Крыша нового промышленного предприятия и затраты на электроэнергию на ближайшие 25 лет во многом определяются на этапе чертежа.
Многие промышленные проекты сначала проектируют стальную конструкцию, а после стабилизации работы добавляют солнечную энергию. Но модернизация – это не просто «установка позже»; это может быть дороже, медленнее и более разрушительным. Интегрированная конструкция BIPV (фотоэлектрическая система, встроенная в здание) включает в первоначальные чертежи солнечные нагрузки, профили кровельных панелей, доступ для технического обслуживания и трассы кабельных лотков. Компоненты заводского изготовления могут заменить обычную металлическую кровлю. Здание и солнечная система устанавливаются вместе и могут быть сданы в эксплуатацию как один согласованный проект.
В этой статье интегрированное проектирование сравнивается с последующей модернизацией по трем факторам стоимости — армированию, графику и общей стоимости — и представлена основа принятия решений для промышленных проектов.
Почему модернизация часто обходится дороже
Существующие крыши могут не иметь достаточной несущей способности
Распределенные солнечные системы обычно добавляют постоянную нагрузку примерно 15–26 кг/м². Существующие конструкции крыш могли быть основаны на нагрузке 0,5 кН/м² для крыш, не предназначенных для регулярного доступа. Когда солнечные нагрузки объединяются с ветровыми и снеговыми нагрузками, у многих старых крыш остается мало остаточной мощности.
Исторические данные, приведенные в источнике, свидетельствуют о том, что менее 50% существующих металлических крыш перед установкой солнечных батарей проходят проверку на структурную нагрузку. Почти половине может потребоваться усиление перед установкой модулей.
Армирование потребляет бюджет
Если в ходе оценки будет выявлена недостаточная пропускная способность, может потребоваться усиление — секции большего размера, дополнительные распорки, замена прогонов или более плотные детали соединения. Подкрепление обычно составляет 15%–25% от общего бюджета модернизации.
При комплексном проектировании нагрузки, толщина кровельных панелей и характеристики прогонов учитываются в первоначальных чертежах. избегая отдельного этапа подкрепления.
График и время простоя производства
Модернизация часто требует поэтапных остановок производства: сначала построить и эксплуатировать станцию, вывести из эксплуатации участки крыши, снять часть обшивки, установить солнечную систему и восстановить крышу.
Интегрированный дизайн координирует модули, систему крепления, кабельные лотки и панели крыши в модели BIM. Компоненты изготавливаются на заводе и работа сайта в основном предполагает подъем и вставные соединения. Выработка электроэнергии может начаться после завершения строительства крыши без второго этапа установки.
Количественная оценка трех факторов стоимости
В приведенном ниже сравнении используется промышленная крыша площадью 10 000 м² с предполагаемой установленной мощностью около 1,2 МВт (пиковая мегаватт).
| Аспект | Интегрированная конструкция BIPV | Модернизация (BAPV) | Источник разницы |
| Структурное усиление | 0 | 15–25 % бюджета модернизации | Существующая крыша не прошла проверку нагрузки |
| Кровельные материалы | Интегрированный конверт + модули | Металлические листы + более поздняя система крепления | Интегрированы ли крыша и модули |
| График работы на месте | Выработка электроэнергии после завершения строительства завода | Одно- или двухэтапное отключение после начала эксплуатации. | Ведутся ли работы поэтапно |
| Использование стали | Снижение на 8–12 % (как сообщалось) | 0 | Общие подключения + оптимизированные секции + интегрированная крыша |
| Кабельные лотки и доступ для обслуживания | Зарезервировано на стадии проектирования | Позже сверление + установка | Учитывается ли солнечная энергия на стадии проектирования |
| Доход от производства электроэнергии за 25 лет | Без изменений | Без изменений | То же для равной установленной мощности |
Взятые вместе, Комплексное проектирование может снизить общие затраты на 15–25% и сократить сроки на 30–50% по сравнению с модернизацией.
Примечание. «Бюджет модернизации» в таблице означает общую стоимость модификации крыши без учета стоимости модулей. Структурное усиление обычно составляет 15–25% этого бюджета.
Какие проекты подходят для комплексного проектирования?
Не каждая новая станция должна включать в первоначальные чертежи солнечную энергию. Комплексное проектирование особенно подходит для следующих четырех типов проектов:
- Обычная геометрия крыши —Прямоугольные, многосекционные или пилообразные схемы позволяют эффективно использовать модули.
