Güneş Dağılı Yapıları'nda Termal Genişlemeyi Anlamak

Her malzeme, boyutlarını değiştirerek sıcaklık değişikliklerine cevap verir - ısı genişletme olarak bilinen temel fiziksel davranışlar.In fotovoltaik (PV) kurulumlar, montaj sistemleri günlük ve mevsimsel sıcaklık hızları ile yüz yüze gelir, ancak birçok iklimde 50°C'yi aşabilir. Bu tekrarlanan boyut değişiklikleri, kötü yönetilen, bozulan yapısal bütünlüğü, yorgunluk ve paneli hizalamaları.

Çelik ve sıcaklıklar, PV rafing'deki baskın metaller, farklı oranlarda genişliyor. AMBALAÇI ve çatlaklar için yaygın olarak kullanılan alüminyum alaşımlar, her iki tarafta da sert bir şekilde sabitlenirse, bu demiryolları da yüksek çözünürlükte genişletilebilir.

Malzeme Özellikleri ve Onların Implikasyonları

Uyumlu CTE'lerin seçimi, henüz en etkili tasarım yardımcılarından biridir. Mümkün olan her birincil yük taşıyıcı bileşeni için alüminyum kullanmak diferansiyel hareketi azaltır. Ancak, maliyet ve yapısal gereksinimler genellikle güçlenir hibrit tasarımları. Bu durumlarda, mühendisler bunu sadece en yüksek genişleme derecelerini tanıtmalıdırlar, ancak aynı zamanda konsolide bağlantıları kullanarak, bu da uzun süreli bir hareketi transfer etmeden ve sabit bir şekilde devre dışı bırakmak için uygun bir şekilde monte edebilir.

Makrooskopik hareket ötesinde, termal bisiklet mikro ölçekli etkiler getirir. Yüzey kabalığı ve malzeme genişletildiği ve sözleşmedeki kullanım öncesi verilerinin artması nedeniyle, ABD'de beş yıl sonra, elektrik bağlantı noktalarında kademeli olarak azalmayı azaltabilir ve bu bozulma modları özellikle de şüpheli bir şekilde genişletilebilir.

Mekanik Stres ve Başarısızlık Modu

Kısıtılmış termal genişlemenin doğrudan sonucu stres konsantrasyonu ve geometrik sonsuzluklar çatlakları başlatabilir, özellikle çelikten daha düşük yorgunluk dayanıklılık sınırlarına sahip alüminyum bileşenlerde, 25 yıllık bir tasarım ömrüne kadar tekrarlanan günlük döngüler milyonlarca geri dönüşler, yüksek döngüsün bozulmasına yol açar.Günümüzde stresler mütevazı görünürken bile, kümülatif hasarlar aniden, montaj parçalarının kırılabilir.Bu fenomen, rüzgar veya kar ile bir araya geldiğinde aşırı ısınır. -birleştirilmiş yükleme olaylarının 30 mcını azaltır.

Yaygın başarısızlık modları özellikle termal genişleme ile bağlantılı:

  • [FONT=0]Panel yanlış anlama:[Dönemli: 0 )Çalışmalar, temel bir finansal etkiden modüller değiştirir, özellikle yüksek arazi maliyetleriyle güç üretimi azaltır. 2° eğimli bir hata bile büyük bir dizi boyunca% 0.1-0.3 yıllık enerji kaybına neden olabilir.
  • [FONT:0)Fastener gevşek veya hear başarısızlığı: Bolts, yapı nefesleri olarak nefes alıyor ve oar yüklerini en sonunda iplik parçaları veya makyaj kafalarını tıkatıyor. Bu özellikle de kendini en ince kırbaplı çelik purlins kullanarak sistemlerde yaygındır. 10.000 termal döngüden sonra, bu tür taşıyıcılar kuvvetlerini %50'ye kadar kaybedebilir.
  • [FONT:0)Glass kırı: [Dönemli sistemlerde veya fikre uygun olmayan bitkilerde, cam ve metal arasındaki diferansiyel genişleme, spontan cam kırıklığa neden olabilir. Sıcak nokta formasyonu kısmi betondan koparma şeklinde, bu başarısızlığı her yıl bitkilerinde daha muhtemel hale getirir.
  • [FONT:0) Duvar/küresel hasar: Yüzeyler arasında hareket, montajı daha da zayıflatan korozyonu teşvik eder. kıyı veya endüstriyel ortamlarda, galvanic korozyon alüminyum ve çelik hızları arasındaki sürekli olarak taze metal yüzeyleri ortaya çıkarır.
  • [FONT:0]Racking yürüyüş:[Döncükler, tekrarlanan küçük hareketlere izin verdiğinde, tüm panellerin tüm sıraları yıllar boyunca, potansiyel olarak destek yapısını veya kabloların kenarlara karşı kovuşturmamasına neden olabilir.Gerek yürüyüş, 10 yıldan fazla bir süre içinde birkaç santimetreden fazla sayıda santimetreye kadar kötüleşkeler tarafından yanlış gözlemlendi.
  • [FONT:0)Torque tüp boğa:[Dönetici] Takip sistemlerinde, uzun tork tüplerinin termal elongasyon, motorda veya konutlarda dinlenirse, yeltenen sürücülerin tasarım kapasitesinin üzerinde yel kuvvetler üretebilir.Bu, ton tonlama ünitesine veya hasar verebilir.

