Дәл солай BIPV шатыр жүйесі үш түрлі жерде орнатылған кезде үш мүлдем басқа жолмен істен шығуы мүмкін.
Жағалау учаскелерінде коррозия басты қауіп болып табылады. Шөлді жерлерде жоғары температура мен шаң өз әсерін тигізеді. Жоғары биіктікте қарқынды ультракүлгін сәулелену және қар жүктемелері үлкен алаңдаушылық тудырады. Бұл орталар құрылымға, құрылыс конвертіне және PV модульдерге әртүрлі және кейде қарама-қайшы талаптар қояды.
Көптеген жобалар орналасқан жеріне қарамастан бұрынғыдай бірдей шатыр жабынының дизайнын қолданады. Бұл тәсіл жұмсақ ішкі климатта жақсы жұмыс істеуі мүмкін, бірақ қатал ортада ол бірнеше осалдықтарды қараусыз қалдыруы мүмкін. Бұл мақалада негізгі қоршаған орта кернеулері, істен шығу механизмдері және әрбір параметр үшін ең аз дизайнды қарастыру қарастырылады.
Неліктен қатал орталар BIPV үшін нағыз стресс сынағы болып табылады
Үш орта, үш сәтсіздік жолы
BIPV мен кәдімгі шатыр жабынының негізгі айырмашылығы - PV модульдерінің өзі ғимарат конвертінің бір бөлігін құрайды. Бұл олар бір уақытта үш функцияны орындауы керек дегенді білдіреді: қуат өндіру, гидрооқшаулағыш және жүк көтеру. Осы салалардың кез келгеніндегі сәтсіздік қалған екеуіне нұқсан келтіруі мүмкін.
Коррозия алдымен бекіткіштер мен қосылым тақталарына, содан кейін модуль жақтауларына және біріктіру қораптарына әсер етеді. Жоғары температура инкапсуляциялық материалдардың қартаюын жылдамдата отырып, қуат өндіру тиімділігін төмендетеді. Ультракүлгін сәулелену бірінші кезекте артқы парақты және инкапсуляцияны нашарлатады, бұл уақыт өте келе оқшаулаудың бұзылуына әкелуі мүмкін.
Барлық үш сәтсіздік жолындағы ортақ үлгі - бұл сәтсіздік сирек кенеттен пайда болады. Оның орнына, зиян бірінші бес жыл ішінде бірте-бірте жинақталады, проблемалар бес және сегіз жас аралығында айқынырақ болады.
Неліктен шатырды жабудың дәстүрлі әдістері жеткіліксіз
Кәдімгі шатырды жобалаудың негізгі мақсаттары гидрооқшаулағыш және құрылымдық жүк көтергіштігі болып табылады. Коррозиядан қорғау және материалдың ескіруі көбінесе «жалпы өндірістік орта» болжамы негізінде бағаланады.
Қатаң орталар басқа тәсілді қажет етеді. Жағалау аймақтарын мысал ретінде алайық: бірдей болат құрамдас бөлігі үшін C3 немесе C4 коррозиядан қорғау ішкі жоба үшін жеткілікті болуы мүмкін, ал жағалау сызығының 500 метріндегі жоба нақты әсер ету жағдайлары мен қолданыстағы стандарттарға байланысты C5-M қорғанысын қажет етуі мүмкін. Қажетті жабын қалыңдығы екі еседен астам ерекшеленуі мүмкін, бұл айтарлықтай шығын айырмашылығына әкеледі.
| Қоршаған орта | Негізгі стресс факторлары | Әдеттегі сәтсіздік режимдері | Негізгі дизайнды қарастыру |
| Жағалау | Тұз спрейі, хлор иондары, жоғары ылғалдылық | Бекіткіш тот, қосылым тақтасының коррозиясы, модуль жақтауларында ақ коррозия дақтары | Коррозиядан қорғау категориясы, жабын қалыңдығы, бір-біріне ұқсамайтын металдарды оқшаулау |
| Шөл | Жоғары температура, құм мен шаң, қатты жел, температураның үлкен ауытқуы | Қуат шығысының нашарлауы, әйнекте шаңның жиналуы, желдің бұзылуы | Температура коэффициенті, желдің көтерілуіне төзімді егжей-тегжейлі, тазалауға қол жеткізу |
| Биік биіктік | Қарқынды ультракүлгін сәулелену, төмен температура, қар жүктемелері, күндізгі-түнгі температураның үлкен ауытқуы | Артқы жабынның крекингі, инкапсуляцияның сарғаюы, қар жүктемесінің бұзылуы | Материалдың ауа райына төзімділігі, қар жүктемесін есептеу, дренаждық жолдар |
Жағалау жобалары: коррозия - басты басымдық
ISO 12944 C5-M нені білдіреді?
