Руководство по проектированию навесов для автомобилей с солнечными батареями: конструкция, материалы и срок окупаемости.
Солнечный навес для автомобиля – это прежде всего конструктивный проект, а не проект электрооборудования. Модули – это простая часть; сталь, фундамент, дренаж и ветровая нагрузка определяют, будет ли сооружение хорошо выглядеть и функционировать после пятнадцати зим. Это руководство написано для владельцев объектов, застройщиков и команд EPC, которым необходимо выбрать солнечный навес, который выдержит эксплуатацию на своем участке, а не просто будет хорошо выглядеть на эскизе.
В нем подробно рассматриваются решения в том порядке, в котором они принимаются на самом деле: обследование участка, конструктивное проектирование, расчет нагрузок, последовательность монтажа, выбор материалов, факторы, влияющие на стоимость, а также ошибки, которые постоянно встречаются в тендерах.
Начните с планировки парковки, а не с модуля.
Большинство неэффективных навесов для автомобилей были неправильно спроектированы на этапе обследования. Прежде чем строить навес, необходимо измерить те элементы, которые нельзя будет изменить позже.
Геометрия залива.Стандартная ширина пролета, глубина пролета и количество рядов определяют возможную сетку колонн. Пролет шириной 5,0 м и проход шириной 2,5 м ведут себя совершенно иначе, чем пролет шириной 6,0 м и проход шириной 6,0 м.
Круги движения и развороты.Установка колонн на подъездной дорожке обходится дороже из-за потери пространства и повреждения бамперов, чем экономии на стальных конструкциях.
Похороны.Тип возможного фундамента обычно определяется наличием дренажных каналов, водопроводных магистралей, силовых кабелей и оптоволоконных линий.
Уровни и перепад высот.Автостоянки имеют уклон, позволяющий отводить воду. Навес для автомобиля меняет место стока воды, поэтому новый путь водоотвода необходимо проектировать, а не искать самостоятельно.
Затенение.Здания, старые деревья и существующие опоры освещения в какой-то момент дня создают тень для всей системы. Затенение всей гирлянды обходится гораздо дороже, чем перемещение отдельного ряда.
Доступ для установки.Для работы крана или телескопического погрузчика необходимы маршрут и площадка для стояния. На ограниченных городских территориях одно это ограничение может изменить конструктивную концепцию.
Перед тем как составлять смету, необходимо выполнить разметку с наложением сетки колонн. Каждая достоверная смета должна основываться на одном и том же чертеже, иначе цифры будут несопоставимы.
Варианты конструктивных решений и стоимость каждого из них.
Выбор конфигурации — это в равной степени коммерческое и инженерное решение, поскольку он определяет, сколько секций покрывается на тонну стали и как ориентирована система.
Одиночная консоль
Один ряд колонн поддерживает крышу, выступающую в одну сторону. Это обеспечивает свободное пространство в проходах и подходит для узких или неправильных пролетов, но эксцентрическая нагрузка означает, что колонны и фундаменты должны быть тяжелее, чем показано на чертеже. Лучше всего подходит для мест с фиксированной планировкой парковки, где фундамент не может располагаться посередине пролета.
Двойная консоль, или Т-образная форма
Центральный несущий элемент поддерживает крыши с обеих сторон. Это наиболее эффективный с точки зрения использования материалов способ покрытия двух рядов парковочных мест: одна линия фундамента, короткие кабельные трассы и аккуратная ориентация с востока на запад, при этом модули с обеих сторон обращены на юг. Стандартный вариант для крупных коммерческих площадок и перехватывающих парковок.
Y-образная форма и двойной шаг
Две наклонные плоскости сходятся на гребне, опираясь на Y-образные колонны. Это конструктивно эффективное решение, обеспечивающее самодренаж с обеих сторон и визуально более продуманное, чем плоский навес, что важно, когда автостоянка выходит на офисное здание или общественную дорогу.
Односкатная крыша и пристройка
Один наклонный профиль, отдельно стоящий или прикрепленный к существующей стене. Прикрепление к зданию устраняет одну опорную линию и уменьшает вес стали, но стену необходимо проверить на дополнительную нагрузку, а доступный угол наклона ограничен высотой карниза.
Арочные и сводчатые
Изогнутые балки хорошо сбрасывают снег и воспринимаются как архитектурный элемент. Для модулей, расположенных по кривой, требуются сегментированные направляющие или специальные зажимы, поэтому следует ожидать более высокой цены; многогранная арка обеспечивает большую часть желаемого вида за меньшие деньги.
Пергола и жалюзи
Световые конструкции над пешеходными дорожками, террасами и небольшими автостоянками, как правило, мощностью от 5 до 30 кВт. Выбор мощности обусловлен скорее эстетической привлекательностью и эстетическим видом, чем стремлением к максимальной эффективности на одно парковочное место.
Контейнерная и модульная архитектура
Сборные секции, которые соединяются болтами и расширяются поэтапно. Быстро развертываются на временных или арендованных площадках, но обычно рассчитаны на меньшие снеговые нагрузки и меньшие пролеты, чем стальные конструкции.
