Sistem de montare PV deșert

Implementarea energiei în medii extreme: Cercetarea aplicațiilor pentru sistemul de montare PV de deșert

Fundalul dezvoltării fotovoltaice în zonele deșertului
Structura energetică globală accelerează transformarea acesteia. Zonele deșertului au devenit zone importante pentru desfășurarea centralelor fotovoltaice din cauza intensității lor ridicate de soare și a resurselor de teren bogate. Mai ales în nord -vestul Chinei, Africa de Nord, Orientul Mijlociu și părțile Americii, media anuală a resurselor ușoare este mult mai mare decât alte regiuni, oferind o bază bună pentru dezvoltarea energiei solare. Sistem de montare PV deșert este o structură specială de asistență concepută pentru a se adapta condițiilor climatice extreme și formelor de teren complexe în acest fundal.

Caracteristicile mediului deșert și provocările pentru montarea fotovoltaică
Mediul natural din zonele deșertului este destul de diferit de sistemele convenționale la sol, ceea ce pune cerințe mai mari la proiectarea și materialele sistemelor de montare:
* Diferență de temperatură ridicată: diferența de temperatură între zi și noapte este mare, ceea ce pune un test pe expansiunea termică și contracția structurii;
* Vânt și nisip puternic: vânt și nisip frecvent, dimensiunea particulelor grosiere și uzură severă pe suprafața componentelor;
* Clima aridă: precipitații rare, frecvența de întreținere scăzută a centralelor electrice și sistemul de montare trebuie să aibă o abilitate ridicată de auto-curățare;
* Fundația moale a solului: stabilitate slabă a suprafeței, proiectarea fundației trebuie să fie consolidată în special;
* Componente corozive ale vântului și nisipului: Unele zone de deșert conțin componente saline și alcaline în vânt și nisip, care pot agrava coroziunea metalică.
Sistemul de montare PV deșert nu trebuie să îndeplinească numai funcția de bază a rulmentului, dar are și caracteristicile rezistenței la vânt și nisip, la rezistența la coroziune și la o stabilitate termică puternică.

Tipul structural și principii de proiectare
Conform scării proiectului, aspectul componentelor și condițiile terenului, sistemul de întrerupere a deșertului este împărțit în principal în următoarele categorii:
1.. Suport de înclinare fixă
Acest tip de sistem adoptă o metodă de instalare a unghiului fix, cu o structură simplă, o instalare convenabilă și ușor de promovat la scară largă. Unghiul de înclinare este determinat în funcție de latitudinea locală și distribuția luminii și este în general stabilit între 20 și 35 de grade.
*Structura: se folosesc componente din oțel galvanizat la cald sau aliaj de aluminiu, iar structura cadrului este stabilă;
*Avantaje: cerințe de întreținere scăzute, adaptabile la medii prăfuite;
*Limitări: Eficiența generarii de energie pe tot parcursul anului poate fi limitată de setarea înclinată fixă.
2. Suport unghi reglabil
Unghiul de înclinare este ajustat mecanic sau manual, potrivit pentru zonele cu diferențe evidente de soare sezoniere. Structura de reglare a unghiului trebuie să aibă un mecanism de blocare stabil pentru a preveni interferența vântului și a nisipului.
*Scenarii aplicabile: stații de alimentare la sol și mari la sol;
*Caracteristici: îmbunătățirea eficienței generarii de energie la unghiuri de soare scăzute în timpul iernii;
*Provocări: Asigurați -vă că dispozitivul de reglare a unghiului este continuu fiabil sub capacul vântului și nisipului.
3. Bracket de urmărire (axa unică/axă dublă)
Modul de generare a energiei de înaltă eficiență, componentele se mișcă cu traiectoria soarelui. Deșertul are soare puternic și timp de soare lung, ceea ce este un loc ideal de aplicație pentru sistemele de urmărire. Cu toate acestea, structura sa este complexă și necesită o funcționare și întreținere ridicată.
*Puncte cheie: sistem motor de nivel ridicat de protecție, proiectare a coloanei de suport stabile;
*Risc: pe vreme extremă de nisip, piesele mobile pot purta mai mult sau gem;
*Contramăsuri: Adăugați huse de protecție și utilizați materiale de etanșare lubrifiante.

Procesul de selecție și protecție a materialelor
În coroziunea ridicată și mediul ridicat de vânt și nisip al deșertului, performanța materială este direct legată de stabilitatea și durata de viață a sistemului:
*Tipul de oțel: Oțelul Q235B sau Q355B galvanizat la cald se utilizează frecvent, iar grosimea de galvanizare a suprafeței trebuie să ajungă de obicei ≥80μm sau mai mult;
*Material din aliaj de aluminiu: 6063-T5/6005-T5 Aluminiu este utilizat pe scară largă în structurile anti-coroziune, dar proiectarea în secțiune transversală trebuie consolidată în zonele cu vânt înalt;
*Șuruburi și elemente de fixare: utilizați oțel inoxidabil 304 sau dacromet pentru prevenirea ruginii;
*Tratament la suprafață: anodizare, acoperire electroforetică, acoperire de pulbere și alte metode pentru îmbunătățirea rezistenței la coroziune.
Procesul stratului de protecție trebuie să ia în considerare rezistența la uzură la un contact pe termen lung cu vânt și nisip pentru a evita expunerea structurală din cauza decolării suprafeței.

