Bu lông quang điện: Hướng dẫn lựa chọn vật liệu và ăn mòn

Vai trò quan trọng của bu lông quang điện đối với tuổi thọ của hệ thống

Bu lông quang điện là những anh hùng thầm lặng của cơ sở hạ tầng năng lượng mặt trời, bảo vệ các mô-đun để lắp đặt các cấu trúc chống lại tải trọng gió, tuyết và địa chấn. Kết luận chính cho bất kỳ dự án năng lượng mặt trời nào là Lỗi dây buộc là nguyên nhân hàng đầu gây ra sự xuống cấp cấu trúc trong 5 năm đầu hoạt động. Việc lựa chọn vật liệu và lớp phủ phù hợp không chỉ đơn thuần là quyết định về chi phí mà còn là yêu cầu bắt buộc về an toàn.

Bài viết này trình bày chi tiết các yêu cầu cụ thể đối với bu lông quang điện, tập trung vào khả năng chống ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt, tiêu chuẩn độ bền cơ học và phương pháp lắp đặt tốt nhất. Bằng cách tuân thủ các nguyên tắc này, các kỹ sư có thể đảm bảo Tuổi thọ 25 năm phù hợp với bảo hành bảng điều khiển năng lượng mặt trời.

Lựa chọn vật liệu và chống ăn mòn

Việc lắp đặt năng lượng mặt trời thường được đặt ở môi trường ven biển, công nghiệp hoặc có độ ẩm cao, khiến sự ăn mòn trở thành mối đe dọa lớn nhất đối với các bu lông quang điện. Việc lựa chọn giữa thép không gỉ và thép cacbon phủ phụ thuộc vào điều kiện khí quyển cụ thể và hạn chế về ngân sách.

Các loại thép không gỉ: A304 so với A316

Thép không gỉ Austenitic là tiêu chuẩn cho ốc vít PV. A304 (SS304) có khả năng chống ăn mòn nói chung tốt và phù hợp cho việc lắp đặt trong đất liền. Tuy nhiên, đối với các vùng ven biển trong 5 km biển , A316 (SS316) là bắt buộc do hàm lượng molypden của nó, mang lại khả năng chống rỗ do clorua gây ra vượt trội. Sử dụng A304 trong môi trường biển có thể dẫn đến hư hỏng sớm trong 3-5 năm .

Mạ kẽm nhúng nóng (HDG)

Đối với các bu lông kết cấu lớn hơn nối ray lắp với vít nối đất hoặc móng bê tông, thép cacbon mạ kẽm nhúng nóng thường được sử dụng. HDG cung cấp lớp phủ kẽm dày (thường >65 µm ) cung cấp sự bảo vệ hy sinh. Mặc dù tiết kiệm chi phí nhưng bu lông HDG cồng kềnh hơn và có thể cần phải ren lại sau khi mạ để đảm bảo vừa khít.

Yêu cầu về độ bền cơ học và tải trọng

Bu lông quang điện phải chịu được tải tĩnh và động đáng kể. Gió nâng lên và tích tụ tuyết gây căng thẳng liên tục lên hệ thống lắp đặt. Hiểu được độ bền kéo và cường độ chảy là điều cần thiết để lựa chọn loại bu lông thích hợp.

Hiểu các lớp thuộc tính

Bu lông thép không gỉ thường được phân loại là A2-70 hoặc A4-70, trong đó "70" biểu thị độ bền kéo tối thiểu là 700 MPa . Đối với những vùng có gió lớn, các kỹ sư có thể chỉ định loại cao hơn, mặc dù thép không gỉ hiếm khi vượt quá 800 MPa mà không làm mất khả năng chống ăn mòn. Bu lông thép carbon, chẳng hạn như Loại 8.8 hoặc 10.9, có độ bền cao hơn nhưng yêu cầu lớp phủ chắc chắn để chống rỉ sét.

Cân nhắc về tải trọng gió và tuyết

Ở những vùng có tốc độ gió vượt quá 120 km/giờ , số lượng và đường kính của bu lông quang điện phải được tăng lên. Phân tích phần tử hữu hạn (FEA) thường được sử dụng để xác định kiểu bu lông tối ưu. Sử dụng bu lông có kích thước quá nhỏ có thể dẫn đến hiện tượng cắt bị đứt, trong khi siết quá chặt có thể làm tuột ren hoặc làm nát các thanh ray lắp bằng nhôm.

• Sức mạnh cắt: Đảm bảo bu lông có đủ khả năng cắt để chống lại lực gió ngang.
• Độ bền kéo: Rất quan trọng để chống lại lực nâng cố gắng kéo các tấm ra khỏi mái nhà.
• Chống mỏi: Bu lông phải chịu được tải trọng theo chu kỳ do rung động của gió mà không bị lỏng.

Thực hành lắp đặt tốt nhất và kiểm soát mô-men xoắn

Ngay cả những bu lông quang điện chất lượng cao nhất cũng có thể bị hỏng nếu lắp đặt không đúng cách. Việc áp dụng mô-men xoắn thích hợp và sử dụng vòng đệm tương thích là rất quan trọng để duy trì lực kẹp trong suốt tuổi thọ của hệ thống.

Thông số mô-men xoắn

Mỗi kích thước và vật liệu bu lông đều có yêu cầu về mô-men xoắn cụ thể. Ví dụ: bu lông M8 A2-70 thường yêu cầu mô-men xoắn là 15-20 Nm . Mômen xoắn quá mức có thể kéo bu lông vượt quá điểm giới hạn của nó, dẫn đến gãy, trong khi mômen xoắn quá thấp sẽ tạo ra chuyển động gây ra hiện tượng ăn mòn đáng lo ngại. Luôn sử dụng cờ lê lực đã hiệu chỉnh trong quá trình lắp đặt.

Ngăn ngừa ăn mòn điện

Khi kết nối các kim loại khác nhau, chẳng hạn như bu lông thép không gỉ với ray nhôm, ăn mòn điện có thể xảy ra. sử dụng Vòng đệm EPDM hoặc nylon cô lập các kim loại, ngăn chặn dòng điện làm tăng tốc độ ăn mòn. Bước đơn giản này có thể kéo dài tuổi thọ của khớp một cách đáng kể trong điều kiện ẩm ướt.