نحوه بهینه سازی و افزایش دوام لوازم جانبی براکت فتوولتائیک آلومینیومی

با گسترش سریع جهانی صنعت انرژی جدید، سیستم‌های فتوولتائیک خورشیدی (PV) در طیف وسیعی از کاربردها، از جمله پشت بام‌های مسکونی، ساختمان‌های تجاری، تأسیسات صنعتی و نیروگاه‌های نیروگاه‌های-زمینی{1} در مقیاس بزرگ به کار گرفته می‌شوند.

 

در یک سیستم PV خورشیدی، ساختار نصب نقش مهمی در ایمن سازی ماژول های خورشیدی، مقاومت در برابر عوامل محیطی و تضمین عملکرد طولانی مدت و پایدار دارد. در حالی که صفحات خورشیدی اغلب بیشترین توجه را به خود جلب می‌کنند، ویژگی‌های مواد سازه‌های نصب{2}}از جمله براکت‌ها، گیره‌ها، اتصالات، ریل‌ها و سایر سخت‌افزارهای نصب-به طور مستقیم بر قابلیت اطمینان و عمر مفید کل سیستم تأثیر می‌گذارند. در میان فلزات مختلف موجود، لوازم جانبی براکت فتوولتائیک آلومینیومی به عنوان یکی از پرکاربردترین مواد برای قطعات نصب PV خورشیدی ظاهر شده است. آلیاژ آلومینیوم به دلیل ماهیت سبک وزن، مقاومت در برابر خوردگی بالا، خواص مکانیکی قوی، و کارایی عالی، به طور موثری نیازهای سخت کارکرد طولانی مدت در فضای باز را برآورده می کند.

 

برای تولیدکنندگان و مشتریان مهندسی که لوازم جانبی نصب PV آلومینیوم را تامین می‌کنند، انتخاب آلیاژ آلومینیوم مناسب یک عامل کلیدی در افزایش طول عمر محصول، کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و افزایش قابلیت اطمینان سیستم است.

 

 

براکت های نصب آلومینیومی معمولاً بیش از 20 سال در فضای باز کار می کنند. بنابراین، سازه‌های نصب و لوازم جانبی باید در درازمدت در برابر شرایط سخت محیطی مختلف، از جمله باران و رطوبت بالا، قرار گرفتن در معرض طولانی مدت UV، نوسانات دمای روزانه، بارهای شدید باد، فشار برف و یخ، و خوردگی اسپری نمک ساحلی مقاومت کنند. در حالی که فولاد سنتی استحکام بالایی دارد، معمولاً به اقدامات حفاظتی اضافی-مثل گالوانیزه کردن یا پوشش{3}}برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی نیاز دارد. در مقابل، آلیاژهای آلومینیوم دارای خواص ذاتی مقاوم در برابر اکسیداسیون-می باشند. پس از قرار گرفتن در معرض هوا، آنها یک لایه اکسید متراکم را تشکیل می دهند که به طور موثری از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری می کند و دوام را در محیط های بیرونی بهبود می بخشد.

 

استفاده از آلیاژهای آلومینیوم در سیستم های نصب PV چندین مزیت کلیدی دارد:

1. ساختار سبک وزن، کاهش هزینه های نصب
یکی از مزایای اصلی آلیاژ آلومینیوم وزن کم آن است. با چگالی تقریباً یک{1}}فولاد، استفاده از آلیاژ آلومینیوم برای اجزای نصب PV وزن کلی سازه را به طور قابل توجهی کاهش می دهد. این منجر به کاهش هزینه های حمل و نقل، افزایش راندمان نصب، کاهش بار{3}}بر روی سقف ساختمان و دوره های ساخت کوتاه تر می شود.

این به ویژه برای پروژه‌های PV روی پشت بام مفید است، جایی که پایه‌های آلیاژ آلومینیوم سبک وزن، بار اضافی روی ساختار ساختمان را به حداقل می‌رسانند و در عین حال الزامات مقاومتی را برآورده می‌کنند.

