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一、太阳能钢支架用钢类型


目前鉴于太阳能光伏支架结构简单、体积小的特性,在选用钢材上大多以轻型结构钢和小截面普通型钢为主。


1.轻型结构钢


轻型结构钢:轻型结构钢主要是指圆钢、小角钢和薄壁型钢。

光伏支架材料中轻型结构钢

 


 1)角钢


优点:角钢用作支撑构件时,能较好的利用钢材的强度,并且利于整体支架的安装。

缺点:角钢用作受弯和受压构件时,产生的变形相对较大。


2)薄壁型钢


优点:与热轧型钢相比,在相同截面的情况下,薄壁型钢的回转半径可增大50-60%,截面惯性矩和抵抗矩可增大0.5-3倍,因而能较为合理地利用材料的强度。

缺点:由于薄壁型钢的加工大多是在工厂,需要高精度的钻孔才能和光伏电池板后的螺丝孔配合。工厂加工钻孔后,才能热镀锌防锈;运至现场安装时,由于钢材截面小,工具难以操作,施工较为困难。


3)圆钢


圆钢是指截面为圆形的实心长条钢材。圆钢与其它钢筋的区别:

a.外型不一样,圆钢外型光圆,无纹无肋,其它钢筋表面外型有刻纹或有肋,这样就造成圆钢与混凝土的粘结力小,而其它钢筋与混凝土的粘结力大。

b.成份不一样,圆钢(一级钢)属于普通低碳钢,其它钢筋多为合金钢。

c.强度不一样,圆钢强度低。

光伏支架材料的圆钢

 


2.普通型钢


普通型钢常采用冶炼容易、成本低廉的碳素结构钢或低合金钢,截面有很多种类,光伏常用的主要包括工字型、H型、L型及各种设计要求的异型截面。

光伏支架材料普通型钢

 


 二、太阳能支架对钢材性能的要求


1)抗拉强度和屈服点。


屈服点高可以减小型钢构件截面,减轻结构自重,节约钢材,降低整体项目造价。

抗拉强度高可以增加结构的整体安全储备,提高结构的可靠性。


2)塑性、韧性及耐疲劳性。


较好的塑性可以使结构在破坏前产生较大变形,从而可以使人们及时发现和采取补救措施。较好的塑性还能调整局部峰值应力,提高结构的整体承载力。

较好的韧性可以使结构在外力冲击荷载作用下被破坏时吸收较多的能量,特别是风力较大的沙漠电站和屋顶电站,风振效应明显,钢材的韧性能有效降低危险程度。

较好的耐疲劳性能同样也可以使结构具有较强的抵抗交替变化重复风荷载的能力。


3)加工性能。


良好的加工性能包括冷加工性能、热加工性能和可焊性。光伏钢结构所采用的钢材不但要易于加工成各种形式的结构和构件,而且还需要这些结构和构件不因加工造成强度、塑性、韧性以及耐疲劳性能过大的不利影响。


4)使用寿命。


由于太阳能光伏系统的设计使用寿命都在20年以上,故而良好的防腐蚀性能也是衡量支架系统好坏的重要指标。


5)在符合上述条件下,光伏钢结构用钢还应该易于购买,生产,并且还要价格便宜。


三、新型太阳能钢结构支架技术性分析


目前角钢太阳能支架的使用受到的条件限制越来越多,最主要的原因是目前钢材质量参差不齐,安装需要大量现场钻孔,但是钻孔后钢材又容易锈蚀,所以需要使用新型的支架来替代这些角钢支架,以达到减缓腐蚀,延长使用寿命的目的。


新型太阳能支架主体结构形式:


1)异形冷弯薄壁型钢式支架结构体系。


异形冷弯薄壁型钢是一种批量化生产制造、能快速组装、完全干作业的装配式轻钢结构体系,具有用钢量少、建造省时、省工等特点。异形冷弯薄壁型钢结构体系的支架是将工厂预制的冷弯薄壁型钢在施工现场用螺栓连接形成结构骨架,再安装上电池板形成整体光伏阵列。

光伏支架材料异型冷弯薄壁型钢

 


 2)工厂预制整体式钢支架体系。


工厂预制整体式钢支架体系,在施工现场只需将支架模块现场拼装固定,然后安装电池板即形成整个光伏阵列,施工速度快,适用于大规模电站。这种钢结构支架的安装要求极高,一般采用的钢材质量要好,表面处理工艺极为优秀,而且需要和光伏组件厂家前期充分沟通,才能达到完美的组装配合。


3)梁柱框架式幕墙光伏支架结构体系。


光伏幕墙适宜采用梁柱框架式钢结构支架体系。该结构自重轻,结构可靠,由于其侧向刚度小,当结构高度较高或层高较大时,需设置侧向支撑以形成支撑框架结构。高层光伏幕墙设计上,常用钢结构与现浇预埋件组成混合结构,增强整体结构抗侧移能力,减低用钢量,从而减低总造价。


四、新型冷弯薄壁型太阳能支架零部件安装:


1)钢结构构件的连接


新型冷弯薄壁型太阳能支架是由工厂预制的各种钢塑料混合连接件装配而成,这些钢塑料混合连接件型号多种多样,能够适合不同的安装条件,正确选择混合构件连接形式和方式是整体结构设计的重要环节。


2)支架与基础连接


新型冷弯薄壁型太阳能支架自重较轻、多安装孔洞。一般以独立基础为主,必要时需加钢筋混凝土连梁。对于地质条件较差的地方,可采用条形基础或十字交叉基础,尽量不采用筏板基础。所有上部柱脚均采用铰接形式,而预埋件部分则可选择插入式柱脚,或预埋螺栓外包防水混凝土。这两种柱脚形式均加工简单、施工方便、连接性能好。


3)支架檩条连接


安装节点连接有三种形式:刚接、铰接和半刚接,这三种连接方式均已有现成的配套节点模块化制作方法。铰接构造简单,制造安装最为方便,但风大的地区需要设置水平支撑或斜支撑使女儿墙承受水平荷载和提供额外刚度,不设置支撑时梁与柱的连接节点都应做成刚接。半刚性连接比刚连接施工简单,比铰接性能好,因其受力难以控制,需要结合经验才能实际采用,目前基本不采用。现场连接一般为先用螺栓铰接后两端现场焊接。


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佛山市聚高新能源有限公司是国家高新技术企业,专注于光伏支架研发,设计,生产,销售,及安装指导,拥有南海,鹤山,江苏无锡三个生产基地。产品全面涵盖了与大型地面电站及分布式发电站配套的光伏支架类型,包括地面支架,彩钢瓦屋顶支架,水泥平屋顶支架,琉璃瓦屋顶支架,光伏车棚,户用光伏凉棚,光伏农业大棚等。迄今,完成项目超过1.2GW,遍布中国,日本,印度,泰国,菲律宾,马来西亚,印度尼西亚,新加坡,约旦,土耳其,斯里兰卡,马尔代夫,毛里求斯,南非等十多个国家和地区。在国内,聚高还入选成为国内多家知名品牌上市企业,国企和央企的指定光伏支架供货商。

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