Bolt Photovoltaic: Panduan Jenis, Bahan & Pemilihan

Bolt fotovoltaik ialah pengikat yang menahan panel solar, rel pelekap, bingkai rak dan penambat tanah ke dalam sistem PV yang lengkap dan kukuh dari segi struktur. Ia bukan bolt kedai perkakasan generik. Persekitaran luar tempat pemasangan suria beroperasi — sinaran UV, kitaran haba dari −40°C hingga 85°C, semburan garam pantai atau pencemaran industri — menuntut pengikat yang tidak dapat dipenuhi oleh keluli karbon biasa sepanjang jangka hayat sistem 25–30 tahun.

Memilih gred bolt atau bahan yang salah boleh menyebabkan kakisan galvanik, longgar di bawah beban angin, atau kegagalan struktur yang membatalkan jaminan peralatan dan mewujudkan bahaya keselamatan. Panduan ini merangkumi jenis, bahan, piawai, keperluan tork dan kriteria pemilihan yang paling penting dalam pemasangan PV sebenar.

Tempat Bolt Fotovoltaik Digunakan dalam Sistem Suria

Sistem PV atas bumbung atau lekap tanah biasa menggunakan pengikat pada berbilang sambungan struktur, setiap satu dengan keperluan beban dan keadaan pendedahan yang berbeza:

• Bolt pengapit panel: Selamatkan pengapit tengah dan pengapit hujung yang memegang bingkai panel pada rel pelekap. Ini melihat kitaran haba yang paling kerap kerana suhu panel berubah-ubah setiap hari.
• Sambungan rel dan bolt rel-ke-braket: Sambungkan bahagian rel dan pasangkan rel pada kurungan pemasangan bumbung atau tiang tanah. Kritikal untuk memindahkan daya angkat angin dan beban salji melalui struktur.
• Bolt ketinggalan penembusan bumbung: Lekapan berkelip sauh atau kaki balast ke kasau bumbung. Memerlukan keluli tahan karat untuk mengelakkan pewarnaan karat dan kakisan di dalam struktur bumbung.
• Baut sauh pelekap tanah: Pasang cerucuk yang didorong selamat, sauh heliks atau tapak konkrit pada rangka rak. Selalunya pengikat terbesar dalam sistem — M16 hingga M24 dalam pemasangan skala utiliti yang besar.
• Bolt pemasangan kotak penyongsang dan penggabung: Pasang penutup elektrik pada dinding atau bingkai. Memerlukan pengasingan elektrik dalam beberapa konfigurasi untuk mengelakkan arus sesat.
• Perkakasan ikatan pembumian: Bolt bebibir bergerigi atau klip pembumian yang menembusi permukaan rel aluminium beranod untuk mewujudkan kesinambungan elektrik.

Jenis Bolt Yang Biasa Digunakan dalam Sistem Racking PV

Pengeluar rak PV mereka bentuk sistem mereka di sekeliling geometri bolt khusus yang membolehkan pemasangan pantas dan pengapit yang boleh dipercayai tanpa profil aluminium nipis yang terlalu memusing. Jenis yang paling biasa ialah:

Pemilihan Bahan: Mengapa Keluli Tahan Karat Menguasai Pengikat PV

Satu-satunya keputusan bahan yang paling penting untuk bolt fotovoltaik ialah rintangan kakisan. Sistem suria direka untuk Jangka hayat operasi 25–30 tahun , dan pengikat mesti bertahan sepanjang tempoh itu tanpa longgar, rampasan atau degradasi struktur akibat karat.

Keluli Tahan Karat A2 (304) lwn. A4 (316)

Kebanyakan sistem rak PV menentukan sama ada bolt keluli tahan karat A2 atau A4. Perbezaan praktikal adalah kandungan molibdenum: A4 (316) tahan karat mengandungi 2–3% molibdenum , yang secara mendadak meningkatkan ketahanan terhadap kakisan pitting yang disebabkan oleh klorida — mod kegagalan khusus dalam persekitaran pantai dan marin. A2 (304) sesuai untuk pemasangan pedalaman; A4 (316) hendaklah digunakan dalam 1–5 km garis pantai atau di zon perindustrian dengan klorida bawaan udara.

Keluli Tergalvani Hot-Dip (HDG) untuk Lekapan Tanah

Pemasangan pemasangan tanah yang besar — terutamanya ladang solar skala utiliti — selalunya menggunakan bolt struktur hot-dip galvanized (HDG) untuk bolt penambat dan sambungan bingkai utama. Ketebalan salutan HDG daripada 85 µm atau lebih tinggi (setiap ASTM A153 atau ISO 1461) menyediakan perlindungan kakisan selama 30–50 tahun dalam kebanyakan persekitaran tanah pada kos yang jauh lebih rendah daripada perkakasan tahan karat pada skala besar. HDG tidak disyorkan di mana sentuhan langsung dengan rak aluminium berlaku, disebabkan oleh risiko kakisan galvanik.