 

2. مقاومت در برابر خوردگی عالی، افزایش عمر خدمات در فضای باز
سیستم‌های نصب PV معمولاً به عملکرد پایدار برای 20 تا 30 سال یا بیشتر نیاز دارند که مقاومت در برابر خوردگی مواد را بسیار مهم می‌کند. آلیاژهای آلومینیوم وقتی در معرض هوا قرار می گیرند به طور طبیعی یک لایه محافظ اکسید آلومینیوم را تشکیل می دهند. این لایه از اکسیداسیون بیشتر جلوگیری می کند، مقاومت در برابر آب و هوا را افزایش می دهد، خطرات خوردگی را کاهش می دهد و عمر مفید محصول را افزایش می دهد. علاوه بر این، فرآیندهای تصفیه سطح-مانند آنودایز، پوشش پودری و پوشش الکتروفورتیک

 

می تواند مقاومت اجزای آلیاژ آلومینیوم را در برابر محیط های مرطوب، اسپری نمک دریایی، آلودگی های صنعتی و خوردگی شیمیایی افزایش دهد. در نتیجه، اجزای PV آلیاژ آلومینیوم به‌ویژه برای پروژه‌های PV ساحلی، سیستم‌های agrivoltaic، تأسیسات PV صنعتی روی پشت‌بام، و نیروگاه‌های خورشیدی در مقیاس بزرگ-مناسب هستند.

 

 

ماژول های مختلف فتوولتائیک (PV) نیازمندی های متفاوتی در مورد استحکام، وزن و قابلیت پردازش دارند. در نتیجه، سازندگان گریدهای آلیاژ آلومینیوم خاصی را بر اساس سناریوی کاربردی انتخاب می کنند. مواد متداول در صنعت PV شامل آلیاژهای آلومینیوم 6063-T5، 6005-T5 و 6061-T6 است. همه به سری 6000 تعلق دارند و از منیزیم (Mg) و سیلیکون (Si) به عنوان عناصر آلیاژی برای افزایش استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت پردازش استفاده می کنند.

 

6063{3}}آلیاژ آلومینیوم T5 قابلیت پردازش و کیفیت سطح عالی را ارائه می‌دهد و آن را به انتخابی رایج برای پروفیل‌های PV تبدیل می‌کند. ویژگی های کلیدی عبارتند از قابلیت اکسترودپذیری عالی، سطح{6} با کیفیت بالا، مقاومت در برابر خوردگی خوب، و مناسب بودن برای آنودایز کردن. برای کاربردهایی مانند قاب های ماژول خورشیدی، سازه های نصب سبک وزن، پروفیل های نصب آلومینیومی و لوازم جانبی کوچک PV استفاده می شود. مزیت اصلی آن پردازش پذیری عالی است، که آن را برای محصولات تولید انبوه که استانداردهای بالایی برای کیفیت زیبایی شناختی و دقت ابعادی نیاز دارند، ایده آل می کند.

 

6005{5}}آلیاژ آلومینیوم T5 اغلب برای اجزای ساختاری PV استفاده می شود. در مقایسه با 6063-T5، استحکام مکانیکی بالاتری را ارائه می‌دهد و به‌طور گسترده‌ای برای اجزای ساختاری PV تحمل بار{12}}مانند ریل‌های خورشیدی، قفسه‌های نصب، گیره‌ها و سازه‌های اتصال بسیار مناسب است. با حفظ مزایایی مانند وزن سبک، مقاومت در برابر خوردگی، و سهولت پردازش، 6005-T5 ظرفیت تحمل بار- برتری را ارائه می‌کند. مخصوصاً برای نیروگاه‌های PV در مقیاس بزرگ، پروژه‌ها در مناطق با باد شدید، و سیستم‌های نصب بار بالا مناسب است.

 

6061{4}}آلیاژ آلومینیوم T6 استحکام بالاتری ارائه می‌کند. از مزایای اصلی آن می توان به استحکام مکانیکی بالا، مقاومت در برابر خستگی خوب، قابلیت پردازش عالی و جوش پذیری خوب اشاره کرد. معمولاً برای قفسه‌های نصب PV با استحکام بالا، اجزای ساختاری آلومینیومی سفارشی و قطعات PV با ماشینکاری دقیق استفاده می‌شود.

