Тое самае Дахавая сістэма BIPV можа выйсці з ладу трыма цалкам рознымі спосабамі пры ўсталёўцы ў трох розных месцах.
На прыбярэжных участках карозія з'яўляецца асноўнай небяспекай. У пустынях высокія тэмпературы і пыл бяруць сваё. На вялікіх вышынях сур'ёзнымі праблемамі становяцца інтэнсіўнае ультрафіялетавае выпраменьванне і снегавыя нагрузкі. Гэтыя асяроддзі прад'яўляюць розныя, а часам супярэчлівыя патрабаванні да канструкцыі, агароджы будынка і фотаэлектрычных модуляў.
Многія праекты па-ранейшаму выкарыстоўваюць тую ж звычайную канструкцыю даху незалежна ад месцазнаходжання. Такі падыход можа добра працаваць у мяккім унутраным клімаце, але ў суровых умовах ён можа пакінуць некаторыя ўразлівыя месцы без увагі. У гэтым артыкуле разглядаюцца асноўныя нагрузкі на навакольнае асяроддзе, механізмы адмовы і мінімальныя меркаванні па канструкцыі для кожнай налады.
Чаму суровыя ўмовы з'яўляюцца сапраўдным стрэс-тэстам для BIPV
Тры асяроддзя, тры шляхі адмовы
Ключавое адрозненне паміж BIPV і звычайным дахам заключаецца ў тым, што фотаэлектрычныя модулі самі з'яўляюцца часткай агароджы будынка. Гэта азначае, што яны павінны адначасова выконваць тры функцыі: энергетычную, гідраізаляцыйную і апорную. Няўдача ў адной з гэтых абласцей можа паставіць пад пагрозу дзве іншыя.
Карозія спачатку атакуе крапежныя элементы і злучальныя пласціны, а затым рамы модуляў і размеркавальныя скрынкі. Высокія тэмпературы зніжаюць эфектыўнасць выпрацоўкі электраэнергіі, адначасова паскараючы старэнне герметычных матэрыялаў. Ультрафіялетавае выпраменьванне спачатку пагаршае задні ліст і герметык, што з часам можа прывесці да паломкі ізаляцыі.
Агульная мадэль ва ўсіх трох шляхах адмовы такая адмова рэдка ўзнікае раптоўна. Замест гэтага шкода назапашваецца паступова на працягу першых пяці гадоў, а праблемы становяцца больш відавочнымі паміж 5-8 гадамі.
Чаму звычайных дахавых метадаў недастаткова
Асноўнымі задачамі звычайнага дызайну даху з'яўляюцца гідраізаляцыя і апорная здольнасць канструкцыі. Абарона ад карозіі і старэнне матэрыялу часта ацэньваюцца на аснове дапушчэння «агульнага прамысловага асяроддзя».
Суровыя ўмовы патрабуюць іншага падыходу. Возьмем у якасці прыкладу прыбярэжныя раёны: для аднаго і таго ж сталёвага кампанента можа быць дастаткова абароны ад карозіі C3 або C4 для ўнутранага праекта, у той час як для праекта ў межах 500 метраў ад берагавой лініі можа спатрэбіцца абарона C5-M, у залежнасці ад рэальных умоў уздзеяння і дзеючых стандартаў. Неабходная таўшчыня пакрыцця можа адрознівацца больш чым у два разы, што прыводзіць да значнай розніцы ў кошце.
| Асяроддзе | Першасныя фактары стрэсу | Тыповыя рэжымы адмовы | Асноўныя меркаванні па дызайне |
| Прыбярэжны | Саляныя пырскі, іёны хларыду, высокая вільготнасць | Карозія крапяжу, карозія злучальнай пласціны, белыя плямы карозіі на рамах модуляў | Катэгорыя абароны ад карозіі, таўшчыня пакрыцця, ізаляцыя разнародных металаў |
| Пустыня | Высокія тэмпературы, пясок і пыл, моцны вецер, вялікія ваганні тэмператур | Зніжэнне магутнасці, назапашванне пылу на шкле, пашкоджанне ад ветру | Тэмпературны каэфіцыент, дэталь, устойлівая да ўздыму ветру, доступ для ачысткі |
| Вялікая вышыня | Інтэнсіўнае ўльтрафіялетавае выпраменьванне, нізкія тэмпературы, снегавыя нагрузкі, вялікія ваганні тэмпературы днём і ноччу | Парэпанне тыльнага ліста, пажаўценне герметыка, пашкоджанне снегавой нагрузкі | Устойлівасць матэрыялаў да надвор'я, разлік снегавых нагрузак, дрэнажных шляхоў |
Прыбярэжныя праекты: карозія - галоўны прыярытэт
Што азначае ISO 12944 C5-M?
