkan berat modul.
8. Jangan Reka Struktur Sekitar Berat Panel Sahaja
Kesilapan biasa ialah mengira sistem pelekap solar hanya berdasarkan beban mati panel.
Dalam amalan, reka bentuk struktur biasanya perlu mempertimbangkan beberapa kes beban.
Beban Mati
Termasuk:
Panel solar
Rel
kurungan
Pengapit
Purlins atau profil sokongan
Komponen lain yang dipasang secara kekal
Beban Angin
Angin boleh mencipta tekanan ke bawah atau peningkatan ketara pada modul dan struktur pelekap.
Bagi kebanyakan sistem suria atas bumbung, daya angkat angin boleh mengawal reka bentuk sambungan dan sokongan walaupun panelnya agak ringan.
Muatan Salji
Di kawasan salji, salji terkumpul boleh menambah beban yang lebih besar daripada berat mati modul itu sendiri.
Kecondongan panel dan pengumpulan salji tempatan juga boleh mengubah cara beban diagihkan.
Oleh itu, berat panel hendaklah sentiasa dinilai bersama-sama dengan beban persekitaran tapak.
9. Mengapa Berat Modul Perlu Disahkan Sebelum Reka Bentuk Pemasangan
Spesifikasi modul solar boleh berubah antara projek.
Dua panel dengan dimensi yang sama mungkin mempunyai berat yang berbeza kerana perbezaan dalam:
Ketebalan kaca
Reka bentuk bingkai
Teknologi sel
Pembinaan modul
Lembaran belakang atau konfigurasi kaca-kaca
Oleh itu, pembekal pelekap harus menerima lembaran data modul sebenar sebelum memuktamadkan struktur pelekap.
Maklumat penting termasuk:
Panjang dan lebar modul
Berat modul
Dimensi bingkai
Zon pengapit
Kedudukan lubang pelekap, jika berkenaan
Orientasi pemasangan
Susun atur panel
Lokasi projek
Maklumat ini membolehkan struktur pelekap direka bentuk di sekeliling modul sebenar dan bukannya panel standard yang diandaikan.
10. Berat Panel dan Pemilihan Bahan Pemasangan Solar
Berat panel juga boleh mempengaruhi bahagian struktur yang diperlukan.
Sebagai contoh, projek boleh menggunakan:
Rel pemasangan aluminium
Purlin keluli bergalvani
Tiub persegi keluli
Kurungan keluli
Bahagian pendakap fotovoltaik khusus
Bahagian yang betul bergantung pada rentang, beban, sifat bahan, kaedah sambungan dan standard reka bentuk yang berkenaan.
Oleh itu, adalah tidak bermakna untuk memilih profil "lebih kuat" hanya kerana panelnya lebih berat. Laluan muatan lengkap perlu diperiksa.
Untuk projek suria komersial, saiz purlin, bahagian tiub persegi, rentang rel, jarak pendakap, dan kekuatan sambungan harus dipertimbangkan sebagai satu sistem struktur.
11. Contoh Mudah
Andaikan projek atas bumbung komersial menggunakan:
30 kg panel solar
20 panel dalam satu bahagian pelekap
600 kg jumlah berat modul
Beban mati modul adalah lebih kurang:
600 × 9.81=5.89 kN
Jika struktur pelekap itu sendiri seberat 2.0 kN lagi, beban kekal awal menjadi:
5.89 + 2.0=7.89 kN
Ini hanyalah pengiraan-beban mati yang dipermudahkan.
Reka bentuk struktur akhir masih perlu menentukan bagaimana 7.89 kN ini diagihkan di antara rel, kurungan, purlin, anggota bumbung, dan sambungan. Kombinasi beban angin dan salji juga mesti diperiksa di mana berkenaan.
Contoh menunjukkan mengapa jumlah berat sistem dan pengagihan beban adalah input reka bentuk yang lebih berguna daripada berat panel sahaja.
12. Apakah yang Perlu Diberikan oleh Pembeli kepada Pembekal Pemasangan Solar?
Apabila meminta sistem pelekap solar komersial, pembeli harus menyediakan lebih daripada model panel.
Pakej RFQ yang berguna hendaklah termasuk:
Lembaran data panel solar
Berat modul
Dimensi modul
Jenis bumbung
Lukisan struktur bumbung
Jenis dan jarak Purlin
Ketinggian bangunan
Lokasi projek
Reka bentuk kelajuan angin
Beban salji tanah, jika berkenaan
Orientasi dan susun atur panel
Kaedah pemasangan yang diperlukan
Dengan maklumat ini, pembekal boleh menilai struktur pelekap solar, purlin, tiub segi empat sama, kurungan dan titik sambungan dengan lebih tepat.
Kesimpulan
Berat panel solar secara langsung mempengaruhi beban mati sistem pelekap fotovoltaik, tetapi kesan strukturnya bergantung pada cara beban itu dipindahkan melalui keseluruhan sistem.
Untuk projek komersial, faktor utama bukan sahaja berat panel solar, tetapi juga rentang rel, jarak pendakap, kapasiti purlin, struktur bumbung, beban angin, beban salji dan reka bentuk sambungan.
HardlySun menyediakan komponen untuk aplikasi pelekap fotovoltaik, termasuk sistem pelekap solar, sistem pelekap bumbung, purlin, tiub persegi dan bahagian pendakap fotovoltaik. Komponen ini boleh dinilai mengikut spesifikasi modul dan keperluan struktur projek daripada menganggap setiap pemasangan solar sebagai sistem standard yang sama.
