적설 하중이 지상 랙의 안정성에 미치는 영향

한랭 지역, 고고도 지역 및 겨울철 북부 지역에 위치한 태양광 발전소에서는 적설 하중이 지배적인 하중입니다. 풍하중과 비교하여 적설 하중은 지지 구조물에 더 큰 파괴 영향을 미칩니다. 순간적으로 작용하는 풍하중과 달리 적설 하중은 태양광 지상 설치 시스템과 모듈에 며칠 또는 수개월 동안 작용하는 장기 정적 하중입니다. 이는 구조물, 접합부, 기초 및 전체 전도 저항 성능에 다차원적인 손상을 일으켜 구조 변형, 붕괴 및 모듈 파손과 같은 고장을 유발합니다. 다양한 조건과 결합하여 평지, 경사지 및 평평한 옥상 등 태양광 설치 시나리오에 따른 구체적인 영향은 다음과 같이 설명됩니다:

I. 균일 적설: 지지 구조물의 전체 소성 변형 및 피로 손상 유발

넓은 면적에 고르게 분포된 눈은 태양광 배열에 지속적이고 균일한 수직 압력을 가하며, 이는 적설 하중 작용의 가장 기본적이고 일반적인 형태입니다.

주·보조 빔의 처짐 변형 지지 크로스빔과 가이드 레일이 장기간 눈의 무게를 지탱할 때, 프로파일의 단면 크기가 너무 작거나 벽 두께가 부족하거나 경간 길이가 과도하면 원래의 평평한 상태로 복원되지 않는 영구적인 하향 굽힘이 발생합니다. 변형은 모듈에 불균일한 응력을 발생시켜 유리가 미세 균열에 취약해지게 만듭니다. 동시에 태양광 패널의 기존 경사각이 변경되어 배수 및 제설 능력이 약화되고 눈이 축적되는 악순환을 형성합니다. 균열에 취약해집니다.

축적된 구조 피로 겨울철 반복적인 적설과 융설로 발생하는 반복 하중은 지지 프로파일을 지속적인 인장 및 압축 상태에 놓이게 하여 피로 손상을 초래합니다. 장기간 운전 후 지지 구조물의 전체 강성이 저하되고 안정성이 지속적으로 악화되며, 구조적 손실은 눈이 없고 온화한 기후의 지역보다 훨씬 큽니다.

지지 구조물의 수직도 편차 수직 기둥에 지속적인 압축력이 작용하면 미세한 기울어짐과 침하가 발생하여 배열 전체의 평탄도가 저하됩니다. 이는 이후의 풍하중 및 지진 저항 성능을 간접적으로 저해하고 발전소 전체 안정성을 감소시킵니다.

II. 불균일 적설로 인한 편심 응력 및 비틀림-전단 구조 파괴

이는 산비탈 지형 지지 구조물, 급경사 지지 구조물 및 장애물로 인해 후열이 그늘지는 지지 구조물의 주요 손상 유발 요인이며, 적설 하중 붕괴 사고의 핵심 원인입니다. 중력, 풍향 및 음영의 영향을 받은 불균일한 적설 분포는 편심 하중을 발생시키고 지지 구조물의 응력 균형을 깨뜨립니다.

일측 편심 압축 건물이나 나무에 의한 음영과 일관되지 않은 패널 경사로 인해 단일 열 지지 구조물의 한쪽에는 많은 눈이 쌓이고 다른 쪽은 노출되어 큰 편심 굽힘 모멘트가 발생합니다. 지지 크로스빔과 수직 기둥은 비틀림 및 전단 응력을 동시에 받게 되어 프로파일 변형과 굽힘이 발생할 가능성이 높아집니다.

헤드 및 테일 구간에 쌓인 눈으로 인한 과부하 느슨한 눈은 배열의 양 끝과 지지 구조물의 높이 차이 위치에 쌓이는 경향이 있으며, 국부 하중은 설계 기준을 크게 초과합니다. 이로 인해 단경간 지지 구조물이 과부하로 붕괴되고, 나아가 전체 배열의 연쇄 전도를 유발합니다.

자연적인 눈 제거를 촉진하기 위해 적절한 경사각을 가진 지지 구조물을 설계할 수 있습니다. 동시에 태양광 모듈에 제설 클립을 장착하여 눈 제거를 보조할 수 있습니다.