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信頼性とコスト効果のある太陽光架台をどのように設置と設計をするかをお教えください。

Data:2020-04-10

太陽光架台システムは太陽光発電所の長期、安定、安全運行の大切な保証であって、その重要性は言うまでもないだ。本文では、主に太陽光システムにおけるさ様々な典型的な架台を説明した、システムの発電量、安全性、仕組みの安定性の保証などから分析を行って、太陽光架台システムの設置あるいは使用中注目すべき問題、また論理的分析し、有限分析と試験テストの多様な最適化を提出しました。

信頼性とコスト効果のある太陽光架台をどのように設置と設計をするかをお教えください。

二、典型架台応用の紹介
本文では主に設置場所を分類する、太陽光架台システムは長年太陽光発電所建設実際の状況によって、下記の場所に設置することが多い。

2.1　瓦屋根設置システム(陶器瓦、スレート瓦、アスファルト瓦等の種類を含む)
瓦屋根設置システムは住民用方が多く、特に欧米、アメリカ、オーストラリアなどの発達国の別荘住宅と国内高級別荘と農村住宅が主である。こういう設置シスムの量が小さくて、ほぼは2ｋｗ-10ｋｗの小ロットです。屋根は部屋の構造（瓦の形、サポートの材質および隙間、坂角度など）によって取り付け、気象例えば風速，積雪などの情報に基ついて設計．図1に示した支柱や曲げ金具は,国内外で多くの瓦屋根取付けに適用可能である。
2.2　カラ鋼製屋根取付システム(台形瓦、角馳型、直立鎖辺型を含む)
カラ鋼製屋根設置システムは工場プラントが多くて、工場団地では一般的である。この取り付けの構造は図２のように、異なる色鋼瓦型はそれぞれの道具と金具選択可能、取り付け架台の形適用の金具を優先選び、この取り付け方は便利で、屋根元影響なし、水漏れることもないです。

図１屋根主な架台仕様とよく使用曲がり金具部品　図２．カラ鋼製や主な架台仕様とよく使用サポート部品です
2.3　鋼鉄コンクリート屋根設置システム
コンクリート平屋根設置システムは工場プラントが多い、通常屋根面を損害なし上で取り付けることが多く.荷重計算で必要な重量を決定し、開槽式コンクリート圧塊または載荷トレイを用いて圧載固定を行い.,その構造形式は図3に示す.図4と5はCHIKO SOLAR が自主的に開発し、自主知的財産権を有する集成一体化コンポーネントと双方向ステント製品を提供し、一体化コンポーネント製品は以下の顕著な特徴を有り:(1)革新的アイデア、架台仮取り組み、(2)より少ない部品、より簡単な物流;(3)迅速なインストール、操作手際よく;(4)接地つなぎを持参する。

図3　平屋根常用架台使用グラフ　図４　CHIKO SOLAR 取り付け一体化組み立て図、　図５双方向の架台取り付けシステム

2.4　地面設置システム
地上設置システムは大型の太陽光発電所を主にし、太陽エネルギー豊富の砂漠、ゴビ砂漠、荒地用の土地に建設をよく企画しております。大型地上太陽光架台システムは工程仕様、1荒地軸追跡式、二軸追跡式である。追跡式採用するとシステム発電量に増量が目立ちますが、占用面積は広くて、造価、運営維持コストも高く、経済性から総合考慮すると固定式取り付けのほうが主である。図６は通常地上の設置仕様。内容が長いため、ここで略します。

（a）螺旋杭（b）コンクリート杭（c）挿し木式杭

図6　常用の地上架台仕様

三、システム設置架台構造設計および肝心技術
太陽光架台取り付けまずは設置場所に適することを保障し、なるべく設置環境と一体化し、しっかり設置、信頼性と安定性保障可能の同時に外観もできるだけ美しい事である。

3.1　適用性の要求
前回紹介された太陽光システムは多い場合適用、異なる場合と環境、同じ設置システムとも、屋根の構造違い、周りの環境、天気情報による別々の架台を使用する。ですから、設置現場の情報を詳しく把握して、太陽光システムと一番似合う構造形式を採用します。

3.2強さ、堅さ、安定性と信頼性要求
構造設計は強さ、堅さ、安定性の要求に対して、最低25年の使用期間で設計。安定性は直接システムの発電量に影響し投資利益も影響あり、25年間の使用年間もシステムの安定性に高い要求され、システムは酷い天気の場合、たとえば嵐、大雪あるいは地震，洪水などの自然災害時も安定、頼もしく運行可能。同時に材料は早めに老化，腐りなど問題を避ける。架台の強さ、堅さと安定性設計は受けたの重荷と組み合わせ（重さ、風速、雪積．重荷検修など組み合わせ）の中で一番不利の状況利用して設計する。