Tek eksenli yol sürücülerin tasarım kapasitelerini aşabilir çünkü dönüşen ton tüpleri 90 metre tüpün ısıtılması, motorda veya konutlarda dinlenirse, sırayı iki termal bağımsız yarı iletkenler ile genişletebilir. lider parkurcular şimdi, çekyatlı kesimlerden gelen verileri toplayan bir bitkiden uzaklaştırarak bu hareketi aşırı derecede azaltarak genişletir. Bazı tasarımları da sıra dışı bir şekilde iki ısıtabilir.

Termal Hareket için Tasarım Stratejileri

Etkili bir şekilde tasarım, yönetilecek kaçınılmaz bir yer olarak termal genişlemeye çalışır, direnilecek bir güç değildir. Aşağıdaki stratejiler endüstride yaygın olarak kabul edilir ve Mühendislik kılavuzları tarafından önerilendir (SEIA))ASTM International standartları) için standartlaştırılmış test protokolleri ve ek olarak, ürün sertifikasyonları da dahil olmak üzere toplam 27.0328 inçlik tasarıma tabi tutulmalıdır.[D)

1.Kırk ve Genişleme Ortakları

Uzun demiryolu boyunca hesaplanan aralıklarda genişleme eklemleri, yapının ısıtılması için ısıtılması veya minimum 20 metreye kadar açılmasına izin vermek için minimum uzunlukta olan alüminyum kaplamalar için minimuma dayanıklı hale gelir.Geçmişler arasındaki ısı geçişi sağlamak için her türlü bağlantı noktası, yüksek çözünürlükte maksimum 20 mil uzunluğundaki yüksek çözünürlükte maksimum hıza sahiptir.

2. Slotting and Overscale Holes

Ağırlıklı bağlantılar, beklenen genişleme yönünde paralel olarak hareketle hareket tutabilir. Standart tasarım uygulaması, kanal içi hareket artı yükleme toleransı sırasında en yüksek çözünürlükte bulunan ısıtıcıları genişletir. Yüksek kuvvetli betonlar, yüksek çözünürlükte belirtilen kablolar, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan, yüksek çözünürlükte bulunan, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan, yüksek çözünürlükte bulunan, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan, yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan bir şekilde yapılır.

3. Malzeme Pairing ve Isolation

Çelik ve alüminyum birlikte kullanılmalıdırken, tasarımcılar izolasyon malzemeleri kullanır -tipik olarak poliamid veya Wimbledon gazketleri - galvanic korozyonu önlemek ve çelik temizleyiciler gibi uyumlu bir tabaka olarak hareket etmek.Bu arayüzler hem elektrokimyasal potansiyellerini azaltır ve bu sayede stres getirir. Bazı rafaatörlerde, paslanmaz çelik bir montajı kalın bir plastik saddle tarafından izole edilir, etkili şekilde iki metalin termal tepkilerini gösterir.

4. Mimarileri Esnek Mounting Architectures

Bazı montaj tasarımları, özellikle düz çatılar veya yüzüstü güneş platformları üzerinde, bir PV masasını kullanarak, çok yönlü hareketlere izin veren çatı tüplerine daha az güvenmektedir.Bu sistemler, ısı geçişi için ekleyen güneş panellerine sahiptir.Fort Solar Rangers, hangi deneyim Su sıcaklığından ek olarak, sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılan ısı geçişi sağlar.

5. Önlem ve Bahar Elements

Yüksek yağlı uygulamalar gibi izler, tasarımcılar bazen bir dizi seyahat üzerinde önyükleme veya bahar yıkamacıları, malzeme genişletici ve sözleşmeler sırasında gevşekleştirmeyi engelleyen bir kuvvete sahiptir.Tourville lavabo ve önceden yük seçimi özellikle önemlidir; seyahatin bir dizi üzerinden yol göstericiler tarafından yönlendirilebilir, bu yaklaşım, termal bisiklet sırasındaki birçok büyük azimuth pistinin konutları tarafından kullanılabilir.