ISO 12944-2 стандартындағы атмосфералық коррозияның жіктелуіне сәйкес, толқындардан 500 метр қашықтықта орналасқан жағалау учаскелері қоршаған ортаның нақты жағдайларына байланысты өте жоғары коррозияны көрсететін C5-M санатына жатқызылуы мүмкін.
Бұл біршама қатаң қорғанысты қолдану мәселесі емес. C5-M орталарында көміртекті болаттың жылдық коррозия жылдамдығы С3 ортасына қарағанда бес-он есе жоғары болуы мүмкін. Тиісті қорғанысы жоқ болат құрамдас бөліктері үш-бес жыл ішінде тот басуы және көлденең қимасының жоғалуы мүмкін.
Қаптау мен бекіту элементтерін таңдауға қойылатын минималды талаптар
C5-M орталарында ыстық мырышпен қаптау жабынның едәуір үлкен қалыңдығын талап етеді:
| Коррозия категориясы | Типтік орта | Болат жабынының қалыңдығына қойылатын талаптар | Ұсынылатын қорғаныс жүйесі |
| C3 | Ішкі қалалар; жалпы өндірістік орталар | 55–70 мкм | Ыстық мырыштау немесе праймер + үстіңгі жабын |
| C4 | Өнеркәсіптік аймақтар, жеңіл коррозиялық жағалаудағы орталар | 70–85 мкм | Ыстық мырыштау + эпоксидті аралық жабын + полиуретанды үстіңгі жабын |
| C5-M | Жағалау сызығынан 500 м қашықтықта, теңіз орталары | 85–100 мкм (қалыңдығы 6 мм-ден асатын құрамдас бөліктер үшін); Теңіз инженерлік компоненттері үшін ≥120 мкм | Құрғақ пленканың жалпы қалыңдығы ≥300 мкм болатын ыстық мырыштау + дуплексті жабын жүйесі |
Бекіткіштер - жиі назардан тыс қалған тағы бір бөлшек. C5-M орталарында қарапайым мырышпен қапталған болттар екі-үш жыл ішінде тот басуы мүмкін. 316 тот баспайтын болаттан жасалған бекіткіштерді қарастырған жөн немесе гальваникалық коррозияны болдырмауға көмектесу үшін оқшаулағыш шайбаларды әртүрлі металл контактілеріне орнатуға болады.
PV модульдеріне де арнайы талаптар қойылады. Алюминий жақтауларының анодизациясының жеткіліксіздігі немесе түйіспе қорапшасының жеткіліксіз тығыздалуы екі-үш жыл ішінде ақ коррозия шөгінділеріне немесе судың түсуіне әкелуі мүмкін.
Шөл жобалары: жоғары температура мен шаңның қосарланған мәселесі
Модуль температурасы және қуат жоғалуы
Шөлді ортада PV модулінің жұмыс температурасы 65–70°C жетуі мүмкін. Кристалды кремний модульдерінің теріс қуат температурасының коэффициенті бар, әдетте негізгі өнімдер үшін −0,25% пен −0,35%/°C аралығында болады.
−0,3%/°C температура коэффициентін пайдалану модуль температурасы 25°C стандартты сынақ күйінен (STC) 65°C дейін көтерілген сайын салыстырмалы қуат шығысы шамамен 12% төмендейді. 70°C температурада төмендеу 14%-ға жақындайды.
| Модуль температурасы | Салыстырмалы номиналды қуат (-0,3%/°C кезінде) | Сипаттама |
| 25°C | 100% | Стандартты сынақ шарттары (STC) |
| 45°C | 94% | Қоңыржай климатта жаздың шуақты шарттары |
| 55°C | 91% | Орталық Азия мен Таяу Шығыстағы типтік жазғы жағдайлар |
| 65°C | 88% | Шөлді ортада күндізгі қарқынды күн сәулесі |
| 70°C | 86,5% | Төтенше жұмыс жағдайлары |
Модульдерді таңдаған кезде N-типті TOPCon және HJT технологиялары әдетте кәдімгі PERC модульдеріне қарағанда төмен температуралық коэффициенттерді ұсынады, бұл шөлді жағдайларда нақты энергия шығымдылығын қамтамасыз етеді.
