Bulloni fotovoltaici: selezione dei materiali e guida alla corrosione

Il ruolo critico dei bulloni fotovoltaici nella longevità del sistema

Bulloni fotovoltaici sono gli eroi non celebrati delle infrastrutture per l'energia solare, che fissano i moduli alle strutture di montaggio contro vento, neve e carichi sismici. La conclusione principale per qualsiasi progetto solare è questa Il cedimento degli elementi di fissaggio è la principale causa di degrado strutturale nei primi cinque anni di attività. La scelta del materiale e del rivestimento corretti non è semplicemente una decisione in termini di costi, ma un imperativo fondamentale per la sicurezza.

Questo articolo descrive in dettaglio i requisiti specifici per i bulloni fotovoltaici, concentrandosi sulla resistenza alla corrosione in ambienti difficili, sugli standard di resistenza meccanica e sulle migliori pratiche di installazione. Aderendo a queste linee guida, gli ingegneri possono garantire a Durata di servizio di 25 anni in linea con le garanzie dei pannelli solari.

Selezione dei materiali e resistenza alla corrosione

Le installazioni solari sono spesso situate in ambienti costieri, industriali o ad alta umidità, rendendo la corrosione la più grande minaccia per i bulloni fotovoltaici. La scelta tra acciaio inossidabile e acciaio al carbonio rivestito dipende dalle condizioni atmosferiche specifiche e dai vincoli di budget.

Gradi di acciaio inossidabile: A304 contro A316

Gli acciai inossidabili austenitici sono lo standard per i dispositivi di fissaggio PV. A304 (SS304) offre una buona resistenza generale alla corrosione ed è adatto per installazioni interne. Tuttavia, per le zone costiere interne 5 chilometri dal mare , A316 (SS316) è obbligatorio a causa del suo contenuto di molibdeno, che fornisce una resistenza superiore alla vaiolatura indotta dal cloruro. L'utilizzo dell'A304 in ambienti marini può portare a guasti prematuri all'interno 3-5 anni .

Zincatura a caldo (HDG)

Per i bulloni strutturali più grandi che collegano le guide di montaggio alle viti di messa a terra o alle fondazioni in calcestruzzo, viene spesso utilizzato l'acciaio al carbonio zincato a caldo. HDG fornisce uno spesso rivestimento di zinco (tipicamente >65 µm ) che offre protezione sacrificale. Sebbene siano economici, i bulloni HDG sono più ingombranti e potrebbero richiedere la nuova maschiatura delle filettature dopo la zincatura per garantire il corretto adattamento.

Requisiti di resistenza meccanica e carico

I bulloni fotovoltaici devono resistere a carichi statici e dinamici significativi. Il sollevamento del vento e l'accumulo di neve esercitano uno stress continuo sul sistema di montaggio. Comprendere la resistenza alla trazione e la resistenza allo snervamento è essenziale per selezionare la classe di bulloni appropriata.

Comprensione delle classi di proprietà

I bulloni in acciaio inossidabile sono generalmente classificati come A2-70 o A4-70, dove "70" indica una resistenza alla trazione minima di 700MPa . Per le regioni con vento forte, gli ingegneri possono specificare qualità più elevate, sebbene l’acciaio inossidabile raramente superi gli 800 MPa senza perdere la resistenza alla corrosione. I bulloni in acciaio al carbonio, come quelli di Classe 8.8 o 10.9, offrono una resistenza maggiore ma richiedono rivestimenti robusti per prevenire la ruggine.

Considerazioni sul carico di vento e neve

In aree con velocità del vento superiori 120 chilometri all'ora , il numero e il diametro dei bulloni fotovoltaici devono essere aumentati. L'analisi degli elementi finiti (FEA) viene spesso utilizzata per determinare la configurazione ottimale dei bulloni. L'utilizzo di bulloni sottodimensionati può causare cedimenti per taglio, mentre un serraggio eccessivo può rovinare le filettature o schiacciare le guide di montaggio in alluminio.

• Resistenza al taglio: Assicurarsi che i bulloni abbiano una capacità di taglio sufficiente per resistere alle forze del vento laterale.
• Resistenza alla trazione: Fondamentale per resistere alle forze di sollevamento che tentano di staccare i pannelli dal tetto.
• Resistenza alla fatica: I bulloni devono resistere al carico ciclico derivante dalle vibrazioni del vento senza allentarsi.

Migliori pratiche di installazione e controllo della coppia

Anche i bulloni fotovoltaici della massima qualità possono guastarsi se installati in modo errato. La corretta applicazione della coppia e l'uso di rondelle compatibili sono fondamentali per mantenere la forza di serraggio per tutta la durata del sistema.

Specifiche di coppia

Ogni dimensione e materiale del bullone ha requisiti di coppia specifici. Ad esempio, un bullone M8 A2-70 richiede in genere una coppia di 15-20 Nm . Una coppia eccessiva può allungare il bullone oltre il suo punto di snervamento, portando a un'eventuale rottura, mentre una coppia insufficiente consente movimenti che provocano corrosione da sfregamento. Utilizzare sempre una chiave dinamometrica calibrata durante l'installazione.

Prevenire la corrosione galvanica

Quando si collegano metalli diversi, come bulloni in acciaio inossidabile a binari in alluminio, può verificarsi corrosione galvanica. Utilizzando Rondelle in EPDM o nylon isola i metalli, impedendo il flusso di corrente elettrica che accelera la corrosione. Questo semplice passaggio può prolungare significativamente la durata del giunto in condizioni umide.