Conception d'épissure de rail structurel pour les rayonnages solaires à longue portée-
A kit d'épissure de rail solairetransfère les forces de flexion, de cisaillement et d’alignement entre les rails de montage adjacents tout en permettant à l’ensemble de rails de s’adapter au mouvement thermique. Pour les panneaux photovoltaïques à longue portée-, l'emplacement de l'épissure doit être conçu comme un joint structurel plutôt que traité comme une simple extension de rail.
Un bien spécifiéconnecteur de rail de montage solairedoit maintenir l'alignement des rails, assurer un transfert de charge suffisant, éviter une restriction excessive de la dilatation thermique et préserver le chemin de liaison électrique requis lorsque le système de rayonnage est utilisé dans le cadre de la mise à la terre de l'équipement.
Joints de rail solaire à longue portée- et concentration des contraintes
Les longs parcours de rails solaires sont exposés à des changements répétés de température, à la pression du vent, à la charge de neige et aux tolérances d'installation. Les rails en aluminium ont un coefficient de dilatation thermique relativement élevé, de sorte qu'un long rail continu peut subir un mouvement dimensionnel mesurable entre des conditions de fonctionnement chaudes et froides.
Lors d'une épissure, plusieurs forces peuvent interagir :
- Moment de flexion dû au module et aux charges de vent
- Force de cisaillement transférée entre les sections de rail adjacentes
- Contrainte d'appui locale autour des fixations des connecteurs
- Dilatation et contraction thermique
- Rotation du rail causée par des conditions de support inégales
- Mouvement différentiel entre les fixations du toit et les rails
L'épissure doit donc être positionnée selon le calcul structurel plutôt que simplement installée à l'emplacement du rail le plus pratique.
Pour les rayonnages solaires à longue portée, l'examen technique doit établir les paramètres suivants :
| Paramètre de conception | Considération technique |
|---|---|
| Profil ferroviaire | Géométrie de la section, épaisseur de paroi et moment d'inertie |
| Matériau des rails | Généralement aluminium AL6005-T5 |
| Travée des rails | Distance entre les supports du toit ou du sol |
| Position d'épissure | Déterminé à partir des conditions de flexion et de support |
| Charge de vent | Spécifique au projet- ; AS/NZS 1170.2 peut s'appliquer |
| Charge de neige | Calcul du site spécifique au projet- |
| Attaches | SUS304 ou qualité de fixation structurelle spécifiée |
| Engagement du connecteur | Défini par le profil du rail et la géométrie du connecteur |
| Mouvement thermique | Calculé à partir de la longueur du rail et de la plage de température |
| Chemin de mise à la terre | Vérifié selon la conception complète du rayonnage |
Une épissure structurellement adéquate pour une section de rail courte peut ne pas fournir les mêmes performances lorsqu'elle est utilisée de manière répétée sur un long réseau de rails. La longueur des connecteurs, la disposition des fixations et l'engagement du rail doivent donc être examinés en même temps que la section transversale du rail-.
Connecteurs d'épissure de rail solaire internes et conception de joints de dilatation
Un interneconnecteur d'épissure de rail solaireest généralement inséré dans la section creuse de deux rails adjacents. Le connecteur permet un engagement mécanique contrôlé tout en gardant la surface du rail externe disponible pour les pinces du module PV.
La géométrie du connecteur doit correspondre à la cavité interne du rail. Un jeu excessif peut permettre le mouvement des rails et la rotation des joints, tandis qu'un jeu insuffisant peut compliquer l'installation et restreindre le mouvement thermique.
Pour les assemblages de rails longs, trois dimensions nécessitent une attention particulière :
1.Longueur d'insertion- un engagement suffisant est requis sur les deux tronçons ferroviaires.
2.Emplacement des fixationsLes fixations - ne doivent pas interférer avec l'expansion du rail ni créer de contraintes locales excessives.
3.Écart commun- l'écart doit suivre les exigences de mouvement thermique calculées par le système.
Expansion thermique dans les rails solaires en aluminium
La dilatation thermique approximative d'un rail en aluminium peut être calculée à l'aide de :
ΔL = × L × ΔT
Où:
- ΔL= changement dans la longueur du rail
- = coefficient de dilatation thermique
- L= longueur de rail d'origine
- ΔT= variation de température
Pour l’aluminium, une valeur technique couramment utilisée pour le calcul préliminaire est d’environ23 × 10⁻⁶ / degré. La valeur finale et la plage de température de conception doivent suivre les données spécifiées sur l'alliage d'aluminium et les conditions de conception du projet.