Kakisan Galvanik: Risiko Tersembunyi pada Antara Muka Keluli Aluminium

Hampir semua rel rak PV adalah aluminium tersemperit (6005-T5 atau 6061-T6). Apabila bolt keluli tahan karat menyentuh aluminium dalam persekitaran yang basah, sel galvanik terbentuk. Keluli tahan karat dan aluminium adalah 0.25–0.50 V pada siri galvanik — cukup dekat sehingga bolt A2/A4 umumnya dianggap boleh diterima dalam gandingan ini. Walau bagaimanapun, keluli karbon atau bolt HDG yang bersentuhan langsung dengan aluminium adalah bermasalah — perbezaan potensi mempercepatkan kakisan aluminium pada sambungan. Sentiasa gunakan perkakasan tahan karat atau serasi aluminium pada antara muka aluminium-ke-pengikat.

Gred Bolt dan Keperluan Kekuatan untuk Aplikasi PV

Bolt PV mesti menahan beban angkat angin yang berterusan, beban salji dan daya seismik selama beberapa dekad. Kekuatan bolt ditakrifkan oleh kelas harta (metrik) atau gred (inci):

Bagi kebanyakan sistem atas bumbung kediaman dan komersial, A2-70 tahan karat adalah spesifikasi standard . Menaik taraf kepada A4-80 adalah dinasihatkan untuk tapak pantai, kawasan angin kencang (kelajuan angin ASCE 7 ≥ 130 mph), atau sebarang pemasangan di mana pengiraan struktur jurutera rak memerlukan pramuat bolt yang lebih tinggi.

Spesifikasi Tork untuk Bolt PV: Mengapa Mengetatkan Terlalu Berbahaya seperti Mengetatkan Terlalu Banyak

Spesifikasi tork untuk bolt fotovoltaik adalah lebih ketat daripada jangkaan kebanyakan pemasang. Penyemperitan aluminium yang digunakan dalam rak solar agak lembut — Aluminium 6005-T5 mempunyai kekuatan hasil hanya 240 MPa berbanding dengan 700 MPa untuk bolt tahan karat yang berbenang ke dalamnya. Benang-benang jalur tork yang berlebihan dalam nat aluminium atau saluran rel, memerlukan penggantian keseluruhan bahagian rel.

Pukulan bawah menyebabkan sendi tidak dimuatkan dengan mencukupi, membenarkan pergerakan di bawah getaran angin yang menyebabkan keletihan yang membimbangkan dan longgar secara beransur-ansur. Nilai tork yang ditentukan pengilang biasa untuk saiz bolt PV biasa:

Sentiasa gunakan sepana tork yang ditentukur untuk mengetatkan akhir. Pemacu impak yang ditetapkan kepada tork maksimum tidak boleh diterima untuk bolt pengapit panel PV — ia secara rutin melebihi had pengilang. Banyak pengeluar racking menyatakan nilai tork kering (tiada pelincir); jika pelincir anti rampas atau benang digunakan, kurangkan tork sebanyak lebih kurang 20–25% untuk mencapai daya pengapit yang sama.

Ciri Anti-Longgar: Mencegah Bolt Longgar Selama 25 Tahun

Pemasangan solar mengalami getaran amplitud rendah berterusan daripada angin dan pengembangan terma harian serta pengecutan rel aluminium (aluminium mengembang pada 23.6 µm/m·°C — bahagian rel 6 meter tumbuh dan mengecut kira-kira 12mm antara −10°C malam musim sejuk dan suhu permukaan panel musim panas 60°C). Pergerakan ini secara beransur-ansur boleh mengundurkan bolt yang tidak mempunyai peruntukan anti-melonggarkan.