Tipul de fundație și proiectarea adaptabilității fundației
Structura de suprafață a deșertului este diversă, unele sunt dune de nisip, iar altele sunt deșerturi semi-hard. Sistemul de fundație de asistență trebuie să fie asortat flexibil:
1. Fundația cu șuruburi
Utilizat frecvent în zone cu capacitate slabă de purtare a solului, construcție rapidă, daune mici, ușor de demontat și reutilizat.
* Adaptabilitatea puternică, poate pătrunde straturile moi ale solului;
* Poate fi pre-creat cu echipamente de foraj geologic;
* Trebuie luată în considerare integritatea de acoperire anti-rust.
2. Fundația Pile
În unele zone, se pot folosi grămezi de oțel sau grămezi de beton prefabricate, care au o capacitate ridicată de rulment și sunt potrivite pentru proiecte cu sarcini mari de vânt.
* Echipamente grele sunt necesare pentru construcție, iar cantitatea de muncă este mare;
* Testele de penetrare statică trebuie făcute în avans atunci când există diferențe geologice mari;
* Proiectarea trebuie să determine adâncimea pilei pe baza distribuției straturilor și a analizei stresului.
3. Fundația de ciment
Utilizate mai ales în proiectele centralelor electrice în condiții de întărire la sol, în special în zonele în care nu este permisă îngrășarea.
* Stabilitate ridicată, costuri ușor mai mari decât alte forme;
* Perioada lungă de construcție, cerințe mari de construcție;
* Abilitatea slabă de a face față așezării fundației.

Rezistența structurală a vântului și strategiile de control al prafului
În zonele deșertului cu vânt și furtuni de nisip frecvente, rezistența structurală a vântului și proiectarea prevenirii prafului nu pot fi ignorate:
* Proiectarea sarcinii vântului: ar trebui să fie formulată pe baza datelor locale de viteză extremă a vântului și, de obicei, să fie proiectate în funcție de nivelul vitezei vântului de o dată în 50 de ani;
* Proiectarea ventilației planului de spate: optimizați rezistența vântului lăsând lacune în structura de susținere;
* Gestionarea protejării prafului: curățarea regulată a modulului, utilizarea sticlei de modul rezistente la praf;
* Protecția pantei și compactarea suprafeței: împiedică expunerea și erodată fundația de vânt sau spălată.

Calea de optimizare structurală pentru sistemul de montare PV deșert Adapting la medii extreme

Particularitatea construcției fotovoltaice în zonele deșertului
Zonele de deșert au terenuri vaste neutilizate și resurse de soare ridicate, care sunt potrivite pentru generarea de energie fotovoltaică la scară largă. Cu toate acestea, condițiile geografice și climatice speciale aduc și dificultăți de construcție. De exemplu, temperatura ridicată, vântul și nisipul frecvent, diferența mare de temperatură între zi și noapte, capacitatea slabă a suportului de suprafață și alte probleme vor contesta stabilitatea structurală și eficiența funcționării pe termen lung a centralelor fotovoltaice. Prin urmare, proiectarea Sistem de montare PV deșert Trebuie să fie optimizat în structură, materiale și metode de construcție pentru a se adapta la mediul dur.

Tipuri structurale de sistem de montare PV deșert
Sistemele de sprijin fotovoltaice comune în mediile deșertului includ:
* Suport de înclinare fixă: stabilitate structurală bună, instalare ușoară, utilizată pe scară largă în zonele cu vânt puternic și nisip.
* Suport unghi reglabil: poate regla unghiul în funcție de sezon pentru a îmbunătăți eficiența generarii de energie, dar structura este mai complexă și are cerințe de întreținere ridicate.
* Suport de urmărire (un singur axa sau axa dublă): poate urmări automat traiectoria Soarelui pentru a crește generarea de energie electrică și este utilizat în unele proiecte de deșert pe bază de pilot, dar are cerințe mai mari pentru stabilitatea structurii de sprijin și sistemul de control al nisipului.
Selecția diferitelor tipuri de sisteme de asistență în mediile deșertului trebuie evaluată în mod cuprinzător în combinație cu factori precum prețul electricității proiectului, costurile terenului, comoditatea în construcții și capacitatea de întreținere.