Згодна з класіфікацыяй каразійнай актыўнасці ў атмасферы ў ISO 12944-2, прыбярэжныя ўчасткі, размешчаныя ў межах 500 метраў ад хваль, якія разбіваюцца, могуць адносіцца да катэгорыі C5-M, што сведчыць аб вельмі высокай каразійнай актыўнасці ў залежнасці ад рэальных умоў навакольнага асяроддзя.
Гэта не проста пытанне прымянення крыху больш жорсткай абароны. У асяроддзях C5-M гадавая хуткасць карозіі вугляродзістай сталі можа быць у пяць-дзесяць разоў вышэй, чым у асяроддзях C3. У сталёвых кампанентаў без адпаведнай абароны можа развіцца значная іржа і страта папярочнага перасеку на працягу трох-пяці гадоў.
Мінімальныя патрабаванні да выбару пакрыцця і крапяжу
У асяроддзі C5-M гарачае цынкаванне патрабуе значна большай таўшчыні пакрыцця:
| Катэгорыя карозіі | Тыповае асяроддзе | Патрабаванні да таўшчыні сталёвага пакрыцця | Рэкамендуемая сістэма абароны |
| C3 | Унутраныя гарады; агульныя прамысловыя ўмовы | 55–70 мкм | Гарачае ацынкаванне, або грунтоўка + фінішнае пакрыццё |
| C4 | Прамысловыя зоны, умерана каразійныя прыбярэжныя асяроддзя | 70–85 мкм | Гарачае цынкаванне + прамежкавае пакрыццё з эпаксіднай смалы + поліўрэтанавы верхні пакрыццё |
| С5-М | У межах 500 м ад берагавой лініі, марскія асяроддзя | 85–100 мкм (для кампанентаў таўшчынёй больш за 6 мм); ≥120 мкм для кампанентаў марской тэхнікі | Гарачае цынкаванне + сістэма дуплекснага пакрыцця з агульнай таўшчынёй сухой плёнкі ≥300 мкм |
Зашпількі - яшчэ адна дэталь, на якую часта не звяртаюць увагі. У асяроддзі C5-M на звычайных ацынкаваных балтах могуць з'явіцца плямы іржы на працягу двух-трох гадоў. Варта разгледзець мацаванне з нержавеючай сталі 316, або ізаляцыйныя шайбы могуць быць устаноўлены ў кропках кантакту з рознымі металамі, каб прадухіліць гальванічную карозію.
Да фотаэлектрычных модуляў таксама прад'яўляюцца асаблівыя патрабаванні. Недастатковае анадаванне алюмініевых рам або недастатковае ўшчыльненне размеркавальнай скрынкі можа прывесці да адкладаў белай карозіі або пранікненню вады на працягу двух-трох гадоў.
Праекты ў пустыні: двайны выклік высокіх тэмператур і пылу
Тэмпература модуля і страты магутнасці
У пустыні працоўная тэмпература фотаэлектрычнага модуля можа дасягаць 65–70°C. Модулі з крышталічнага крэмнію маюць адмоўны тэмпературны каэфіцыент магутнасці, які звычайна складае ад -0,25% да -0,35%/°C для асноўных прадуктаў.
Выкарыстоўваючы тэмпературны каэфіцыент −0,3%/°C, адносная выхадная магутнасць памяншаецца прыблізна на 12%, калі тэмпература модуля павышаецца з 25°C пры стандартных умовах выпрабаванняў (STC) да 65°C. Пры 70°C зніжэнне набліжаецца да 14%.
| Тэмпература модуля | Адносная намінальная магутнасць (пры −0,3%/°C) | Апісанне |
| 25°C | 100% | Стандартныя ўмовы выпрабаванняў (STC) |
| 45°C | 94% | Сонечныя летнія ўмовы ва ўмераным клімаце |
| 55°C | 91% | Тыповыя ўмовы лета ў Цэнтральнай Азіі і на Блізкім Усходзе |
| 65°C | 88% | Інтэнсіўнае паўдзённае сонечнае апраменьванне ў пустынных умовах |
| 70°C | 86,5% | Экстрэмальныя ўмовы эксплуатацыі |
Пры выбары модуляў тэхналогіі N-тыпу TOPCon і HJT звычайна прапануюць больш нізкія тэмпературныя каэфіцыенты, чым звычайныя модулі PERC, што патэнцыйна забяспечвае перавагу ў фактычным выхадзе энергіі ва ўмовах пустыні.