3.3　発電量の保障と経済性の要求
太陽光システム設計中、部品組み合わせる角度とスペースは大事な二つパラメータであり、システムの発電量に直接影響あり。設置角度と方向過度は当所の纬度と付け場所の特定で決めます。設置向き過度とスペースは普通は冬の9：00-15：00　部品が遮らないの原則で設計し、CHIKO SOLARは実際工程中RETScreen ,PVSYST など専門ソフトからそれぞれ角度のシステムに発電し、システム費用、示す面積(示す費用)など総合の経済性からベストの利益もらえる方向で設置　☞☞　　中国各省視太陽光発電所最高付け角度および発電量早速荘さ一覧表

3.4　建築安全性要求
建築屋根設置の太陽光システムは設置と建設中下記問題注意すべき：（１）建築の荷重力を計算し、設置可能かどうかを確認後固めて取り付ける。（２）屋根の防水塗装壊さない、壊すなら、再度防水処理、水漏れ無いことを保証する。（３）太陽光アレイは建築の伸縮隙間、沈降隙間、変形隙間を避けて設置、建築は変形移動の場合電気漏れ、脱落事故を避ける。（４）太陽光はベランダの囲いとして設置するとき、関連の建築基準をもらす、例えば、中層、高層住宅のベランダのハーブレートは1.1ｍ以下；（５）屋根面と平行設置時、十分な換気と放熱隙間を用意し、換気放熱は不順とシステムの発電量にも多少影響あり。（６）太光架台の設計と応用は現場の安全性と便利さを考慮し、特に高所と複雑な屋根設置システムは特別に考慮が必要です。

四、構造性能分析
太陽光システムはどんな場合取り付けても、架台自身の風速、積み雪など性能保証必要。太陽光システムは２５年間の使用期内安全、安定に運行、アレイ倒れ,飛ばす問題を避け、架台の負荷力，硬さ、安定性を測定と再チェック。

41 理論力学分析
現在太陽光負荷計算に対する規範はまた形式されていない、一般的＜建築構造負荷規範＞の要求に従って計算され。この規則中風負荷と雪負荷の計算式は：wk=βz*μs*μz*wo和sk=μr*so，具体的の分析の係数の正確さと異なる負荷の有効な組み合わせを考慮して、もっとも不利の影響状況を決定する必要がある。
式中：wk为风荷载标准值（kN/m2）；βz为高度z处的风振系数；μs为风荷载体型系数；μz为风压高度变化系数；wo为基本风压（kN/m2）；sk为雪荷载标准值（kN/m2）；μr为屋面积雪分布系数；so为基本雪压（kN/m2）。
式中：wkは風負荷標準値（KN/2）;βzは高さz所の風振りの係数；μsは風負荷体型係数；μzは風圧力高さ変化係数；woは基本風圧（kN/m2）；skは雪荷標準値である。

4.2　有限元ソフトウェア分析

架台構造分析は構造分析ソフトPKPMあるいはSAP2000通して最適化、またはANSYS.ABQUS などFEA分析ソフトで再審査可能、図７はある工程で架台取り付ける構造のSAP2000分析模型と完成クラブです。図８中ANSYSによる部品構成の例を示す、

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
4.3　試験テスト分析
通常は下記実験で架台の性能テスト可能です：（１）化学成分検査通して使い材料質を確保可能；（２）采儀熱浸し、亜鉛钢膜厚膜厚とアルミアルマイト膜厚をテスト製品を十分確保のための抗腐食性能;（３）塩ミスト試験通して材質の防食性を更にテストし、25年間の使用期間保証可能。（４）抗引力テスト通して、部品の風圧力に抵抗する引力をテストし、システム取り付けの安全性を確保可能；（５）風穴試験は正確に架台の風負能力計算可能ですが、風穴の試験コストが高すぎで、実際の太陽光設計の応用は少数で、新品開発面で運用可能性があり。
5.png

五、結語
太陽光発電所の建設初期、太陽光架台商品は重視されてなかった、装置量の増加に伴い、問題が次々出て来て，工程に莫大な損失を与えた。長期から見ると.架台の設置性能アップと質はシステム25年安全，安定運行させ。これは投資利益を最大化にとって非常に必要であり、かつ正確である。本文で提案したの架台設計中注目すべき問題および構造最適化の計算方法で太陽光システム架台の信頼性と経済性を完璧に統一されるように有効である。

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