Penyelesaian anti-melonggar yang biasa digunakan dalam sistem PV termasuk:

• Nat kunci masukkan nilon (Nyloc): Penyelesaian yang paling banyak digunakan dalam PV atas bumbung. Kolar nilon mencengkam benang bolt dan menahan putaran. Berkesan sehingga lebih kurang 100°C — sahkan kesesuaian jika kepungan kotak simpang menghasilkan haba setempat.
• Nat dan bolt bebibir bergerigi: Serrations menggigit permukaan mengawan dan menentang putaran secara mekanikal. Digunakan untuk membumikan ikatan dan sambungan struktur di mana kekerasan permukaan membolehkan gerigi terlibat dengan betul.
• Pencuci kunci spring: Secara umumnya dianggap kurang dipercayai daripada kacang nilok di bawah pemuatan dinamik bagi setiap ujian getaran DIN 65151 — gunakan hanya jika ditentukan oleh pengilang rak.
• Pelekat pengunci benang (Loctite 243 atau setara): Berkesan untuk bolt berdiameter kecil di lokasi getaran rendah. Tidak praktikal untuk sambungan medan yang mungkin memerlukan tork semula atau penentududukan semula panel pada masa hadapan.
• Konfigurasi dua kacang (kacang jem): Digunakan pada kaki pelarasan pemasangan tanah di mana rintangan getaran dan kebolehlarasan medan kedua-duanya diperlukan.

Piawaian dan Pensijilan Berkaitan dengan Bolt Fotovoltaik

Pensijilan sistem PV dan permit struktur semakin memerlukan pengikat memenuhi piawaian bahan dan dimensi yang didokumenkan. Piawaian yang paling banyak dirujuk ialah:

• ISO 3506: Piawaian antarabangsa utama yang mengawal sifat mekanikal pengikat keluli tahan karat. Menentukan kelas hartanah A2-70, A2-80, A4-70 dan A4-80. Sijil pematuhan merujuk ISO 3506 diperlukan oleh banyak kontraktor EPC skala utiliti.
• ASTM F593 / F594: Setara dengan AS untuk bolt dan nat keluli tahan karat. Diperlukan untuk projek di bawah kod bangunan AS yang perkakasan ISO metrik tidak dinyatakan.
• ASTM A307 / A325 / A490: Mentadbir bolt struktur keluli karbon dan aloi yang digunakan dalam struktur keluli lekap tanah HDG.
• ISO 1461 / ASTM A153: Tentukan ketebalan salutan minimum untuk pengikat bergalvani hot-dip — penting untuk mengesahkan hayat kakisan bolt penambat HDG.
• IEC 61215 / IEC 61730: Walaupun ini adalah piawaian modul, ia secara tidak langsung mentadbir perkakasan pelekap dengan menyatakan keadaan beban mekanikal (angin, salji, hujan batu) yang mesti direka bentuk untuk menahan rak dan pengikat.

Untuk pemasangan yang memerlukan permit, minta laporan ujian bahan (MTR) atau sijil pematuhan daripada pembekal bolt yang merujuk piawaian ini. Pengikat tiruan atau substandard yang dilabelkan dengan tanda kelas harta palsu adalah masalah yang didokumenkan dalam rantaian bekalan kos rendah — komposisi kimia pihak ketiga dan pengesahan kekerasan adalah dinasihatkan untuk projek besar yang menyumber perkakasan di luar saluran pengedaran yang telah ditetapkan.

Senarai Semak Praktikal untuk Memilih Bolt Fotovoltaik

Gunakan senarai semak berikut apabila menentukan atau mendapatkan pengikat untuk projek PV:

1. Sahkan jenis bolt yang diperlukan oleh manual pemasangan pengeluar racking — T-head, hex head, carriage bolt, atau lag bolt — dan jangan menggantikan gaya kepala yang berbeza tanpa kelulusan kejuruteraan.
2. Pilih A4-316 tahan karat untuk persekitaran pantai, marin, atau kelembapan tinggi; A2-304 tahan karat boleh diterima untuk iklim kering pedalaman.
3. Nyatakan A2-70 atau A4-70 kelas hartanah minimum untuk sistem atas bumbung standard; naik taraf kepada A4-80 untuk tapak beban angin kencang atau salji tinggi bagi setiap pengiraan struktur.
4. Pastikan semua nat dan pencuci adalah gred tahan karat yang sama seperti bolt — mencampurkan bolt A2 dengan nat keluli karbon menghasilkan pasangan galvanik yang mempercepatkan hakisan nat.
5. Sahkan peruntukan anti-kelonggaran: kacang nilok untuk pengapit panel dan kebanyakan sambungan rel; perkakasan bebibir bergerigi di mana kesinambungan pembumian diperlukan.
6. Dapatkan dan failkan sijil pematuhan (ISO 3506 atau setara dengan ASTM) dengan dokumentasi projek untuk tujuan permit dan waranti.
7. Gunakan sepana tork — bukan pemacu impak — untuk mengetatkan akhir dan rekod nilai tork dalam laporan pentauliahan untuk sebarang rujukan pemeriksaan O&M masa hadapan.