6. Termal Break Design

Ek bir strateji, kasıtlı termal molaları tanıtmak için içerir - hem termal bir mola hem de bir kayaçlar gibi düşük seviyeli bir polimer eklemeleri ile yapılan demiryolu veya destek yapısına kesitler.Bu, ek olarak, sürekli metal yolu kesmek, segment başına toplam termal elongasyon azaltmak ve inşa edilmiş bir uyum bölgesi sağlamak. Bazı üreticiler, her ikisine de termal bir mola ve bir kayaç eklemi gibi hareket eden entegre polimer eklemeleri sunar.

C ⁇ Analizi ve Numerical Modeling

Modern mühendislik uygulaması, tasarım aşamasında erken termal genişleme etkilerini simüle etmek için sonlu elemanlar analizinden (FEA) faydalanıyor. Tamamen çiftleştirilmiş termal yapı modeli, yüksek stres yerlerini, yorgunluk hasar bilgilerini ve bağlantı kurma olasılığını inceliyor.

İzleme sistemleri için, dinamik termal yapıtları modelleri tok tüpün termal kütlesini içeren ve güneş modülü standart hale gelebilir.Bu modeller hızlı sıcaklık değişiklikleri sırasında gerçek zamanlı olarak yer değiştirmelerini bekleyebilir (örneğin, büyük bir öğleden sonra fırtına soğutma sırasında, Şili'de 150 MW pisti soğutmak için, üç temsilcilik çizgisinde normal çalışma limitleri ile birlikte üretilen mekanik sürücüler.For verifyating FEA modellerini alan sertleştirilmiş veri toplama sırasında önerilir. Örneğin, büyük projelerde 150 MW pisti kullanarak, modelde bir araya getiren 150 MW pisti kullanarak, üç temsilcilik hattın üzerinde sabit bir şekilde üretebilir.

Alan Data and Case Studies

Gerçek dünya performansı verileri, termal genişleme yönetiminin önemini güçlendiriyor. Sabit tabanlı paralı pabaçlarla Nevada'da verimli bir şekilde ayarlanmış ve her 25 metrede tekrarlanan alüminyum raylarda tekrarlanan boru hatlarının sıfıra düştüğünü ortaya koydu. Araştırma, slotların genişleme yönünden% 0.4 oranında yükseltildiğini, daha iyileştirici bir şekilde baskıya yol açan bir bitkiden sonra, iki kat daha fazla genişleme mekanizmasına yol açma mekanizmasına yol açmamalarını sağladı.

Data from theFL:0)NREL'in Güneş Enerji Araştırma Tesisi), sağlam termal yönetim ile bitkilerin uzun vadeli güvenilirliklere kıyasla ilk on yıl boyunca% 50 daha az yapısal garanti iddia ettiğini gösteriyor.Bu korelasyon farklı iklimlerde tutar, ancak fayda günlük sıcaklık 30°C'yi aştığında en belirgindir: termal genişleme mühendisliği yüksek ücretli maaşlar için yatırım.

Montaj ve Kalite Güvence

En sofistike tasarım, zayıf yükleme ile uzlaşmak olabilir. Termal yönetim özellikleri doğru bir şekilde yönlendirilmelidir ve montaj sırasında tıkanma işlemine izin vermek için sabit olmayan yüzeylere eklenmeleri gerekir.Influencesing slides to monitoring their goal.Tok Effectss at the time of installation and after several termic retorquing of the componenters as part of operations and maintenance schedule, especially for monitoring systems wherelays are been blocked connections.

Uzun Süreli Takip ve Bakım

Termal genişleme, ilerici bir bozulma şoförüdür; etkileri zamanla yoğunlaşmalıdır. Operasyon ekipleri şunları içeren yapısal bir sağlık izleme planı uygulamalıdır:

  • Yarısı, genişleme ortaklarının gerçek bir inceleme, ayrımı ve bağlayıcılık işaretleri için kayaç yüzeylere veya korozyona karşı basit bir gösterge, göreceli hareketi gösteren kayaç arayüze karşı bir tanık işaretidir.Eğer tanık işareti, hareketi işaret ettiği takdirde, bağlantı sınıra yakın olabilir.
  • Torunlu meclislerin üzerindeki toklama işaretleri, termal döngülerden sonra rotasyon ve gevşekleştirmeyi ortaya koyar. Birkaç derece rotasyon garantisini tekrar tanımlayan ve soruşturmayı içeren herhangi bir işaret. Bazı operatörler, ayarlanmanın planlanan bir bakım olayı tetiklediği renkli kodlama sistemi kullanır.
  • Lazer tarama veya fotogrammetri, küresel bir ayarın birden fazla yıl boyunca sürüklenmesini ölçmek için.Yılın her yıl 0,5 °'nin ötesindeki gelişmiş eğim değişikliklerinin sıkı kayaç bağlantıları veya temel yerleşim için denetlenmesi gerekir.Büyük bitkiler için, drone tabanlı fotogrammetri tek bir uçuşta yüzlerce sırayı tarayabilir, trend analizi için veri sağlayabilir.
  • Kontrol seviyesindeki elektrik verileri analizi, bu, yüksek çözünürlükte ince modül hareketini gösterir. Sıcak öğleden sonralar sırasında aniden yanlış bir adım değişimi genellikle bağlayıcı bir genişleme ile ilişkilendirilir. Makine öğrenme algoritmaları bu tür olayları otomatik olarak gösterebilir, proaktif bakım sağlar.

Aşırı diurnal sıcaklık hızları ile bölgelerde, yüksek çöl platoları gibi, bazı varlık yöneticileri kablosuz su hatları ve temsilci yapıları üzerinde yer alan konum sensörleri dağıtmıştır. Bunlar, genişleme davranışıyla ilgili gerçek zamanlı veriler sağlar, tahmin edici bakım zamanlamasını engelleyebilir.Bir taşan taşan bir yatak odasının erken tespiti, elastik limitin ötesinde tork boruyu bozmak için multi-kilowatt bir bankayı engelleyebilir.

Gelişmiş Malzemeler ve Gelecek Yollar

Malzeme inovasyonu, termal genişleme yanlış bir şekilde azaltılır. Cam-fiber-pereinforced polimer (GFRP) yapısal şekillerin 8 ila 14 μm / m •°C, çelike daha yakın, korozyon bağışıklık ve yüksek güç-to-saç oranlarına sahipken, yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte bulunan yüksek çözünürlükte paslanmaz çelikler sunmaktadır.

Dijital ikizler bir sonraki sınırı temsil eder. Bir güneş bitkisinin dijital ikizleri, başlangıçta arazi ölçümleri sırasında gerçek zamanlı sensör verileri bir fizik tabanlı FEA modeli ile uygular, yapısal başarısızlıklar meydana geldiğinde müdahaleye izin verir ve her bir montaj bileşeni için endüstri trendleri ile uyumlu bir yaklaşıma uyum sağlar.

Termal genişleme Yönetimi için Ekonomik Sadeceleştirme

Sağlam termal genişleme yönetimine yatırım yapmak doğrudan enerji seviyesinin (LCOE) yükseltilmesi için yıllık bir enerji kaybının, yıllık harcamalar nedeniyle, onaylanmış ciroların artması nedeniyle, yüksek çözünürlükte yapılan yüksek çözünürlükte yapılan artışlar için, yüksek çözünürlükte yapılan bir artış ile yapılan yüksek çözünürlükte yapılan yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte yapılan bir artış ile yapılan yüksek çözünürlükte yapılan ödeme süresine göre %28'den daha düşük olan bir artışla birlikte, yüksek çözünürlükte yapılan bir artışla birlikte, yüksek çözünürlükte yapılan bir artış göstermektedir.

Common Misconceptions'a hitap etmek

Birkaç efsane PV montajlarında termal genişleme ile devam eder. İlk olarak ağır çelik yapıların, kütleleri nedeniyle ısıtılması bağışıklıkdır.In fact, sertlik ve kütle genişlemeleri azaltmıyor - termal hareketi tamamen kısıtlandığında gelişmiş olan güçlere ulaşırlar. büyük bir çelik I-beam hala aynı miktarda ışık ölçüm kanalı olarak genişletiyor; ancak üst üsteki sabit bir şekilde genişlemenin ve betonun üzerindeki sıkılaştırılması için daha fazla hız kazandırıyor.

Project Stakeholders için anahtar çekleri

Termal genişleme, en erken PV bitki tasarımının en erken aşamalarından ele alınması gereken evrensel, kaçınılmaz bir fenomendir. Benzer CTEs ile malzeme seçin, kayaç veya genişleme ortakları dahil etmek ve uygun bağlantı torkları belirlemek, temelsel genişlemeleri bir şekilde azaltılırken, çelik kesintiye uğramadan önce ısıtılmış bir problemin azaltılmasını sağlar.