Hvordan fungerer ballasterte reolsystemer på flate tak?

Ballastert Tak solar rack systemer har revolusjonert installasjonen av fotovoltaiske (PV) arrays på kommersielle og industrielle flate tak . Designet deres tilbyr en ikke-gjennomtrengende løsning, avgjørende for å bevare takets integritet og garanti.

Kjerneprinsippet: Bruk av vekt, ikke penetrering

Det grunnleggende konseptet bak en ballast Tak solar rack system er enkelt: gravitasjon . I stedet for å bore i takkonstruksjonen, bruker systemet inert vekt – ballasten – for å motvirke naturkreftene, først og fremst vindløft og i mindre grad seismiske krefter.

Disse systemene består av flere nøkkelkomponenter:

• Reol/monteringsstruktur: Lette, korrosjonsbestandige rammer (vanligvis aluminium eller galvanisert stål) som holder solcellepanelene i ønsket tiltvinkel. Disse rammene er konstruert for å fordele belastningen jevnt over taket.
• Ballastbrett/panner: Integrerte eller separate rom i reolstrukturen designet for å holde ballastmaterialet.
• Ballast materiale: Vanligvis betongblokker, utleggere eller mindre vanlig grus. Vekten av dette materialet er nøyaktig beregnet.
• Beskyttelsesmatter/-puter: Gummi- eller skumputer med høy tetthet plassert under reolen og ballasten for å beskytte takmembranen mot slitasje og punktbelastning.

Den strukturelle stabiliteten til hele solcellepanelet avhenger av ballastvekt være større enn den maksimale forventede løftekraften fra vind.

Engineering for stabilitet: vind- og lastberegninger

Konstruksjonen av en ballast Tak solar rack system er en grundig prosess som går langt utover bare å sette vekter på et tak. Det innebærer komplekse beregninger basert på lokale byggeforskrifter og standarder.

1. Analyse av vindløft

Vind er hovedfienden til enhver solcelleinstallasjon på taket. Løftekreftene som skapes av vinden som strømmer over og rundt en bygning er svært avhengig av:

• Byggehøyde og plassering: Høyere bygninger og de i åpne områder opplever høyere vindtrykk.
• Takkant og hjørnesoner: Vindhastighet og løftetrykk er betydelig høyere ved omkretsen og hjørnene av et tak sammenlignet med feltområdet. Ballastkravet vil ofte være høyest i disse sonene.
• Paneltilt og orientering: Høyere panelvinkler fanger generelt mer vind, noe som øker den nødvendige ballasten.

Sofistikert programvare og vindtunneldata brukes til å bestemme den nøyaktige ballasten som kreves for hver spesifikk plassering på taket, og sikrer at arrayet forblir stabilt under ekstreme værforhold.

2. Strukturell belastningsgjennomgang

Selv om det ikke trenger gjennom, tilfører ballastsystemet betydelig vekt til taket. En konstruksjonsingeniør må verifisere at den eksisterende takkonstruksjonen – inkludert dekk, bjelker og søyler – trygt kan støtte den kombinerte dødlast (vekten av reoler, paneler og ballast) og det midlertidige levende belastning (snø-, is- eller vedlikeholdspersonell).

Utformingen av Tak solar rack systemer er avgjørende her, siden den har som mål å spre belastningen over et større overflateareal for å holde pounds per square foot (PSF) innenfor takets tillatte grense.

Installasjon og vedlikehold

Installasjonsprosessen for ballastsystemer er generelt raskere og mindre invasiv enn penetrerende systemer.

1. Klargjøring av tak: Området er ryddet, og beskyttende matter er lagt ut for å beskytte takmembranen.
2. Reolmontering: De lette reolrammene er montert på mattene.
3. Panelintegrasjon: Solcellepaneler er festet til rammene.
4. Ballastplassering: Den beregnede mengden betongblokker eller annet ballastmateriale plasseres i de angitte brettene. Dette er et kritisk trinn, siden riktig vektfordeling er avgjørende for systemets integritet.

Fordi det ikke er takgjennomføringer, fokuserer vedlikehold vanligvis på panelrengjøring og inspeksjon av reoler og ballast for enhver skifting, selv om bevegelse er sjelden når systemet er riktig konstruert og installert.

Viktige fordeler med ballastsystemer

Ballastert Tak solar rack systemer har blitt den foretrukne løsningen for flate tak på grunn av flere overbevisende fordeler:

Oppsummert, en ballast Tak solar rack system fungerer effektivt ved å erstatte strukturelle ankere med nøye beregnet, inert masse (ballast) for å motstå vindkrefter. Denne elegante ingeniørløsningen gir en sikker, pålitelig og takvennlig måte å utnytte solenergi på flate kommersielle hustak.