Солнечные конструкции с бетонным балластом
бетонные балластные грунтовые конструкции для крепления солнечных батарей,Ключевое решение для коммерческих и коммунальных солнечных проектов, где монтаж на крыше невозможен, а прокладка под землей нежелательна. Что представляют собой системы с бетонным балластом для крепления на грунте?
Система крепления на бетонном балласте — это непроникающий, утяжелённый фундамент для солнечных батарей. Вместо того, чтобы закрепляться в земле сваями или бетонными опорами, вся конструкция удерживается на месте собственным весом бетонных блоков.
Эти системы в основном используются в двух сценариях:
На плоских или малоуклонных крышах: особенно на крупных коммерческих зданиях с мембранными крышами (ЭПДМ, ТПО, ПВХ), через которые невозможно проникнуть. (Мы сосредоточимся на наземном применении, но принцип тот же.)
На земле: когда условия площадки делают традиционное бурение или забивку затруднительным, дорогим или запрещенным. Основные компоненты системы крепления на балластном грунте 1. Бетонные блоки балласта: это ддддххфундамент.дддххх Они могут быть: • Сборные блоки: стандартные бетонные блоки (например, большие шлакоблоки), приобретаемые у поставщика. • Изготовленные на заказ литые желоба: длинные U-образные бетонные желоба, в которых устанавливаются рельсы стеллажей. Они широко распространены и равномерно распределяют вес. • Блоки, отлитые на месте: бетон заливается в формы на месте, что может быть более экономичным для очень крупных проектов.
Как работают балластные системы:Инженерный принцип Система сопротивляется подъему ветром или перемещению другими силами за счет веса балласта, а не глубины фундамента. • Подъемная сила ветра: Основная сила, которую необходимо преодолеть. Когда ветер проходит под и над наклонными панелями, он создает подъемную силу. Общий вес бетонного балласта должен быть значительно больше расчетной подъемной силы для данной площадки. • Опрокидывающий момент: Ветер также пытается опрокинуть массив. Вес балласта в сочетании с широким основанием балластных лотков создает стабилизирующий момент, который противодействует этой опрокидывающей силе. • Коэффициент безопасности: Инженеры проектируют эти системы с большим коэффициентом безопасности (например, 1,5 или выше).
Это означает, что расчетный вес балласта должен быть на 50%+ больше максимальной ожидаемой подъемной силы.
Основные преимущества балластных грунтовых опор
Отсутствие проникновения в грунт (главное преимущество): • Идеально подходит для загрязненных или рекультивированных земель: можно строить на заброшенных участках с непробиваемыми крышками. • Не допускает подземных коммуникаций: нет риска задеть линии электропередач, газопроводы или водопроводы. • Защищает свалки: идеально подходит для солнечных установок на закрытых крышках свалок. • Упрощает получение разрешений: часто имеет более простую процедуру получения разрешений, чем системы с проникновением, поскольку в некоторых юрисдикциях не считается постоянной конструкцией.
Обратимость и минимальное воздействие на участок:• Система не является постоянной. По окончании срока службы массива блоки можно демонтировать и, как правило, переработать, вернув землю в исходное состояние с минимальными нарушениями.
Экономическая эффективность на подходящих участках: • На участках с проблемной почвой (каменистая, высокий уровень грунтовых вод) или с ограничениями, упомянутыми выше, балластные системы могут оказаться значительно дешевле, чем сложные земляные работы или специализированное бурение.
Основные недостатки и проблемы проектирования
Несущая способность грунта критически важна: это важнейшее инженерное ограничение. Грунт должен выдерживать огромный вес бетона, не допуская неравномерной осадки. Инженер-геотехник должен провести испытания грунта, чтобы определить его допустимую несущую способность (например, 2500 фунтов на кв. фут). Непрочный грунт (например, рыхлая насыпь, глина) может сделать строительство балластных систем невозможным или чрезмерно дорогим.
Высокие материальные и транспортные затраты:• Бетон чрезвычайно тяжёлый. Транспортировка тысяч бетонных блоков на площадку — дорогостоящее и сложное логистическое решение. • В системе используется гораздо больше алюминия/стали для стеллажей, что обеспечивает устойчивое и широкое основание.
Не подходит для наклонных поверхностей: балластные системы предназначены для очень ровных поверхностей (обычно с уклоном менее 3–5 градусов). На склонах они непрактичны.
Ветрозащита: В регионах с сильным ветром конструкция должна быть тщательно спроектирована, чтобы предотвратить попадание ветра под антенную решетку и её «захватывание». Для этого часто требуется очень малый угол наклона или использование ветровых дефлекторов.
Потенциал роста растительности:Без надлежащей подготовки площадки (геотекстиль и гравий) растительность может разрастись и поднять балластные лотки, что негативно скажется на устойчивости. Процесс проектирования и монтажа
Геотехнические изыскания: первый и обязательный шаг для определения несущей способности грунта.
Анализ ветровой и снеговой нагрузки: инженер рассчитывает удельную ветровую и снеговую нагрузку для места реализации проекта, используя местные нормы (например, АСКЕ 7).
Расчет балласта: Производитель или инженер стеллажей рассчитывает точный вес балласта, необходимый для каждого модуля или стола, чтобы выдерживать нагрузки, с учётом коэффициента запаса прочности. Это определяет размер и количество блоков.
Подготовка места:Земля выравнивается до идеального уровня. На неё укладывается геотекстиль, часто покрытый слоем гравия для дренажа и борьбы с сорняками.
Компоновка и сборка: Опоры стеллажей и поперечные прогоны собираются на земле.
Размещение балласта: Бетонные блоки аккуратно укладываются в балластные лотки или люльки в соответствии с разработанным планом.
Установка модуля:Солнечные панели крепятся к теперь уже утяжеленной конструкции. Ведущие бренды и типы систем • Террасмарт: крупный игрок на рынке США, известный своими балластными решениями для наземного и кровельного монтажа, часто использующими систему раздельных рельс для упрощения монтажа. • GameChange Солнечный: предлагает систему балластных систем Гений, которая использует готовые балластные блоки и легко настраиваемую стеллажную конструкцию. • Шлеттер: немецкий производитель с мировым присутствием, предлагающий надежные балластные системы для различных типов рельефа. • Юнирак: предлагает балластные решения для коммерческих плоских крыш, принципы которых аналогичныназемные крепления.
Заключение: Когда следует выбирать балластную систему крепления Выбирайте балластную систему, если: • Участок имеет высокую несущую способность грунта. • Проходка запрещена (свалки, заброшенные месторождения, закрытые площадки). • Грунт очень ровный. • Сложные подземные условия (камень, высокий уровень грунтовых вод), что увеличивает стоимость бурения. Избегайте балластной системы, если: • Грунт слабый или имеет низкую несущую способность. • Участок имеет уклон. • Участок удален, а стоимость транспортировки больших объемов бетона непомерно высока.
В итоге,бетонные балластные грунтовые опорыпредставляют собой узкоспециализированное и бесценное инженерное решение, которое позволяет осуществлять крупномасштабное развитие солнечной энергетики на территориях, где традиционные методы неэффективны, превращая непригодные для использования земли в источник чистой энергии.