Забруджванне, пясчаныя буры і ўздым ветру
Другая праблема ў пустынных умовах - назапашванне пылу. Калі шчыльнасць забруджвання дасягае 20 г/м², эфектыўнасць модуля можа знізіцца на 15–35%. Штогадовыя страты глебы на Блізкім Усходзе могуць складаць ад 12% да 25%, у той час як у раёнах уздоўж ускраін Сахары страты могуць складаць 15-30%.
Гэта азначае, што чыстка не з'яўляецца абавязковай; гэта перыядычныя аперацыйныя выдаткі. Дарожкі для ачысткі, дарожкі для тэхнічнага абслугоўвання, пункты водазабеспячэння або сістэмы сухой чысткі павінны быць уключаны ў праект з самага пачатку.
Уздым ветру - трэцяя задача. Пераходны ціск ветру, звязаны з пясчанымі бурамі, можа быць больш сур'ёзным, чым той, які ўзнікае пры звычайных умовах ветру. Інтэрвал крапежных элементаў, дэталі стаячага шва і ўстойлівасць модульных заціскаў да ўздыму ветрам павінны быць пералічаны на аснове мясцовых ветравых нагрузак.
Вышынныя праекты: УФ-выпраменьванне, нізкія тэмпературы і снегавыя нагрузкі
Інтэнсіўнасць ультрафіялету і старэнне матэрыялу
З кожным павышэннем вышыні на 1000 метраў атмасферная фільтрацыя УФ-выпраменьвання памяншаецца, што прыводзіць да павелічэння УФ-выпраменьвання прыблізна на 10–12%.
Асноўныя ўздзеянні на фотаэлектрычныя модулі закранаюць матэрыялы, якія не змяшчаюць крэмнію, у тым ліку тыльныя лісты, герметычныя плёнкі, пластык размеркавальнай скрынкі і ізаляцыю кабеля.
Для вышынных праектаў рэкамендуюцца падкладкі з больш высокім рэйтынгам устойлівасці да надвор'я. Інкапсулятары POE або TPO могуць быць пераважней звычайных EVA, у залежнасці ад канструкцыі модуля і экалагічных патрабаванняў. Пры інтэнсіўным уздзеянні ультрафіялету EVA можа быць больш успрымальны да пажаўцення і адукацыі кіслаты.
Нізкія тэмпературы з'яўляюцца перавагай; Снежныя нагрузкі - гэта рызыка
Нізкія тэмпературы могуць спрыяць вытворчасці электраэнергіі. Паколькі фотаэлектрычныя модулі маюць адмоўны тэмпературны каэфіцыент, больш нізкія працоўныя тэмпературы могуць прывесці да выхадной магутнасці вышэй за намінальны ўзровень. У сонечныя дні на вялікіх вышынях магутнасць модуля можа перавышаць намінальную магутнасць больш чым на 10%.
Большую небяспеку ўяўляе снегавая нагрузка. Снегавая нагрузка ў высакагорных рэгіёнах часта недаацэньваецца, асабліва ў зонах назапашвання каля парапетаў, жолабаў і пры змене вышыні даху. Лакалізаваныя снегавыя нагрузкі могуць перавышаць сярэдняе значэнне ўдвая.
Разліковыя значэнні снегавой нагрузкі як для агароджы будынка, так і для апорнай канструкцыі павінны быць пералічаны з выкарыстаннем мясцовых метэаралагічных дадзеных, а не прыняцця стандартных значэнняў з праектаў на нізкіх вышынях.
Тры асноўныя прынцыпы дызайну
Укажыце абарону ад карозіі ў залежнасці ад найбольш моцнага ўздзеяння
Калі праект падвяргаецца ўздзеянню прыбярэжных умоў і прамысловага забруджвання, праект павінен адпавядаць больш строгім дзеючым патрабаванням абароны ад карозіі. Не ідзіце на кампраміс, вылічваючы асераднёныя два ўзроўні ўздзеяння.
Узаемасувязь паміж коштам і рызыкай відавочная: павышэнне катэгорыі абароны ад карозіі, як правіла, прадугледжвае кіраваныя дадатковыя выдаткі, у той час як перапрацоўка і спыненне вытворчасці, выкліканыя каразійнай недастатковасцю, могуць прывесці да страт у разы больш.
Суаднясіце тэрмін службы канверта будынка з тэрмінам службы фотаэлектрычных модуляў
Дахавыя сістэмы BIPV звычайна разлічаны на тэрмін службы каля 25 гадоў, а гарантыі на фотаэлектрычныя модулі звычайна працягваюцца да 25 гадоў.