Par exemple, un rail en aluminium de 20 m exposé à une différence de température de 60 degrés pourrait subir environ :
23 × 10⁻⁶ × 20 × 60 ≈ 27,6 mm
Crochet:Vérifiez votre joint de rail à longue portée-avant une installation répétée sur site.
Demander un examen technique d'épissure de rail solaire
Résistance et transfert de charge au niveau des connecteurs de rail de montage solaire
A connecteur de rail de montage solairedoit transférer les efforts générés à la jonction ferroviaire sans provoquer de déformation locale excessive.
Les contrôles structurels les plus importants comprennent normalement :
1.Transfert de charge de flexion
Le rail transporte les charges des modules photovoltaïques vers les fixations de toit, les supports au sol ou d'autres points de montage. L'épissure doit maintenir une résistance suffisante contre la flexion locale et la rotation du rail.
2.Transfert de cisaillement
Le soulèvement du vent et la pression vers le bas peuvent générer des forces de cisaillement le long du rail. L’engagement du connecteur et la capacité de la fixation doivent être vérifiés par rapport au cisaillement de conception calculé.
3.Contrainte de roulement locale
Le connecteur et les fixations introduisent des forces concentrées dans le rail en aluminium. Une contrainte excessive sur les roulements peut déformer la paroi du rail autour du trou de fixation et réduire la rigidité du joint.
4.ull-Capacité de sortie et de fixation
La capacité des fixations doit être évaluée en fonction du matériau de fixation sélectionné, du diamètre, de la configuration du filetage et de la géométrie du rail. Les fixations SUS304 sont couramment utilisées pour le matériel de montage solaire résistant à la corrosion-, mais le calcul structurel doit vérifier la capacité requise pour le projet.
5.Déviation du rail
L'épissure ne doit pas être évaluée indépendamment du système ferroviaire complet. La portée des rails, l'espacement des supports, la charge des modules et la pression du vent affectent tous la déflexion résultante.
Pour les projets conçus sousAS/NZS1170.2, les actions du vent doivent être établies à partir de l'emplacement du projet et des caractéristiques du bâtiment ou du réseau plutôt que d'attribuer une valeur de vent générique à chaque installation.
Conclusion : concevoir une jonction continue de rail solaire
A jonction ferroviaire solaire continueest un point de contrôle structurel et d'installation-au sein d'un système de montage photovoltaïque-à longue portée. L'épissure doit assurer un transfert de charge mécanique adéquat tout en permettant le mouvement thermique calculé de l'ensemble de rail en aluminium.
Pour les équipes d'approvisionnement, les contrôles clés ne se limitent pas au prix du connecteur ou à la compatibilité nominale des rails. L'adaptation du profil du rail, l'engagement des connecteurs, les spécifications des fixations, la tolérance d'expansion, l'environnement de corrosion et la continuité de la mise à la terre doivent tous être confirmés avant la production en vrac.
FAQ : Ingénierie et approvisionnement d'épissure de rail solaire
Comment positionner un kit d'épissure de rail solaire sur un long rail photovoltaïque ?
La position de l'épissure doit suivre le calcul structurel, l'espacement des supports et le profil de flexion du rail. Évitez de placer des joints uniquement pour des raisons de commodité de fabrication. La conception doit également tenir compte de la dilatation thermique et de la tolérance de mouvement des rails requise.
Un connecteur de rail de montage solaire peut-il également assurer la continuité de la mise à la terre ?
Pas automatiquement. La connexion mécanique ne garantit pas la liaison électrique, en particulier avec les surfaces en aluminium anodisé. Si le rail fait partie du système de mise à la terre, la continuité électrique doit être vérifiée à l'aide du composant de liaison spécifié ou de la méthode de mise à la terre.
Quelles informations sont requises pour la production en vrac d'épissures de rails solaires ?
Fournissez le dessin d'extrusion du rail, les dimensions de la cavité interne, la longueur du rail, l'espacement des supports, les spécifications des fixations, les charges de vent et de neige du projet, la plage de température, la méthode de mise à la terre et les quantités requises. Ces entrées permettent de faire correspondre les dimensions des connecteurs et la configuration des joints avant la production.