Цените на електроенергията се покачват и много собственици на фабрики гледат на своите неизползвани покриви като потенциални места за слънчева фотоволтаична енергия.
Какво трябва да е първо? Повечето собственици започват, като питат соларните компании за цените на модулите. Това е само половината от картината. За съществуваща фабрична сграда със стоманена конструкция първата стъпка е структурна оценка. Ако покривът не може безопасно да поддържа системата, икономичността на проекта не се добавя.
Една оценка на индустрията определя степента на преминаване при проверки на фотоволтаичния капацитет на натоварване на съществуващи метални покриви на под 50%. Почти половината от по-старите фабрични сгради може да се нуждаят от укрепване, преди да може да се инсталира слънчева енергия. Пропускането на оценката и преминаването направо към монтажа може да доведе до деформация на греди, течове на покрива или дори структурни инциденти, свързани с безопасността.
Това ръководство обяснява трите проверки, техните критерии за преминаване/неуспех и ориентировъчни разходи, ако покривът не премине оценката.
Проверка 1: Товароносимост
Какво да проверите
Проверете дали оригиналният дизайн има достатъчна резервна товароносимост. PV система на покрива (модули, монтажна конструкция и кабели), инсталирана успоредно на наклона на покрива, добавя приблизително 15–26 kg/m² (0,15–0,26 kN/m²).
Това може да не звучи много, но е постоянно мъртво натоварване. Оригиналният дизайн често предполага активно натоварване от само 0,5 kN/m² за покрив, който не е предназначен за редовен достъп. След като PV мъртвото натоварване се комбинира с натоварване от вятър и сняг, то може лесно да използва оставащия капацитет.
Критерии за преминаване/неуспех
| Елемент за проверка | Пас | Неуспех |
| Коефициент на напрежение при комбинирани случаи на мъртво, живо, вятърно и снежно натоварване | В рамките на допустимото | Надвишава ограничението |
| Деформация на основната рамка | ≤ L/250 (обща индустриална практика) | Надвишава ограничението |
| Изместване на върха на колоната | В границите на кода | Надвишава ограничението |
Ако покривът се повреди: Укрепете основната рамка, например чрез увеличаване на размера на елементите или добавяне на скоби. Това е сравнително скъпа мярка за укрепване и изисква специфичен за проекта инженерен дизайн.
Проверка 2: Размах на гредите и размер на сечението
Какво да проверите
Фотоволтаичните монтажни скоби са фиксирани към греди. Тъй като гредините първоначално са били оразмерени за съществуващи натоварвания, допълнителни 15–26 kg/m² може да ги избутат над допустимия им капацитет. За фабрични сгради с портални рамки и греди със С- или Z-сечение, тези две практически правила могат да се използват за първоначален скрининг:
- Обхват на гредата от около 6 m с обозначение на сечението под 180 → вероятно надвишава допустимите граници
- Обхват на гредата от около 8 m с обозначение на сечението под 220 → вероятно надвишава допустимите граници
Критерии за преминаване/неуспех
| Елемент за проверка | Пас | Неуспех |
| Коефициент на напрежение на гредите | В рамките на допустимото | Надвишава ограничението |
| Деформация на греди | ≤ L/150 | Надвишава ограничението |
| Подреждане на мостове/закрепване (когато разстояние > 6 m) | Най-малко 2 реда | Само 1 ред; риск от странична нестабилност |
Ако греди са неадекватни, но основната рамка има достатъчен капацитет, укрепването или подмяната само на греди е по-управляема опция и обикновено най-евтината от трите мерки за укрепване.
Проверка 3: Състояние на корозия
Какво да проверите
Проверете защитното покритие и свързаната с корозия загуба на площ на напречното сечение. Обърнете специално внимание на местата, където се натрупват прах или вода, зони, подложени на многократно намокряне и изсушаване, връзки и скрити зони и ръбове на покривни отвори.
Метод: Първо проверете покритието за повреди. На повредени места използвайте ултразвуков дебеломер или дебеломер, за да измерите действителната дебелина на материала и да я сравните с оригиналните размери на сечението.
