THIẾT KẾ KẾT CẤU GIÁ ĐỠ HỆ THỐNG ĐIỆN MẶT TRỜI

1. Giới thiệu

Kết cấu giá đỡ đóng vai trò quan trọng trong việc:

• Đảm bảo độ bền trước tác động thời tiết (gió, mưa, bão).

• Tối ưu hóa hiệu suất bằng cách cố định tấm pin đúng góc nghiêng.

• Phù hợp với địa hình lắp đặt (mái tôn, mái ngói, mặt đất, mặt nước).

Báo cáo này trình bày các yêu cầu kỹ thuật và giải pháp thiết kế cho từng loại giá đỡ.

2. Tiêu chuẩn thiết kế giá đỡ

2.1. Tiêu chuẩn quốc tế

• IEC 61215: Thử nghiệm độ bền cơ học của tấm pin.

• AS/NZS 1170: Tiêu chuẩn tải trọng gió và khí hậu.

• Eurocode 9: Vật liệu nhôm chịu lực.

2.2. Yêu cầu cơ bản

• Chịu tải trọng gió ≥ 150 km/h (tương đương bão cấp 12).

• Chống ăn mòn (vật liệu nhôm anodized, thép mạ kẽm).

• Độ nghiêng tối ưu: 10°–30° (tuỳ vĩ độ địa lý).

3. Thiết kế giá đỡ cho từng loại địa hình

3.1. Giá đỡ trên mái nhà

a. Mái tôn

• Vật liệu: Khung nhôm/nhẹ, tránh tải trọng quá lớn.

• Phương pháp lắp đặt:

  • Kẹp mái (Clamp): Không khoan, bảo toàn kết cấu mái.

  • Bulong neo: Dùng cho mái bê tông.

• Lưu ý:

  • Kiểm tra độ dốc mái (≥15° để tự làm sạch bụi).

  • Cách nhiệt giữa khung và mái để tránh thấm dột.

b. Mái ngói

• Giải pháp:

  • Hook móc ngói: Thiết kế móc treo không phá vỡ ngói.

  • Giá đỡ chân đứng: Đặt trực tiếp lên xà gồ.

• Vật liệu: Thép không gỉ (inox 304) chống rỉ.

3.2. Giá đỡ mặt đất

• Thiết kế:

  • Cột bê tông + khung thép: Cho hệ lớn (1MW+).

  • Khung di động (Tracking System): Tự động điều chỉnh góc theo mặt trời.

• Yêu cầu địa chất:

  • Đất cứng, không ngập lụt.

  • Móng sâu ≥1.5m (tuỳ tải trọng).

3.3. Hệ thống nổi (Floating Solar)

• Vật liệu: Khung nhựa HDPE chống UV + phao nổi.

• Thách thức:

  • Chịu sóng, độ ẩm cao.

  • Dây điện chống thấm nước (IP68).

• Ứng dụng: Đập thủy điện, hồ nông nghiệp.

4. Tính toán tải trọng & độ bền

4.1. Tải trọng gió

F=0.5×ρ×v2×A×CdF=0.5×ρ×v2×A×Cd​

• F: Lực gió (N).

• ρ: Khối lượng không khí (~1.2 kg/m³).

• v: Vận tốc gió (m/s).

• A: Diện tích chắn gió của tấm pin (m²).

• Cd: Hệ số cản (~1.5 cho tấm pin nghiêng).

4.2. Kiểm tra độ võng

• Giới hạn cho phép: ≤ L/200 (L: chiều dài nhịp khung).

5. Vật liệu & bảo trì

5.1. Vật liệu phổ biến

5.2. Bảo trì định kỳ

• Kiểm tra bulong: Siết lại sau 6 tháng.

• Vệ sinh khung: Tránh tích tụ bụi/bẩn.

• Phát hiện rỉ sét: Sơn phủ lại nếu cần.

6. Kết luận & Kiến nghị

6.1. Lựa chọn tối ưu theo địa hình

• Mái nhà: Ưu tiên khung nhôm nhẹ, không phá hủy kết cấu.

• Mặt đất: Dùng thép mạ kẽm + móng bê tông.

• Mặt nước: Hệ nổi HDPE + cáp chống ăn mòn.

6.2. Khuyến nghị an toàn

• Thiết kế bởi kỹ sư kết cấu nếu công suất >100kW.

• Thử nghiệm tải trọng trước khi lắp đặt.