Варианты нагрузок, определяющие реальные технические характеристики
Предложение по навесу для автомобиля, в котором не указаны расчеты допустимой нагрузки, не является предложением. Запросите эти данные отдельно.
Подъем ветра.Навесы представляют собой легкие крыши с открытыми боковыми сторонами, поэтому конструкция соединения обычно определяется подъемной силой, а не давлением вниз. Местный рельеф, категория опасности и высота навеса — все это влияет на результат.
Снег.Снеговая нагрузка на грунт плюс снежные заносы, образующиеся у соседних зданий и между рядами. На ранних этапах проектирования снежные заносы часто упускаются из виду.
Сейсмический.Это актуально в районах активного строительства и влияет на детализацию фундамента в большей степени, чем на надстройку.
Столкновение транспортных средств.Для защиты колонн в торцах пролетов необходимы защитные столбики или специально разработанное жертвенное основание; страховые компании все чаще запрашивают это.
Категория коррозии.В прибрежных, промышленных условиях и при использовании противогололедных солей требуются более строгие требования к покрытию или совершенно другой базовый материал.
Пожарная безопасность и доступ.Огнестойкость модулей, размещение инверторов, доступ аварийных транспортных средств и обзор пожарной службой надземных сооружений.
Тепловое движение.Длинные стальные балки расширяются и сжимаются; компенсационные швы и пазовые соединения предотвращают растрескивание крепежных элементов и деформацию прогонов.
Требуются заверенные печатью расчеты несущих конструкций для конкретного объекта, а не типовые расчеты, повторно использованные в другом проекте.
Последовательность монтажа и причины потери времени в ходе проектов
Понимание последовательности сборки — самый быстрый способ проверить программу на корректность.
Геодезические и геотехнические исследования.Подтверждает тип фундамента и указывает на наличие коммуникаций. Игнорирование этого момента является наиболее распространенной причиной задержек на строительной площадке.
Проектирование конструкций и получение разрешений.Получение разрешения на строительство, подключение к электросети и любые разрешения на планирование для сооружений на автостоянке.
Основы.Земляные работы, армирование, бетонирование и твердение. Время твердения — это календарное время, а не рабочее время; балластные или винтовые сваи значительно сокращают этот этап.
Монтаж стальных конструкций.Колонны, балки, прогоны и распорки — обычно это самый быстрый этап на строительной площадке, когда каркас предварительно изготовлен и скреплен болтами.
Модули, проводка и инверторы.Размещение модулей, проводка, кабели постоянного/переменного тока, заземление и молниезащита.
Ввод в эксплуатацию и передача объекта заказчику.Испытания сопротивления изоляции и стрингов, конфигурация инвертора, настройка системы мониторинга, исполнительная документация и документация по эксплуатации и техническому обслуживанию.
В случае коммерческого проекта среднего размера сама конструкция может быть возведена за несколько недель, в то время как получение разрешений и согласование с электросетью может занять месяцы. Сначала спланируйте получение разрешений, а затем приступайте к закупкам; обратный порядок действий приводит к простою стали на складе.
Материалы: срок службы, техническое обслуживание и мелкий шрифт.
Выбор материалов определяет бюджет на техническое обслуживание на следующие 25 лет. Для большинства проектов используются четыре типа материалов, а также мембрана для нестандартных форм.
Горячеоцинкованная стальЭто вариант по умолчанию для широких пролетов и тяжелых снеговых нагрузок. Он обладает наибольшей прочностью в пересчете на единицу стоимости и хорошо выдерживает работы на строительной площадке. Обратите внимание на толщину покрытия в микронах, а не на словосочетание «оцинкованный», и убедитесь, что сварные швы и срезы обработаны.
Алюминиевый сплавМатериал, используемый в таких марках, как 6005-T5 или 6063-T6, с анодированием или порошковой покраской, является оптимальным выбором для прибрежных районов и быстрого строительства. Он не ржавеет, компактно транспортируется и собирается с помощью болтов, а не сварки. Он менее жесткий, поэтому профили получаются более глубокими, а стоимость материала выше.
Коррозионная стальСо временем на нем образуется защитная патина, и он не требует покраски, но стекающая жидкость оставляет пятна на дорожном покрытии и транспортных средствах, а патина образуется медленно в сухом или морском воздухе. Используйте его обдуманно, а не как дешевую альтернативу покрытию.
Древесина и древесно-пластиковый композитКлееный брус придает отелям, паркам и жилым комплексам уютный вид. Клееный брус требует сертифицированной обработки и периодического осмотра соединительных элементов; облицовка из древесно-полимерного композита поверх стального сердечника обеспечивает аналогичный внешний вид, но требует гораздо меньшего ухода.
Прочность мембраны на растяжениеЭто самый лёгкий способ покрытия неровных поверхностей, но мембрана не является фотоэлектрической и имеет меньший срок службы, чем металл. Это затеняющий материал, на котором могут размещаться модули на отдельной подрамной конструкции, а не самостоятельная фотоэлектрическая система.