 

 

گیره‌های میانی{0} خورشیدی آلومینیومی مقاومت در برابر خوردگی محیطی را افزایش می‌دهند. سیستم های خورشیدی اغلب در محیط های چالش برانگیز نصب می شوند. به عنوان مثال، در مناطق ساحلی، محتوای نمک زیاد در هوا، خوردگی فلز را تسریع می کند. با این حال، اجزای آلیاژ آلومینیوم آنودایز شده به طور موثر مقاومت در برابر اسپری نمک را بهبود می بخشد. در مناطق بیابانی، دماهای بالا، تشعشعات شدید UV و نوسانات قابل توجه دمای روزانه می توانند بر پایداری مواد تأثیر بگذارند، با این حال آلیاژهای آلومینیوم خواص مکانیکی نسبتاً پایداری را حفظ می کنند. به طور مشابه، در مناطق صنعتی که آلاینده های هوا می توانند باعث خوردگی شوند، لایه اکسید محافظ روی آلیاژهای آلومینیوم دفاع اضافی را فراهم می کند.

 

ریل های خورشیدی ضد آب آلیاژ آلومینیوم پایداری ساختاری و مقاومت در برابر استرس مکانیکی را افزایش می دهد. سیستم های نصب فتوولتائیک باید بارهای باد و برف، وزن ماژول های خورشیدی و اثرات انبساط و انقباض حرارتی را در دراز مدت تحمل کنند. در نتیجه، استحکام مواد به طور مستقیم بر ایمنی سیستم تأثیر می گذارد. انتخاب آلیاژ آلومینیوم مناسب تغییر شکل را در طول استفاده طولانی به حداقل می رساند و ثبات کلی سیستم را بهبود می بخشد.

 

 

اگر چه آلیاژهای آلومینیوم دارای مقاومت ذاتی در برابر خوردگی هستند، درمان‌های سطحی معمولاً برای برآورده کردن الزامات برای عمر طولانی‌تر استفاده می‌شوند.

 

دو روش اصلی آنودایز و پوشش پودری است. آندایزینگ رایج ترین عملیات سطحی برای قطعات آلومینیومی فتوولتائیک است. مقاومت در برابر خوردگی، سختی سطح و قابلیت آب و هوا را افزایش می دهد و در نتیجه عمر سرویس در فضای باز را افزایش می دهد. به طور کلی برای نصب ریل های PV، گیره های آلومینیومی و قاب های ماژول استفاده می شود. از سوی دیگر، پوشش پودری، لایه محافظ قوی‌تر، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش، طیف گسترده‌ای از رنگ‌ها و زیبایی زیبایی را ارائه می‌دهد. این به ویژه برای پروژه هایی با الزامات سختگیرانه در مورد حفاظت از محیط زیست و ظاهر بصری مناسب است.

 

 

 

علاوه بر پروفیل های آلومینیومی، قطعات مهر شده با آلیاژ آلومینیوم یک جزء حیاتی در صنعت فتوولتائیک هستند. محصولات متداول شامل براکت های نصب، صفحات اتصال، گیره های ثابت، قطعات پشتیبانی و لوازم جانبی نصب سفارشی است. گیره‌های انتهایی پانل‌های خورشیدی آلومینیومی برای سیستم‌های نصب PV عمدتاً در سیستم‌های PV خورشیدی پشت بام و مزارع خورشیدی در مقیاس{2}}استفاده می‌شوند.

 

در مقایسه با روش های پردازش سنتی، مهر زنی آلیاژ آلومینیوم راندمان تولید بالایی را ارائه می دهد و آن را برای تولید انبوه قطعات فتوولتائیک ایده آل می کند. سازگاری ابعادی بالا را تضمین می کند و مونتاژ دقیق بین ماژول های مختلف را تضمین می کند. علاوه بر این، هزینه‌های تولید را کاهش می‌دهد و برای تولید استاندارد-در مقیاس بزرگ مناسب است. برای مشتریانی که به قطعات فتوولتائیک سفارشی شده نیاز دارند، فناوری مهر زنی آلیاژ آلومینیوم یک راه حل تولیدی بسیار کارآمد و قابل اعتماد ارائه می دهد.

 

برای سازندگان فتوولتائیک، یکپارچه‌کننده‌های سیستم خورشیدی، و خریداران قطعات، کیفیت بالا-لوازم جانبی براکت فتوولتائیک آلومینیومیبه محصولات کمک می کند تا در محیط های پر تقاضا در فضای باز مقاومت کنند و از رشد پایدار صنعت انرژی های جدید جهانی حمایت کنند.