Удержание солнечных батарей в морозных пучениях

Билли Ладт | 19 ноября 2018 г.

Установка солнечных батарей в регионах с зимней погодой сопряжена с долгосрочными трудностями. В эти месяцы пасмурное небо сводит к минимуму солнечное воздействие за счет рассеянного света, просачивающегося сквозь облака; снег может покрывать панели, полностью блокируя свет, и это только на поверхности. Под почвой поджидают карманы влаги, способные замерзнуть, расшириться, сдвинуть – и, возможно, повредить – модули и крепления, если температура земли упадет достаточно низко.

Таблицы панелей показывают неравномерную устойчивость, связанную с морозным пучением.

Это явление известно как морозное пучение, и оно может означать дополнительные эксплуатационные расходы, техническое обслуживание и ремонт для монтажных компаний и установщиков солнечных батарей.

«[Морозное пучение] в основном происходит под землей, в поровом пространстве вашей почвы», — сказал Майк Фараоне, технический директор TerraSmart. Он пишет официальный документ по морозному пучению, который планирует завершить к концу 2018 или началу 2019 года. «У вас есть такое образование ледяных линз, и если поблизости есть уровень грунтовых вод, эти ледяные линзы растут. Они начинают всасывать все больше и больше воды, а затем вздымают почву. Вы можете увидеть деформацию почвы на фут, которая фактически выходит из-под земли».

Есть явные признаки морозного пучения, повлиявшего на солнечную батарею. Ледяные линзы поднимают фундамент массива, вызывая изгибы колонн и, в крайних случаях, повреждают панели. Солнечные установки уязвимы в штатах, где температура опускается ниже точки замерзания.

Раньше решение по предотвращению морозного пучения могло стоить дополнительных затрат и требовать дополнительных действий для монтажников; площадки установки расчищены до глубины промерзания на несколько футов, облицованы рукавом ПВХ и засыпаны гравием или морозостойким грунтом; цементные фундаменты могут треснуть при заморозках и оттепелях; а слишком большая площадь поверхности забивной сваи идеально подходит для промерзания. Тем не менее, три компании, занимающиеся солнечной энергетикой, разработали и изготовили решения для борьбы с морозным пучением, каждая из которых сокращает время установки, ненужные земляные работы и материальные затраты для проектов солнечной энергетики.

TerraSmart Заземляющий винт

Морозное пучение — проблема не только солнечной энергии. Любая отрасль, которая монтирует конструкции на поверхности или внутри почвы, должна учитывать глубину промерзания, если планирует сохранить все в целости и сохранности. TerraSmart — это компания по производству солнечной энергии под ключ со штаб-квартирой в солнечном Форт-Майерсе, штат Флорида, производственным предприятием в Колумбусе, штат Огайо, и новым операционным предприятием в Селкирке, штат Нью-Йорк. Компания специализируется на наземном монтаже, и ее решением проблемы морозного пучения является собственный заземляющий винт.

Поле свайных винтов TerraSmart ждет установки на солнечную батарею на землях индейского племени Моапа Банда Пайутес в Неваде.

«Наше преимущество TerraSmart заключается в том, что мы можем работать на многих каменистых участках, а также на холмистой местности и на высоких склонах», — сказал Фараоне. «Даже там мы облегчаем большую часть земляных работ». Шурупы доказали свою эффективность в далеко не идеальной почве и при необходимости могут быть установлены даже в заглубленную породу.

Для установки смонтированной панели в почву сверлят четыре заземляющих винта и на них устанавливают стойку. 24-дюймовая резьбовая часть заземляющего винта TerraSmart вводится ниже линии глубины промерзания, обычно определяемой инженером-геологом, что приводит к образованию незамерзающей почвы внизу. Когда к заземляющему винту прикладывается подъемная сила, такая как морозное пучение, его резьба сопротивляется вытягиванию. Они создают конус из почвы, который дополнительно закрепляет заземляющий винт на месте.

«Не требуется дополнительной длины материала, дополнительных покрытий и никаких дополнительных строительных проблем в полевых условиях», — сказал он. «Это всего лишь заземляющий винт, готовый к работе».

Заземляющий винт TerraSmart можно установить примерно за минуту.

«Когда морозное пучение впервые стало проблемой, о которой сообщили в TerraSmart, мы строили некоторые из этих массивов в северных регионах, которые мы действительно видели на некоторых объектах проекта — они думали, что наши стойки тонут, и когда мы приехали туда и провели повторное обследование. Мы видели, что он не двигался. Наконец мы поняли, что на самом деле почва поднималась настолько сильно, что поднималась вокруг нашего винта, а затем снова оседала».