Независимо от выбранного материала, в техническом описании должны быть указаны марка легированной стали или обычной стали, система и толщина покрытия, расчетный срок службы, тип соединения и условия гарантии отдельно для конструкции, покрытия и отделки.
Распространенные ошибки в технических заданиях
Эти ошибки повторяются практически при каждом рассмотрении тендерных заявок, и исправление каждой из них после присуждения контракта обходится дорого.
Сравнивая предложения при различных вариантах нагрузки, выбрать наиболее выгодный вариант.
Исключение из технического задания на проектирование несущих конструкций нагрузок от сноса и ударов транспортных средств.
Указание названия покрытия без указания толщины или категории коррозионной стойкости.
Забыли проложить кабели внутри профилей, а затем проложили поверхностные трубы, которые быстро изнашиваются.
Расчет параметров инвертора производится только для массива солнечных батарей, без учета фактической нагрузки и будущей зарядки электромобилей.
Оставляем вопросы дренажа и выравнивания на усмотрение подрядчика.
Принятие рамы, прошедшей типовые испытания, без учета особенностей конкретного участка и конструкции фундамента.
Затраты и окупаемость: что на самом деле влияет на показатели?
В бюджете доминируют четыре фактора, и только один из них — цена модуля.
Количество пролетов и пролетов.Для больших пролетов требуются более глубокие секции; большее количество пролетов увеличивает площадь фундамента и защиту колонн.
Тип фундамента.Бетонные плиты — предсказуемый вариант, винтовые сваи — быстрый, балластные системы позволяют избежать земляных работ, но требуют статической нагрузки. Выбор наиболее дешевого варианта зависит от состояния грунта.
Конструкционные материалы и отделка.Оцинкованная сталь обычно имеет самую низкую стоимость за кВт; алюминий и древесина стоят дороже из-за коррозионной стойкости или внешнего вида.
Электроизмерительный прибор.Инверторы, системы хранения энергии и зарядные устройства для электромобилей часто превышают общую стоимость конструкции, но именно за счет них и достигается экономия и прибыль.
С точки зрения дохода, ценность солнечного навеса для автомобиля складывается из собственного потребления энергии по коммерческим тарифам, предотвращенных платежей за пиковую нагрузку, доходов от зарядных устройств и, на некоторых рынках, сертификатов или налоговых льгот. Модель окупаемости должна использовать реальное получасовое потребление на объекте, а не средний тариф, и должна показывать результат с учетом и без учета накопителя энергии.
Часто задаваемые вопросы
Нужно ли мне разрешение на строительство для установки навеса для автомобиля с солнечными батареями?
В большинстве юрисдикций навес для автомобиля является сооружением и требует, как минимум, разрешения на строительство; высота, коэффициент застройки и правила внешнего вида различаются в зависимости от местоположения. Перед заказом проверьте местные требования к планированию, поскольку условия получения разрешения могут изменить проект.
Сможет ли навес для автомобиля на солнечных батареях выдержать сильный снегопад?
Да, если конструкция рассчитана на снеговую нагрузку на грунт и снежные заносы на площадке. Ограничивающим фактором обычно является расстояние между зажимами модуля и направляющими, а не основная балка, поэтому снеговую нагрузку необходимо проверять по всей длине пути приложения нагрузки.
А что, если мы не сможем проводить раскопки на автостоянке?
Обычно в качестве альтернативы используются балластные фундаменты и винтовые сваи. Для балласта необходим достаточный собственный вес грунта и подстилающий слой, способный его выдержать; винтовые сваи требуют геотехнической проверки, но практически не образуют грунта и позволяют быстро их устанавливать.
Стоит ли использовать двустороннее стекло для навеса для автомобиля?
Часто да, потому что светлые поверхности парковок отражают свет на нижнюю сторону и увеличивают пропускную способность, а модули из стекла подходят для долговечных и не требующих частого обслуживания объектов. Прирост зависит от альбедо поверхности, высоты установки и угла наклона, поэтому запрашивайте расчетное значение, а не общий процент.
Как мне сравнить два предложения по навесам для автомобилей?
Сравните один и тот же чертеж, одинаковые предположения о ветре и снеговой нагрузке, одинаковые спецификации покрытия и одинаковый объем электромонтажных работ. Запросите ведомость объемов работ, обоснование проектирования фундамента и структуру гарантии. Самая низкая цена при меньшей нагрузке не означает, что цена ниже.
Следующий шаг
Солнечный навес для автомобиля — это конструкция, рассчитанная на 25 лет, и техническое задание, составленное на первой неделе, будет использоваться командой по техническому обслуживанию в течение пятнадцати лет. Если правильно провести обследование, рассчитать нагрузки и подобрать материалы, то и выработка энергии будет обеспечена.
Отправьте нам схему парковки, местоположение и целевую вместимость, и мы вышлем вам проект конструкции, схему расположения модулей и ориентировочную доходность вашего проекта.
[melody@9sunsolar.com]
