Влияние двусторонних модулей на проектирование опорной конструкции

В постоянно развивающейся сфере фотоэлектрических (PV) технологий двусторонние модули стали революционным достижением, предлагающим потенциал для увеличения выработки электроэнергии за счет использования солнечного света как с передней, так и с задней поверхности. Однако эта двусторонняя способность улавливать энергию вносит существенные изменения в конструкцию опорных конструкций, в первую очередь фокусируясь на увеличении дорожного просвета (до более 1 метра), минимизации затенения с задней стороны и оптимизации компоновки прогонов.

Увеличение дорожного просвета

Одним из наиболее заметных влияний двусторонних модулей на конструкцию опорной конструкции является требование увеличения дорожного просвета. Двусторонние модули полагаются на отраженный и рассеянный свет от поверхности земли для генерации дополнительной энергии с их задней стороны. Если модули расположены слишком близко к земле, количество света, попадающего на заднюю поверхность, ограничивается, что значительно снижает двусторонний коэффициент усиления — дополнительную выходную мощность, достигаемую за счет задне-боковой подсветки.

Подняв модули на высоту более 1 метра над землей, дизайнеры могут максимально увеличить количество света, попадающего на заднюю поверхность. Такая высота обеспечивает достаточно места для отражения света от земли, окружающих объектов или атмосферы на заднюю часть модулей. Кроме того, более высокий дорожный просвет помогает снизить воздействие препятствий на уровне земли, таких как высокая трава, скопление снега или мусор, которые в противном случае могут блокировать свет и уменьшать выработку энергии сзади.

С структурной точки зрения увеличение дорожного просвета требует более прочных и надежных опорных конструкций. Более высокие монтажные опоры или колонны должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать различные нагрузки окружающей среды, включая ветер и снег. Фундамент этих опорных конструкций также необходимо укрепить, чтобы обеспечить устойчивость на повышенной высоте. Инженеры часто используют передовое программное обеспечение для структурного анализа для расчета соответствующих размеров и материалов для опорных столбов и фундаментов с учетом таких факторов, как состояние почвы, местная скорость ветра и сейсмическая активность.

Минимизация затенения сзади и сбоку

Еще одним важным аспектом, на который влияют двусторонние модули, является необходимость минимизировать затенение с задней стороны. Любой объект или конструкция, отбрасывающая тень на заднюю поверхность модулей, может значительно снизить их общую выходную мощность. При установке традиционных односторонних модулей затенение задней стороны, возможно, не является серьезной проблемой, но при использовании двусторонних модулей оно становится ключевым моментом при проектировании.

Опорные конструкции для двусторонних модулей должны быть спроектированы таким образом, чтобы избежать самозатенения и затенения от соседних конструкций. Это может включать в себя корректировку ориентации и расстояния между модулями. Например, модули должны быть ориентированы так, чтобы минимизировать тень, отбрасываемую соседними рядами, особенно в часы пик солнечного света. Расстояние между рядами необходимо тщательно рассчитывать с учетом высоты модулей, широты места установки и времени года, чтобы обеспечить беспрепятственную затененность задних поверхностей.

Помимо затенения между рядами, затенение могут вызывать и сами опорные элементы, такие как столбы, тросы и прогоны. В настоящее время дизайнеры изучают инновационные способы уменьшения влияния этих компонентов на затенение. Например, использование более тонких и обтекаемых прогонов или размещение опорных стоек в стратегически важных местах может помочь минимизировать затененную область на задней части модулей. Некоторые современные опорные конструкции даже включают в себя подвижные или регулируемые компоненты, которые можно перемещать, чтобы избежать затенения в течение дня.

Оптимизация компоновки прогонов

На компоновку прогонов также существенно влияет использование двусторонних модулей. Прогоны представляют собой горизонтальные элементы конструкции, поддерживающие модули при монтаже. В традиционных установках планировка прогонов в основном была ориентирована на обеспечение адекватной поддержки и несущей способности модулей. Однако при использовании двусторонних модулей расположение прогонов необходимо оптимизировать, чтобы сбалансировать требования к поддержке и минимизировать затенение с задней стороны.

Более оптимизированная компоновка прогонов может включать уменьшение количества прогонов или изменение расстояния между ними. Меньшее количество прогонов означает меньшую площадь поверхности, отбрасывающую тени на заднюю часть модулей. Но в то же время остальные прогоны должны быть рассчитаны на то, чтобы выдерживать вес модулей и эффективно выдерживать нагрузки окружающей среды. Это требует детального структурного анализа, чтобы гарантировать, что уменьшенная компоновка прогонов не поставит под угрозу целостность несущей конструкции.

Еще одним аспектом оптимизации компоновки прогонов является форма и профиль прогонов. Использование прогонов более аэродинамической или низкопрофильной конструкции может еще больше снизить эффект затенения. Некоторые производители в настоящее время разрабатывают специальные прогоны для установки двусторонних модулей, которые предназначены для минимального воздействия на поглощение заднего и бокового света, обеспечивая при этом достаточную структурную поддержку.

В заключение отметим, что внедрение двусторонних модулей изменило подход к проектированию опорных структур фотоэлектрических систем. Увеличивая дорожный просвет, сводя к минимуму затенение задней части и оптимизируя компоновку прогонов, дизайнеры могут максимизировать потенциал выработки электроэнергии двусторонними модулями. Хотя эти изменения в конструкции создают проблемы с точки зрения проектирования и стоимости, долгосрочные выгоды от увеличения выработки энергии и повышения эффективности системы делают их выгодными инвестициями в растущую фотоэлектрическую индустрию.