- Высокий спрос на электроэнергию в дневное время—профиль нагрузки тесно связан с солнечной генерацией, что потенциально позволяет обеспечить уровень собственного потребления выше 70%.
- Ожидается, что крыши будут служить более 15 лет.первоначальные инвестиции могут быть распределены на более длительный период обслуживания.
- Развитая местная цепочка поставок BIPV —Конверт и солнечные компоненты могут быть подобраны одним поставщиком, что позволяет избежать последующего поиска поставщиков.
Менее подходящие случаи включать небольшие заводы, нестандартные крыши, очень низкое потребление электроэнергии или рынки без развитой цепочки поставок BIPV; более поздняя модернизация BAPV может быть более экономичной.
Три ключевые точки координации
Предполагаемая нагрузка
В первоначальные расчеты конструкции включите постоянную солнечную нагрузку 15–26 кг/м². Крыши, прогоны, фермы, секции и соединения с самого начала должны быть рассчитаны на совокупную нагрузку. вместо того, чтобы оставлять емкость для последующего добавления.
Интеграция крыши и солнечных модулей
В обычной металлической кровле сначала монтируется крыша, а над ней монтируются солнечные модули. В интегрированном BIPV используется кровельная система, в которой сама панель крыши является частью солнечной батареи.
Это дает три потенциальных преимущества:
- Выбирайте крышу и солнечные элементы с совместимым сроком службы (25 лет).
- Повышенная устойчивость к ветровым нагрузкам, поскольку модули и крыша действуют как единая система.
- Более чистый внешний вид без открытых монтажных рамок.
Кабельные лотки и доступ для обслуживания
Зарезервируйте кабельные лотки, места для распределительных коробок, маршруты очистки модулей и проходы для обслуживания. в рисунках. Позднее сверление отверстий может повредить крышу и создать дополнительные точки протечек.
Часто задаваемые вопросы
Вопрос 1: Приведет ли комплексное проектирование к задержке строительства завода?
Не обязательно. Координация BIPV в основном происходит во время проектирования, тогда как заводское изготовление и монтаж на объекте могут осуществляться параллельно с традиционными стальными конструкциями. Модули, монтажные компоненты, кабельные лотки и потолочные панели поставляются в одном согласованном пакете, поэтому общий график может оставаться практически неизменным.
Вопрос 2. Как рассчитывается сокращение использования стали на 8–12 %?
Оценка сочетает в себе три эффекта: общие детали подключения после интеграции крыши и модулей, оптимизированные секции на основе конечных солнечных нагрузок и упрощенная система крыша/конверт.
В3: Как выбрать нагрузку на крышу 15–26 кг/м²?
Это зависит от типа модуля, способа монтажа и угла наклона. Плоские модули на плоской крыше могут добавить около 15–20 кг/м², а системы наклонного монтажа — около 20–26 кг/м². Инженер-строитель должен проверить фактическую конструкцию на соответствие местным требованиям к ветровой и снеговой нагрузке.
Вопрос 4: Если существующая крыша не проходит структурную оценку, означает ли это, что солнечную батарею нельзя установить?
Нет. Армирование — это стандартное и устоявшееся решение. Вопрос не просто в том, возможна ли установка, а в том, сколько она будет стоить и насколько сильно она может нарушить производство по сравнению с интегрированным проектированием.
Вопрос 5: Может ли интегрированная крыша BIPV прослужить 25 лет?
Крыша, модули, монтажные компоненты и уплотнения должны быть выбраны с учетом соответствующего 25-летнего срока службы. Если металлическую крышу со сроком службы 5–10 лет комбинировать с модулями со сроком службы 25 лет, общий срок службы системы по-прежнему ограничивается недолговечным компонентом. Соответствие срока службы является основным принципом проектирования BIPV.
Практические советы для владельцев проектов
На этапе планирования проекта и разработки концепции, а не после завершения строительных чертежей, рассматривайте солнечную энергию как обязательную подсистему, а не как необязательную надстройку.
Это решение влияет на:
- Разработана ли конструкция крыши с самого начала на солнечную нагрузку.
- Выбрана ли интегрированная система кровельных панелей.
- Зарезервированы ли заранее кабельные лотки и доступ для технического обслуживания.
- Включено ли сетевое присоединение в основной график проекта.
Решение этих четырех вопросов при первом рассмотрении проекта является гораздо дешевле, чем потом пересматривать чертежи.
Планируете строительство нового промышленного предприятия? Электронная почта: info@xzbesta.com