Ластану, құмды дауылдар және желдің көтерілуі
Шөлді ортадағы екінші қиындық – шаңның жиналуы. Ластану тығыздығы 20 г/м² жеткенде модульдің тиімділігі 15–35%-ға төмендеуі мүмкін. Таяу Шығыстағы ластанудың жыл сайынғы жоғалуы 12% -дан 25% -ға дейін болуы мүмкін, ал Сахараның шетіндегі аудандарда 15-30% жоғалуы мүмкін.
Бұл тазалау міндетті емес дегенді білдіреді; бұл қайталанатын операциялық шығындар. Кіру жолдарын, техникалық қызмет көрсету жолдарын, сумен жабдықтау нүктелерін немесе құрғақ щеткаларды тазалау жүйелерін жобалауға ең басынан енгізу керек.
Желді көтеру – үшінші міндет. Құмды дауылдармен байланысты өтпелі жел қысымдары әдеттегі жел жағдайларында кездесетіннен гөрі күштірек болуы мүмкін. Бекіткіштер аралығы, тік тігіс бөлшектері және модуль қапсырмаларының жел көтеруге төзімділігі жергілікті жел жүктемелеріне байланысты қайта есептелуі керек.
Жоғары биіктіктегі жобалар: ультракүлгін сәулелену, төмен температура және қар жүктемелері
УК қарқындылығы және материалдың қартаюы
Әрбір 1000 метр биіктікке көтерілу үшін ультракүлгін сәулеленудің атмосфералық сүзгілеуі төмендейді, нәтижесінде ультракүлгін сәулелену шамамен 10-12% артады.
PV модульдеріне негізгі әсерлер кремний емес материалдарға, соның ішінде артқы парақтарға, инкапсуляциялық пленкаларға, түйіспелі пластиктерге және кабельді оқшаулауға әсер етеді.
Биік биіктіктегі жобалар үшін ауа райына төзімділік көрсеткіштері жоғары артқы парақтар ұсынылады. Модуль дизайнына және қоршаған ортаға қойылатын талаптарға байланысты кәдімгі EVA-дан POE немесе TPO инкапсуланттарын таңдауға болады. Қарқынды ультракүлгін әсерінен EVA сарғаюға және қышқылдың пайда болуына көбірек сезімтал болуы мүмкін.
Төмен температуралар артықшылық болып табылады; Қар жүктері қауіпті
Төмен температура электр энергиясын өндіруге пайдалы болуы мүмкін. PV модульдері теріс температура коэффициентіне ие болғандықтан, жұмыс температурасының төмендеуі номиналды деңгейден жоғары қуат шығысына әкелуі мүмкін. Биік биіктіктегі шуақты күндерде модуль шығысы номиналды қуаттан 10%-дан асуы мүмкін.
Ең үлкен қауіп - қардың түсуі. Биік таулы аймақтардағы қардың жүктемесі жиі бағаланбайды, әсіресе парапеттердің, суағарлардың жанындағы жинақтау аймақтарында және шатырдың биіктігінің өзгеруі. Жергілікті қар жүктемесі орташа мәннен екі есеге жетуі мүмкін.
Ғимарат конверті үшін де, тірек құрылымы үшін де қар жүктемесінің жобалық мәндері төмен биіктіктегі жобалардан стандартты мәндерді қабылдаудан гөрі жергілікті метеорологиялық деректерді пайдалана отырып, қайта есептелуі керек.
Дизайндың үш негізгі қағидасы
Ең қатты әсер ету негізінде коррозиядан қорғауды көрсетіңіз
Егер жоба жағалау жағдайларына да, өнеркәсіптік ластануға да ұшыраса, дизайн тоттанудан қорғаудың неғұрлым қатаң талаптарын орындауы керек. Екі әсер ету деңгейін орташалау арқылы ымыраға келмеңіз.
Құн мен тәуекел арасындағы байланыс анық: коррозиядан қорғау санатын жаңарту әдетте басқарылатын қосымша шығындарды талап етеді, ал коррозияның бұзылуынан туындаған қайта өңдеу және өндірістің тоқтап қалуы бірнеше есе көп шығындарға әкелуі мүмкін.
Ғимарат конвертінің қызмет ету мерзімін PV модульдерінің қызмет ету мерзіміне сәйкестендіріңіз
BIPV шатыр жүйелері әдетте шамамен 25 жыл қызмет ету мерзіміне арналған, ал PV модулінің кепілдіктері әдетте 25 жылға дейін созылады.
Ғимарат конвертінің нақты қызмет ету мерзімі небәрі 15 жыл болса, PV модульдерін алып тастау қажет болуы мүмкін, осылайша төбені 16 жылы ауыстыруға болады, бұл жобаның жалпы экономикалық моделіне нұқсан келтіреді.
