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实现高可靠低成本光伏太阳能支架方案
时间:2014-06-20 点击:1365 次

 

实现高可靠低成本光伏太阳能支架方案
 
对于大规模光伏发电支架安装,冷轧型材是一种常用的解决方案。无论光伏支架形状简单或复杂,都可以通过轧制和焊接达到要求的精确规格。
光伏支架的材料有多种选择,冷轧商和工程紧固件制造商两者的紧密合作可以大大减少太阳能发电项目中的相关成本。例如,使用预先安装紧固件的方式,将安装劳动力从施工现场转移到冷轧生产线,减少了板件安装后的松动情况,从而省去宝贵的光伏项目现场的人工时间并带来额外的收益。这些预装紧固件包括高性能、易于安装的组件,例如固定扣件。
生产工艺
当冷轧成形材料应用于太阳能捕捉器或托架系统时,其选择类型是多样的。最常见材料包括高强度低合金钢(HSLAsteels)和铝合金。有些合金在满足强度要求的同时,需要在薄部位成型。帽形或隧道形都被广泛使用,任何开放或闭合的结构都可以通过冷轧完成。在流水线中可以在任何位置冲出任何形状的预冲孔。光伏发电厂项目中,支架的长度仅限于货运车的长度,有些支架设计长达47英尺。后道工序包括表面加工、焊接和紧固件安装等,可以给客户带来价值增值。
成本考量
光伏支架制造商都面临着巨大的价格压力和日益严格的监督体系。客户不仅期望减少组件的成本,同时也要求降低光伏项目中现场支架安装的人工费用。在大规模光伏项目中尤其明显,这类项目中制造商为了提高安装效率,除了配备固定倾角安装系统外,需要自费增加单轴支架。如果从效率出发,一些支架的设计甚至可以用于光伏面板装配系统。
无论安装单轴支架或固定倾角支架,有些装配紧固件是必不可少的。部分的组装工作要在施工现场由施工人员完成。为便于装配,部件上通常设计有预冲孔配合分开的螺母和螺栓。紧固件的安装数量,因项目大小,有很大差异。电厂级的光伏项目往往需要大量的紧固件,一些项目中,每兆瓦需安装70,000个螺栓连接。紧固件在项目中使用量经常在数百万之多,从而直接影响到对现场施工人力的需求。
为了减少在施工现场使用松散型的紧固件(容易丢失),可以由冷轧制造商在支架生产中同步安装固定扣件。通过实地考察证实,安装在工厂中进行较在户外现场工作可以节省可观的成本。除了减少劳动力成本,质量控制也得到改善。一些项目支付高工资以雇佣熟练工,例如常常添加临时工人以满足合同期限的临近,但对临时工人的短期培训也是极具挑战的一项工作。显然,那些需要数以百万计的紧固件安装的大型项目,选用预先安装硬紧固件不失为明智之举。
选择组件
选择合适的紧固件,可以在快速安装与满足所有设计目标的同时,减少安装时间和成本。通常紧固件的安装在后续操作中的冷轧成型部分的使用冲床和工具完成安装。如果项目规模和完工时间都能保证的情况下,在线安装也可以操作。二次操作可以快速设置,是最适合大多公用工程的类型。盲孔铆钉、铆接螺母、铆接螺栓在项目中较为常用。
对于闭合截面型材,这是唯一的选择,因为无需在背面加工。大多数光伏冷轧支架型材选用帽形截面,允许工具可以由两侧操作。铆接螺母和螺栓完全由手动一次一个安装完成。在这种情况下,使用自动化设备成本过高,而且不能同时安装多个组件。
压铆紧固件可以用在工具双向安装。典型的自动化安装,由自动上料机配合单工位压机完成安装。但是不能在单工位压机上一次安装多个压铆紧固件。特别是在薄钢板材料上,铆钉和压铆紧固件的机械性能(如扭矩或推/拉)几乎达到临界值。紧固件尺寸和钢板厚度可能需要根据客户对结构的要求而调整。
Flangeform紧固件是一种高强度的紧固件,是固定钢板最佳选择。他们被广泛应用于汽车和白色家电等相关领域。安装便捷,更低的安装成本,适合于大规模连续线的生产,同时也适用于自动化或手动线的单一零件的安装应用。并且,多个紧固件可以由单工位冲床安装完成。不锈钢或富厚锌涂层碳钢都是户外使用的理想选择。
Flangeform的这些属性,以及连接部件的双向安装,非常适合光伏捕捉器和托架应用。图1所示,基本的安装顺序。安装过程中,二次凸缘在背面形成,图2中可以看到钢板上的径向凸缘。图3中所示,螺母上带有的6个ribs加强肋。
缩短安装时间
安装周期对于冷轧制造商安装数以百万计的紧固件来说至关重要,组件的选择会对全局造成差异。下面的案例主要研究概述了Flangeform紧固件被冷轧制造商用于一个发电厂级的光伏项目。在这个太阳能项目中,最终客户指定了300系列不锈钢铆压型紧固件,以减少安装时间和施工现场劳动力。图4所示M6螺柱和螺母。该材料是预镀锌,低合金高强度50级钢,1mm厚的普通规格用于光伏结构件,总紧固件用量超过1千万个。
 
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