Selectarea materialelor și tratamentul anticorroziunii
Zonele deșertului sunt uscate și vânt pe tot parcursul anului, iar materialele se confruntă cu eroziunea vântului continuu și radiații ultraviolete. Metodele comune de selecție a materialelor și tratament includ:
*Oțel galvanizat la cald: are o rezistență puternică la coroziune și este alegerea curentă.
*Suport din aliaj de aluminiu: greutate ușoară, rezistență bună la coroziune, potrivită pentru proiecte cu cerințe de încărcare scăzută.
*Conectori de componente din oțel inoxidabil: utilizate pentru conectarea pieselor pentru a preveni slăbirea și coroziunea în timpul funcționării pe termen lung.
*Pulverizarea suprafeței sau tratamentul de anodizare: îmbunătățiți în continuare rezistența la coroziune și rezistența UV a suprafeței materialului și extindeți durata de viață a sistemului.
O bună potrivire a materialelor și proceselor poate îmbunătăți eficient capacitatea de funcționare stabilă a sistemului de montare PV deșert într -un mediu extrem de coroziv și vânt.

Proiectarea fundației și strategia de construcție adaptativă
Suprafața deșertului este în mare parte nisip moale sau pământ salin-alcalie, care are cerințe ridicate pentru capacitatea de a purta fundația. Formele comune de fundație includ:
*Fundația cu șuruburi: construcție simplă, potrivită pentru solul nisipos și ușor de dezasamblat și asamblat mai târziu.
*Fundația Pile: Potrivit pentru solul deșert, cu o compactare puternică, stabilitate bună, dar cerințe ridicate pentru echipamentele de construcție.
*Pile de ciment turnat în loc: utilizate în zone cu condiții geologice complexe sau niveluri de apă subterană, cu o perioadă lungă de construcție.
În construcții specifice, este necesar să se efectueze suficiente sondaje geologice pentru a evalua factori precum structura stratului, nivelul apei subterane, presiunea de sarcină a vântului, etc., astfel încât să se determine tipul de fundație rezonabil și să adopte metode de construcție mecanizate pentru a reduce erorile umane.

Prevenirea nisipului și proiectarea stabilității structurale
Impactul nisipului și prafului asupra modulelor fotovoltaice și a sistemelor de paranteză este reflectat în principal în:
* Acoperirea suprafeței modulului, afectând eficiența generarii de energie;
* Acumularea în structura suportului, accelerarea uzurii și coroziunea;
* Vremea mare a vântului și a nisipului provoacă modificări de stres structural.
* Pentru a reduce aceste efecte, proiectarea sistemului de montare PV deșert trebuie să ia în considerare:
* Ridicați garda la sol în partea de jos a suportului pentru a reduce acumularea de nisip și praf;
* Optimizați unghiul de înclinare al aranjamentului modulului și utilizați puterea eoliană pentru auto-curățare;
* Întăriți conexiunea dintre paranteză și sol pentru a îmbunătăți rezistența la vânt;
* Configurați garduri de vânt și nisip sau centuri de plante pentru a forma o zonă tampon pentru a reduce eroziunea vântului.
Analiza simulării stresului sistemului este, de asemenea, o parte importantă a proiectării. Este necesar să se combine date meteorologice istorice locale și modele tipice de vânt și nisip pentru a evalua răspunsul structural în condiții meteorologice extreme.

Sugestii de operare și întreținere și gestionare
Funcționarea și întreținerea în mediile de deșert sunt o parte importantă a asigurării performanței pe termen lung a centralelor electrice. Măsurile de operare și întreținere recomandate includ:
*Curățați în mod regulat module fotovoltaice, care pot fi pulverizate de drone, echipamente de periaj uscat sau sisteme de curățare automată;
*Verificați dacă părțile de conectare ale suportului sunt libere sau corodate;
*Pentru sistemul de urmărire, este necesar să se monitorizeze dacă actuatoarele sunt blocate în nisip;
*Consolidarea construcției și întreținerii instalațiilor de control al vântului și nisipului din zonă.
*În același timp, instalarea unui sistem de monitorizare la distanță poate înțelege starea de funcționare a sistemului în timp real și poate reduce numărul de persoane care intră în zone cu temperatură ridicată și cu risc ridicat.

Tendința de dezvoltare a sistemului de montare PV deșert
Odată cu promovarea pe scară largă a proiectelor fotovoltaice de deșert, direcția viitoare de evoluție tehnică a sistemului de montare PV deșert include în principal:
*Proiectare de instalare modulară pentru a îmbunătăți eficiența construcției;
*Actualizarea materialelor, cum ar fi materiale compozite ușoare de înaltă rezistență;
*Suport inteligent de funcționare și întreținere, cum ar fi monitorizarea senzorilor și avertizarea defectelor AI;
*Combinată cu restaurarea ecologică pentru a realiza co-construcția pentru protecția energetică și a mediului.
Condus atât de politica, cât și de cererea pieței, fotovoltaica deșertului va deveni o forță importantă în promovarea scării de energie nouă și va pune cerințe mai mari la adaptabilitatea sistemelor de asistență fotovoltaică.