Сондықтан шатыр жүйесін таңдау ең арзан жұмыс істейтін опцияны таңдаудың орнына, PV модульдерінің күтілетін қызмет ету мерзіміне сәйкес келуі керек.
Бейімделусіз әдеттегі бөлшектерді қолданбаңыз
Үш аймақ әсіресе проблемаларға бейім:
- Бір-біріне ұқсамайтын металдар арасындағы байланыс:Алюминий модуль жақтаулары мен мырышталған болат пурлиндер арасындағы тікелей байланыс ылғалды ортада гальваникалық коррозияға әкелуі мүмкін. Бұл қауіпті азайту үшін оқшаулағыш төсемдерді пайдаланыңыз немесе үйлесімді материалдарды таңдаңыз.
- Саңылаулар мен дренаждық жолдар: Шаң мен тұз саңылауларға жиналып, коррозияның жалпы бастау нүктелерін жасауы мүмкін. Дренаждық жолдар судың жиналуын болдырмайтындай етіп жасалуы керек.
- Бекіткіштер мен тығыздағыштар:Өздігінен бұрап тұратын бұрандалардағы тығыздағыш шайбалар ультракүлгін сәулелердің әсерінен және жоғары температурада тез нашарлауы мүмкін, бұл оларды шатырдың ағып кетуіне қатысты шағымдардың жиі көзі етеді.
Жиі қойылатын сұрақтар
1-сұрақ: BIPV шатыр жүйесі C5-M ортасында қанша уақытқа қызмет ете алады?
Қолданыстағы стандарттарға сәйкес әзірленген C5-M қорғаныс жүйесі (ыстық мырыштау + дуплексті жабын, құрғақ пленканың жалпы қалыңдығы ≥300 мкм) 15–25 жыл дизайн беріктігіне қол жеткізе алады («Өте жоғары» төзімділік ауқымы ISO 12944-5 стандартында анықталған). Нақты қызмет мерзімі техникалық қызмет көрсетуге байланысты. Қаптауды тексеру 3-5 жыл сайын ұсынылады.
2-сұрақ: Шөл жобаларына арналған PV модульдері арнайы үлгілерді қажет ете ме?
Міндетті емес, бірақ таңдау критерийлері әртүрлі. Температуралық коэффициенттері төмен (N-типті TOPCon / HJT), желмен соққан құмға жақсы төзімділік үшін қалыңырақ шыны, әдеттегі EVA емес, қатал орталарға жарамды инкапсульанттар және арнайы тазалауға кіру жолдары бар модульдерге басымдық беріңіз.
3-сұрақ: Төмен температуралар жоғары биіктікте PV модульдерінің жарылуына әкелуі мүмкін бе?
Жалпы, жоқ. PV модулінің шыны төмен температурада жоғары механикалық беріктікке ие болуы мүмкін. Нақты қауіп-қатер қардың түсуі және қар ерігеннен кейін қайта қату болып табылады, бұл дренаждық тесіктерде мұздың бітелуін тудыруы мүмкін.
4-сұрақ: Қиын ортадағы жобалар кәдімгі жобаларға қарағанда қанша тұрады?
Коррозиядан қорғауды C3-тен C5-M-ге дейін жаңарту құрамдас бетінің ауданы мен жабын жүйесіне байланысты болат өңдеу шығындарын шамамен 8%-15%-ға арттыруы мүмкін. Жаңартылған бекіткіштерді және модульді таңдаудағы айырмашылықтарды қоса алғанда, жобаның жалпы құны әдетте шамамен 10%-20%-ға артады. Бұл сандар индикативті болып табылады және жобаның нақты шарттары мен баға ұсыныстарына сәйкес тексерілуі керек.
5-сұрақ: Кәдімгі дизайннан басталып, проблемалар туындаса, өзгертулер енгізе аламыз ба?
Бұл ұсынылмайды. BIPV жүйелерінде PV модульдері ғимарат конвертінің бір бөлігін құрайды және оларды ауыстыру шатырды қалпына келтіру сияқты дерлік шығынға ұшырауы мүмкін. Коррозия және материалдың ескіруі бірте-бірте дамиды және алғашқы бес жыл ішінде көрінбеуі мүмкін. Мәселелер айқын болған кезде құрылымдық тұтастық пен гидрооқшаулағышқа әсер етуі мүмкін.
Сіздің жобаңыздың қоршаған орта жағдайына бейімделген шатыр жабыны керек пе? Электрондық пошта: info@xzbesta.com