Критерии за преминаване/неуспех
| Елемент за проверка | Пас | Неуспех |
| Защитно покритие | Непокътнати или подлежащи на ремонт | Широко разпространена повреда на покритието |
| Загуба на напречно сечение поради корозия | ≤ 5% | > 5% |
| Връзки (заварки/болтове) | Без разхлабване или пукнатини | Разхлабени крепежни елементи или напукани заварки |
Ако загубата на напречно сечение поради корозия надвишава 5%, приложете защита от корозия и подсилете засегнатия участък, преди да преоцените капацитета на покрива за фотоволтаични натоварвания. Проблемите с връзката имат приоритет пред всичко останало: поправете връзките, преди да обмислите инсталирането на слънчева енергия.
Ако покривът се провали: Къде отиват парите
Примерни диапазони на разходите за индустрията:
| Поправителна работа | Индикативна цена | Бележки |
| Изчисления за структурна проверка | 1400–4200 щатски долара | Задължително; ангажирайте квалифицирана фирма за структурно инженерство или компания за стоманени конструкции за структурно моделиране и проверка |
| Подсилване / подмяна на греди | 2800–7000 щатски долара | Най-често срещаната категория армировка |
| Подсилване на основната рамка | 11 000–21 000 щатски долара | Увеличете размерите на членовете/добавете скоби; изисква се специфичен за проекта дизайн |
| Укрепване на основата | 14 000–28 000 щатски долара | Най-широката опция; първо проверете дали наистина е необходимо |
Предупредителен случай: Една фабрично инсталирана PV без първо да се извършат структурни изчисления. Година по-късно гредите му бяха увиснали с 5 см. Ремонтът и укрепването струват около 25 000 щатски долара, а производството е спряно за месец.
Оценката на покрива струва само няколко хиляди долара. Пропускането му означава да изложите на риск покрив на стойност стотици хиляди долари и цялата производствена линия.
След оценката: Случаят за интегриран дизайн
След като покривът премине оценката, помислете за интегриране на PV в структурния дизайн, вместо да използвате конвенционална фотоволтаична система, прилагана в сградата (BAPV).
- Фотоволтаичните модули могат да заменят част от покривната облицовка в интегриран в сградата фотоволтаичен (BIPV) дизайн, потенциално намалявайки, а не увеличавайки постоянното натоварване.
- Планирайте детайлите за монтаж и свързване в чертежите от самото начало, за да избегнете адаптации на място.
- За покриви с голям размах с ограничен капацитет на натоварване, BIPV може да елиминира или значително да намали разходите за армировка.
За нова фабрична сграда това означава „един структурен проект, една строителна фаза и вградено производство на електроенергия“. За съществуваща фабрика, която преминава оценката, конвенционалното преоборудване остава жизнеспособна опция, но подробностите за свързване и разпределението на натоварването трябва да се обработват от дизайнерски екип с опит в областта на стоманените конструкции.
Често задавани въпроси
Q1: Необходима ли е структурна проверка преди инсталиране на слънчева инсталация на покрива?
да Прогнозите на индустрията поставят процента на преминаване за проверки на PV натоварване на съществуващи метални покриви под 50%. Структурните изчисления помагат за управлението на този риск; при 1400–4200 щатски долара, те са една от най-евтините предпазни мерки в проекта.
Q2: Може ли фабрична сграда, която е на 20 години, все още да поддържа слънчева енергия?
Само възрастта не е определяща. По-стара сграда може да премине, ако корозията е контролирана и оригиналният проект има достатъчен резервен капацитет. Ако свързаната с корозия загуба на сечение надвишава допустимата граница, нанесете защита от корозия и първо я подсилете.
Q3: Кой трябва да подготви доклада за оценка на конструкцията?
Квалифицирана фирма за строително инженерство или компания за стоманени конструкции трябва да издаде доклада. Той трябва да документира комбинации от товари, коефициенти на напрежение, констатации за деформация и всякакви препоръки за армировка.
Q4: Какъв обхват на греди и размер на сечението обикновено са подходящи за покривна слънчева енергия?
Като първоначално основно правило, греди със С- или Z-сечение с обозначение на сечението най-малко 180 при разстояние от около 6 m или 220 при около 8 m, е по-вероятно да преминат под фотоволтаични натоварвания. Окончателната годност трябва да бъде потвърдена чрез структурни изчисления.
Не сте сигурни, че покривът ви може да поддържа слънчева енергия? Изпратете снимки на разстоянието, размера на гредата, годината на строителство и покрива за безплатна предварителна оценка. Имейл: info@xzbesta.com