Калі рэальны тэрмін службы агароджы будынка складае ўсяго 15 гадоў, фотаэлектрычныя модулі, магчыма, спатрэбіцца выдаліць, каб дах можна было замяніць праз 16 гадоў, што падрывае агульную эканамічную мадэль праекта.
Такім чынам, выбар дахавай сістэмы павінен адпавядаць чаканаму тэрміну службы фотаэлектрычных модуляў, а не проста выбіраць самы танны працаздольны варыянт.
Не наносіце звычайную дэталізацыю без адаптацыі
Тры сферы асабліва схільныя праблемам:
- Кантакт паміж рознымі металамі:Прамы кантакт паміж алюмініевымі каркасамі модуляў і ацынкаванымі сталёвымі прагонамі можа выклікаць гальванічную карозію ў вільготным асяроддзі. Выкарыстоўвайце ізаляцыйныя пракладкі або выбірайце сумяшчальныя матэрыялы, каб паменшыць гэты рызыка.
- Шчыліны і дрэнажныя дарожкі: Пыл і соль могуць назапашвацца ў шчылінах, ствараючы агульныя пункты ініцыяцыі карозіі. Дрэнажныя шляхі павінны быць спраектаваны так, каб прадухіліць назапашванне вады.
- Крепеж і ўшчыльняльнікі:Ушчыльняльныя шайбы на саморезах могуць хутка сапсавацца пад уздзеяннем ультрафіялету і высокіх тэмператур, што робіць іх частай крыніцай скаргаў на ўцечку даху.
Часта задаюць пытанні
Q1: Як доўга можа праслужыць дахавая сістэма BIPV у асяроддзі C5-M?
Сістэма абароны C5-M, распрацаваная ў адпаведнасці з дзеючымі стандартамі (гарачае цынкаванне + дуплекснае пакрыццё, з агульнай таўшчынёй сухой плёнкі ≥300 мкм), можа дасягнуць праектнага тэрміну службы 15–25 гадоў («Вельмі высокі» дыяпазон трываласці, вызначаны ў ISO 12944-5). Фактычны тэрмін службы залежыць ад абслугоўвання. Праверкі пакрыцця рэкамендуецца праводзіць кожныя 3-5 гадоў.
Q2: Ці патрэбныя фотаэлектрычныя модулі для праектаў у пустыні спецыяльныя мадэлі?
Неабавязкова, але крытэрыі адбору адрозніваюцца. Аддавайце перавагу модулям з больш нізкімі тэмпературнымі каэфіцыентамі (N-тып TOPCon / HJT), больш тоўстым шклом для лепшай устойлівасці да нанесенага ветрам пяску, герметыкам, прыдатным для цяжкіх умоў, а не звычайным EVA, і спецыяльным шляхам ачысткі.
Q3: Ці могуць нізкія тэмпературы выклікаць расколіны фотаэлектрычных модуляў на вялікіх вышынях?
Увогуле, не. Шкло фотаэлектрычнага модуля можа мець больш высокую механічную трываласць пры нізкіх тэмпературах. Рэальную небяспеку ўяўляюць снегавыя нагрузкі і паўторнае замярзанне пасля раставання снегу, што можа выклікаць ледзяныя завалы на выхадах каналізацыі.
Q4: Наколькі больш каштуюць праекты ў цяжкіх умовах, чым звычайныя праекты?
Павышэнне ўзроўню абароны ад карозіі з C3 да C5-M можа павялічыць кошт металаканструкцый прыкладна на 8–15 %, у залежнасці ад плошчы паверхні кампанента і сістэмы пакрыцця. Уключаючы мадэрнізаваныя крапежныя элементы і адрозненні ў выбары модуляў, агульны кошт праекта звычайна павялічваецца прыкладна на 10–20%. Гэтыя лічбы з'яўляюцца арыентыровачнымі і павінны быць звераны з фактычнымі ўмовамі праекта і расцэнкамі.
Q5: Ці можам мы пачаць са звычайнага дызайну і ўнесці змены, калі ўзнікнуць праблемы?
Гэта не рэкамендуецца. У сістэмах BIPV фотаэлектрычныя модулі з'яўляюцца часткай агароджы будынка, і іх замена можа каштаваць амаль столькі ж, колькі і аднаўленне даху. Карозія і старэнне матэрыялу развіваюцца паступова і могуць заставацца незаўважнымі на працягу першых пяці гадоў. Да таго часу, калі праблемы стануць відавочнымі, цэласнасць канструкцыі і гідраізаляцыя ўжо могуць быць закрануты.
Патрэбна дахавае рашэнне з улікам умоў навакольнага асяроддзя вашага праекта? Адрас электроннай пошты: info@xzbesta.com
