BIPV Տանիքների նախագծում դաժան միջավայրում. ափամերձ, անապատ և բարձր բարձրության կիրառություններ

Նույնը BIPV տանիքի համակարգ կարող է ձախողվել երեք բոլորովին տարբեր ձևերով, երբ տեղադրվում է երեք տարբեր վայրերում:

Ափամերձ վայրերում կոռոզիան առաջնային ռիսկն է: Անապատներում բարձր ջերմաստիճանն ու փոշին իրենց ազդեցությունն են ունենում։ Բարձր բարձրությունների վրա ինտենսիվ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը և ձյան ծանրաբեռնվածությունը դառնում են հիմնական մտահոգությունները: Այս միջավայրերը տարբեր, և երբեմն հակասական պահանջներ են դնում կառուցվածքի, շենքի ծրարի և ՖՎ մոդուլների վրա:

Շատ նախագծեր դեռ օգտագործում են նույն պայմանական տանիքի դիզայնը, անկախ գտնվելու վայրից: Այդ մոտեցումը կարող է լավ աշխատել մեղմ ներքին կլիմայական պայմաններում, բայց դաժան միջավայրում այն ​​կարող է թողնել մի շարք խոցելիություններ չհասցված: Այս հոդվածը ուսումնասիրում է հիմնական բնապահպանական սթրեսները, ձախողման մեխանիզմները և նախագծման նվազագույն նկատառումները յուրաքանչյուր պարամետրի համար:

 

 

Ինչու են դաժան միջավայրերը BIPV-ի համար իրական սթրեսային թեստ

Երեք միջավայր, երեք ձախողման ուղիներ

BIPV-ի և սովորական տանիքի հիմնական տարբերությունն այն է, որ ՖՎ մոդուլներն իրենք են կազմում շենքի ծրարի մի մասը: Սա նշանակում է, որ նրանք պետք է կատարեն միաժամանակ երեք գործառույթ՝ էլեկտրաէներգիայի արտադրություն, ջրամեկուսացում և կրող: Այս ոլորտներից որևէ մեկում ձախողումը կարող է զիջել մյուս երկուսին:

Կոռոզիան առաջին հերթին հարձակվում է ամրացնողների և միացման թիթեղների վրա, որին հաջորդում են մոդուլի շրջանակները և միացման տուփերը: Բարձր ջերմաստիճանները նվազեցնում են էներգիայի արտադրության արդյունավետությունը՝ միաժամանակ արագացնելով պարուրման նյութերի ծերացումը: Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը սկզբում քայքայում է թիթեղը և պարկուճը, ինչը կարող է ժամանակի ընթացքում հանգեցնել մեկուսացման ձախողման:

Բոլոր երեք ձախողման ուղիների ընդհանուր օրինաչափությունն այն է ձախողումը հազվադեպ է լինում հանկարծակի: Փոխարենը, վնասը աստիճանաբար կուտակվում է առաջին հինգ տարիների ընթացքում, և խնդիրներն ավելի ակնհայտ են դառնում հինգից ութերորդ տարիների ընթացքում:

 

Ինչու սովորական տանիքների պրակտիկան բավարար չէ

Տանիքի սովորական նախագծման հիմնական նպատակներն են ջրամեկուսացումն ու կառուցվածքային կրող հզորությունը: Կոռոզիայից պաշտպանությունը և նյութի ծերացումը հաճախ գնահատվում են «ընդհանուր արդյունաբերական միջավայրի» ենթադրության հիման վրա:

Դաժան միջավայրը պահանջում է այլ մոտեցում: Վերցրեք ափամերձ տարածքները որպես օրինակ. նույն պողպատե բաղադրիչի համար C3 կամ C4 կոռոզիայից պաշտպանությունը կարող է բավարար լինել ներքին ծրագրի համար, մինչդեռ ափամերձ գծից 500 մետր հեռավորության վրա գտնվող նախագիծը կարող է պահանջել C5-M պաշտպանություն՝ կախված ազդեցության իրական պայմաններից և կիրառելի չափանիշներից: Պահանջվող ծածկույթի հաստությունը կարող է տարբերվել ավելի քան երկու անգամ, ինչը հանգեցնում է ծախսերի զգալի տարբերության:

Շրջակա միջավայր	Սթրեսի առաջնային գործոններ	Տիպիկ ձախողման ռեժիմներ	Դիզայնի հիմնական նկատառումները
Ծովափնյա	Սփրեյ աղ, քլորիդ իոններ, բարձր խոնավություն	Ամրակման կոռոզիա, միացման ափսեի կոռոզիա, սպիտակ կոռոզիոն բծեր մոդուլի շրջանակների վրա	Կոռոզիայից պաշտպանության դասակարգ, ծածկույթի հաստություն, տարբեր մետաղների մեկուսացում
Անապատ	Բարձր ջերմաստիճան, ավազ և փոշի, ուժեղ քամի, ջերմաստիճանի մեծ տատանումներ	Էլեկտրաէներգիայի դեգրադացիա, փոշու կուտակում ապակու վրա, քամու վերելքի վնաս	Ջերմաստիճանի գործակից, քամու բարձրացման դիմացկուն դետալավորում, մաքրման հասանելիություն
Բարձր բարձրություն	Ուժեղ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում, ցածր ջերմաստիճան, ձյան ծանրաբեռնվածություն, ցերեկ-գիշերային ջերմաստիճանի մեծ տատանումներ	Ետին թերթիկի ճեղքվածք, պարկուճային դեղինացում, ձյան ծանրաբեռնվածության վնաս	Նյութական եղանակային դիմադրություն, ձյան ծանրաբեռնվածության հաշվարկներ, ջրահեռացման ուղիներ

 

 

Ափամերձ նախագծեր. կոռոզիան գլխավոր առաջնահերթությունն է

Ի՞նչ է նշանակում ISO 12944 C5-M:

Համաձայն ISO 12944-2-ի մթնոլորտային կոռոզիայից դասակարգման, ափամերձ տարածքները, որոնք գտնվում են ճեղքվող ալիքներից 500 մետր հեռավորության վրա, կարող են դասվել C5-M կատեգորիային, ինչը ցույց է տալիս շատ բարձր կոռոզիոն՝ կախված իրական շրջակա միջավայրի պայմաններից:

Սա պարզապես մի փոքր ավելի խիստ պաշտպանություն կիրառելու խնդիր չէ: C5-M միջավայրերում ածխածնային պողպատի կոռոզիայի տարեկան արագությունը կարող է հինգից տաս անգամ ավելի բարձր լինել, քան C3 միջավայրում: Համապատասխան պաշտպանություն չունեցող պողպատե բաղադրիչները կարող են զգալի ժանգոտում և լայնակի կորուստ առաջացնել երեքից հինգ տարվա ընթացքում:

 

Ծածկույթի և ամրացման ընտրության նվազագույն պահանջներ

C5-M միջավայրերում տաք ցինկապատումը պահանջում է էապես ավելի մեծ ծածկույթի հաստություն.

Կոռոզիայի կատեգորիա	Տիպիկ միջավայր	Պողպատե ծածկույթի հաստության պահանջներ	Առաջարկվող պաշտպանության համակարգ
C3	Ներքին քաղաքներ; ընդհանուր արդյունաբերական միջավայրեր	55–70 մկմ	Տաք ցինկապատում, կամ այբբենարան + վերին շերտ
C4	Արդյունաբերական տարածքներ, մեղմ քայքայիչ ափամերձ միջավայրեր	70–85 մկմ	Տաք ցինկապատում + էպոքսիդային միջանկյալ ծածկույթ + պոլիուրեթանային վերին շերտ
C5-M	Ափ 500 մ հեռավորության վրա, օֆշորային միջավայրեր	85–100 մկմ (6 մմ-ից ավելի հաստությամբ բաղադրիչների համար); ≥120  մկմ ծովային ինժեներական բաղադրիչների համար	Տաք ցինկապատում + դուպլեքս ծածկույթի համակարգ՝ ≥300 մկմ չոր թաղանթի ընդհանուր հաստությամբ

Ամրակները ևս մեկ դետալ են, որը հաճախ անտեսվում է: C5-M միջավայրերում սովորական ցինկապատ պտուտակները կարող են ժանգոտել երկու-երեք տարվա ընթացքում: Արժե հաշվի առնել 316 չժանգոտվող պողպատից ամրացնողները, կամ կարող են տեղադրվել մեկուսիչ լվացող մեքենաներ տարբեր մետաղական կոնտակտային կետերում՝ գալվանական կոռոզիայից կանխելու համար:

ՖՎ մոդուլները նույնպես ունեն հատուկ պահանջներ: Ալյումինե շրջանակների անբավարար անոդացումը կամ միացման տուփի անբավարար կնքումը կարող է հանգեցնել սպիտակ կոռոզիայից նստվածքների կամ ջրի ներթափանցմանը երկու-երեք տարվա ընթացքում:

 

 

Անապատի նախագծեր. Բարձր ջերմաստիճանի և փոշու կրկնակի մարտահրավեր

Մոդուլի ջերմաստիճանը և էներգիայի կորուստը

Անապատային միջավայրերում ՖՎ մոդուլի աշխատանքային ջերմաստիճանը կարող է հասնել 65–70°C: Բյուրեղային սիլիցիումի մոդուլները ունեն բացասական էներգիայի ջերմաստիճանի գործակից, որը սովորաբար տատանվում է -0,25% -ից -0,35%/°C հիմնական արտադրանքի համար:

Օգտագործելով −0,3%/°C ջերմաստիճանի գործակիցը, հարաբերական հզորությունը նվազում է մոտավորապես 12%-ով, երբ մոդուլի ջերմաստիճանը բարձրանում է 25°C ստանդարտ փորձարկման պայմանից (STC) մինչև 65°C: 70°C-ի դեպքում կրճատումը մոտենում է 14%-ի:

Մոդուլի ջերմաստիճանը	Հարաբերական անվանական հզորություն (-0,3%/°C-ում)	Նկարագրություն
25°C	100%	Ստանդարտ փորձարկման պայմաններ (STC)
45°C	94%	Արևոտ ամառային պայմաններ բարեխառն կլիմայական պայմաններում
55°C	91%	Տիպիկ ամառային պայմաններ Կենտրոնական Ասիայում և Մերձավոր Արևելքում
65°C	88%	Կեսօրվա ինտենսիվ արևային ճառագայթում անապատային միջավայրերում
70°C	86.5%	Ծայրահեղ գործառնական պայմաններ

Մոդուլներ ընտրելիս N-տիպի TOPCon և HJT տեխնոլոգիաները սովորաբար առաջարկում են ավելի ցածր ջերմաստիճանի գործակիցներ, քան սովորական PERC մոդուլները, ինչը պոտենցիալ առավելություն է տալիս անապատի պայմաններում իրական էներգիայի արտադրության մեջ:

 

Կեղտոտում, ավազի փոթորիկներ և քամու բարձրացում

Անապատային միջավայրերում երկրորդ մարտահրավերը փոշու կուտակումն է: Երբ աղտոտման խտությունը հասնում է 20 գ/մ²-ի, մոդուլի արդյունավետությունը կարող է նվազել 15-35%-ով: Տարեկան աղտոտման կորուստները Մերձավոր Արևելքում կարող են տատանվել 12%-ից մինչև 25%, մինչդեռ Սահարայի ծայրամասերի երկայնքով տարածքները կարող են 15-30% կորուստներ ունենալ:

Սա նշանակում է, որ մաքրումը կամընտիր չէ. դա կրկնվող գործառնական ծախս է: Մուտքի երթուղիների, սպասարկման անցուղիների, ջրամատակարարման կետերի կամ չոր մաքրման համակարգերի մաքրումը պետք է ի սկզբանե ներառվեն նախագծում:

Քամու բարձրացումը երրորդ մարտահրավերն է: Ավազային փոթորիկների հետ կապված անցողիկ քամու ճնշումը կարող է ավելի ուժեղ լինել, քան սովորական քամու պայմաններում: Ամրակման միջակայքը, կանգնած կարերի մանրամասները և մոդուլի սեղմակների քամու բարձրացման դիմադրությունը պետք է վերահաշվարկվեն՝ հիմնվելով քամու տեղային բեռների վրա:

 

 

Բարձր բարձրության նախագծեր. ուլտրամանուշակագույն ճառագայթում, ցածր ջերմաստիճան և ձյան ծանրաբեռնվածություն

Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ինտենսիվությունը և նյութի ծերացումը

Բարձրության յուրաքանչյուր 1000 մետր բարձրացման դեպքում ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման մթնոլորտային զտումը նվազում է, ինչը հանգեցնում է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման մոտ 10-12% աճի:

ՖՎ մոդուլների վրա հիմնական ազդեցությունները ազդում են ոչ սիլիցիումային նյութերի վրա, ներառյալ թիթեղները, պարկուճային թաղանթները, միացման տուփի պլաստիկները և մալուխի մեկուսացումը:

Բարձր բարձրության վրա իրականացվող նախագծերի համար խորհուրդ է տրվում ետնաշերտեր՝ եղանակային դիմադրության բարձր գնահատականներով: POE կամ TPO ինկապսուլանտները կարող են նախընտրելի լինել սովորական EVA-ից՝ կախված մոդուլի դիզայնից և շրջակա միջավայրի պահանջներից: Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման ինտենսիվ ազդեցության ներքո EVA-ն կարող է ավելի զգայուն լինել դեղնացման և թթվի ձևավորման նկատմամբ:

 

Ցածր ջերմաստիճանը առավելություն է. Ձյան ծանրաբեռնվածությունը ռիսկ է

Ցածր ջերմաստիճանը կարող է նպաստել էներգիայի արտադրությանը: Քանի որ ՖՎ մոդուլներն ունեն բացասական ջերմաստիճանի գործակից, ավելի ցածր աշխատանքային ջերմաստիճանները կարող են հանգեցնել անվանական մակարդակից բարձր հզորության: Բարձր բարձրությունների վրա արևոտ օրերին մոդուլի ելքը կարող է գերազանցել անվանական հզորությունը ավելի քան 10%-ով:

Առավել մեծ վտանգը ձյան ծանրաբեռնվածությունն է: Ձյան ծանրաբեռնվածությունը բարձր բարձրության շրջաններում հաճախ թերագնահատվում է, հատկապես պարապետների, ջրհեղեղների մոտ գտնվող կուտակման գոտիներում և տանիքի բարձրության փոփոխություններին: Տեղայնացված ձյան բեռները կարող են հասնել միջին արժեքի երկու անգամ:

Ձյան ծանրաբեռնվածության նախագծային արժեքները և՛ շենքի ծածկույթի, և՛ օժանդակ կառուցվածքի համար պետք է վերահաշվարկվեն՝ օգտագործելով տեղական օդերևութաբանական տվյալները, այլ ոչ թե ցածր բարձրության նախագծերից ստանդարտ արժեքներ ընդունելու փոխարեն:

 

 

Դիզայնի երեք հիմնական սկզբունքներ

Նշեք կոռոզիայից պաշտպանությունը՝ հիմնվելով ամենածանր ազդեցության վրա

Եթե նախագիծը ենթարկվում է և՛ ափամերձ պայմաններին, և՛ արդյունաբերական աղտոտվածությանը, ապա նախագիծը պետք է համապատասխանի կոռոզիայից պաշտպանության ավելի խիստ կիրառելի պահանջներին: Մի փոխզիջման գնացեք՝ միջինացնելով ազդեցության երկու մակարդակը:

Արժեքի և ռիսկի միջև կապը պարզ է. կոռոզիայից պաշտպանության կատեգորիայի արդիականացումը սովորաբար ներառում է կառավարելի լրացուցիչ ծախսեր, մինչդեռ վերամշակումը և կոռոզիայից ձախողման հետևանքով առաջացած արտադրության դադարեցումը կարող է հանգեցնել բազմաթիվ անգամ ավելի մեծ կորուստների:

 

Համապատասխանեցրեք շենքի ծրարի ծառայության ժամկետը ՖՎ մոդուլների հետ

Տանիքածածկման BIPV համակարգերը սովորաբար նախագծված են մոտ 25 տարի սպասարկման ժամկետի համար, իսկ ՖՎ մոդուլի երաշխիքները սովորաբար տևում են մինչև 25 տարի:

Եթե շենքի ծրարը փաստացի ծառայության ժամկետ ունի ընդամենը 15 տարի, ապա ՖՎ մոդուլները կարող է պահանջվել հեռացնել, որպեսզի տանիքը փոխարինվի 16-րդ տարում, ինչը խաթարում է ծրագրի ընդհանուր տնտեսական մոդելը:

Տանիքածածկման համակարգի ընտրությունը, հետևաբար, պետք է համապատասխանի ՖՎ մոդուլների սպասվող ծառայության ժամկետին, այլ ոչ թե պարզապես ընտրի ամենաէժան գործունակ տարբերակը:

 

Մի կիրառեք սովորական մանրամասներ առանց հարմարեցման

Երեք ոլորտներ հատկապես հակված են խնդիրների.

• Կապը տարբեր մետաղների միջև.Ալյումինե մոդուլի շրջանակների և ցինկապատ պողպատե պատյանների միջև ուղղակի շփումը կարող է առաջացնել գալվանական կոռոզիա խոնավ միջավայրում: Այս ռիսկը նվազեցնելու համար օգտագործեք մեկուսիչ բարձիկներ կամ ընտրեք համատեղելի նյութեր:
• Բացեր և ջրահեռացման ուղիներՓոշին և աղը կարող են կուտակվել բացերի մեջ՝ ստեղծելով կոռոզիայի առաջացման ընդհանուր կետեր: Դրենաժային ուղիները պետք է նախագծվեն այնպես, որ ջուրը չհավաքվի:
• Ամրացումներ և կնիքներ.Ինքնակպչուն պտուտակների վրա կնքվող լվացքի մեքենաները կարող են արագորեն փչանալ ուլտրամանուշակագույն ճառագայթման և բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում՝ դրանք դարձնելով տանիքի արտահոսքի բողոքների հաճախակի աղբյուր:

 

 

Հաճախակի տրվող հարցեր

Q1. Որքա՞ն ժամանակ կարող է ծառայել BIPV տանիքի համակարգը C5-M միջավայրում:

C5-M պաշտպանական համակարգը, որը նախագծված է կիրառելի ստանդարտներին համապատասխան (տաք ցինկապատում + դուպլեքս ծածկույթ, ≥300 մկմ ընդհանուր չոր թաղանթի հաստությամբ) կարող է հասնել 15–25 տարվա նախագծման երկարակեցության («Շատ բարձր» ամրության միջակայքը սահմանված է ISO 12944-5-ում): Իրական ծառայության ժամկետը կախված է սպասարկումից: Ծածկույթի ստուգումը խորհուրդ է տրվում 3-5 տարին մեկ անգամ:

 

Q2. Անապատային նախագծերի ՖՎ մոդուլները հատուկ մոդելների կարիք ունե՞ն:

Պարտադիր չէ, բայց ընտրության չափանիշները տարբերվում են: Առաջնահերթություն տվեք ավելի ցածր ջերմաստիճանի գործակիցներով մոդուլներին (N-տիպի TOPCon/HJT), ավելի հաստ ապակի՝ քամուց փչող ավազի նկատմամբ ավելի լավ դիմադրության համար, խստաշունչ միջավայրի համար հարմար ինկապսուլանտներ, քան սովորական EVA-ն և մաքրման հատուկ մուտքի ուղիներ:

 

Q3. Ցածր ջերմաստիճանը կարո՞ղ է առաջացնել ՖՎ մոդուլների ճաքեր բարձր բարձրությունների վրա:

Ընդհանրապես, ոչ: ՖՎ մոդուլի ապակին իրականում կարող է ավելի բարձր մեխանիկական ուժ ունենալ ցածր ջերմաստիճաններում: Իրական ռիսկերը ձյան ծանրաբեռնվածությունն են և ձնհալից հետո նորից սառչելը, ինչը կարող է սառույցի խցանումներ առաջացնել դրենաժային ելքերի մոտ:

 

Q4. Որքա՞ն ավելի արժեն կոշտ միջավայրում իրականացվող նախագծերը, քան սովորական նախագծերը:

Կոռոզիայից պաշտպանությունը C3-ից մինչև C5-M բարձրացնելը կարող է մեծացնել պողպատե աշխատանքների արժեքը մոտավորապես 8%-15%-ով, կախված բաղադրիչի մակերեսից և ծածկույթի համակարգից: Ներառելով արդիականացված ամրացումները և մոդուլների ընտրության տարբերությունները, ծրագրի ընդհանուր արժեքը սովորաբար աճում է մոտ 10%-20%-ով: Այս թվերը ցուցիչ են և պետք է ստուգվեն ծրագրի իրական պայմանների և գնանշումների համեմատ:

 

Q5. Կարո՞ղ ենք սկսել սովորական դիզայնից և փոփոխություններ կատարել, եթե խնդիրներ առաջանան:

Սա խորհուրդ չի տրվում: BIPV համակարգերում ՖՎ մոդուլները կազմում են շենքի ծրարի մի մասը, և դրանց փոխարինումը կարող է արժենալ գրեթե նույնքան, որքան տանիքի վերակառուցումը: Կոռոզիան և նյութի ծերացումը աստիճանաբար զարգանում են և կարող են անտեսանելի մնալ առաջին հինգ տարիների ընթացքում: Մինչ խնդիրներն ակնհայտ կդառնան, կառուցվածքի ամբողջականությունը և ջրամեկուսացումը կարող են արդեն ազդել:

 

Ձեր նախագծի բնապահպանական պայմաններին հարմարեցված տանիքի լուծույթի կարիք ունեք:  փոստ՝ info@xzbesta.com