ソーラーパネル固定金具の種類、材質、正しい取り付け方法の選び方

海岸沿いの屋上プロジェクトでは、500 kW アレイのほとんどが標準的な亜鉛メッキ鋼製の固定ブラケットを使用して構築されていましたが、これには十分な腐食保護がありませんでした。この問題は構造見直し中に発見されましたが、ニアミスはよくあることです。ソーラーパネル固定ブラケットは、モジュールやインバータの次に選択される付属品ではありません。それらはアレイと建物の間の機械的な橋渡しです。右側のブラケットは、屋根仕上げを保護し、モジュール フレームを地面に接続しながら、風による揚力、雪の重さ、熱の動きに耐える必要があります。このガイドでは、ブラケットのタイプ、材質、調達チェックを比較し、自信を持ってブラケットを指定できるようにします。

ソーラーパネル固定金具とは何ですか？

ソーラーパネル固定ブラケットには、PV モジュールを所定の位置に保持するレール、クランプ、脚、フック、ボルト、水切り、接地金具が含まれます。それらの主な機能は、重力、風、雪の荷重を屋根または地面の構造に伝達することです。適切に設計されたブラケット アセンブリは、モジュールの下に空隙を設定します。これは冷却とクリーニングのアクセスに影響を与え、電気接地のための連続した経路を作成します。

実際には、固定ブラケット システムは 5 つのタスクを実行します。

• 必要な傾きと向きでモジュールを固定します。
• 重力、風、雪の荷重を安全に分散します。
• アレイの上や下を通過する風によって引き起こされる揚力に抵抗します。
• 屋根の貫通部に水が入らないようにし、屋根の仕上げを保護します。
• モジュールフレームに信頼性の高い接地接続を提供します。

取り付けシナリオ別のブラケットの種類

最初のステップは、ブラケットのタイプを設置面に一致させることです。屋根構造とオープンフィールドは異なる荷重経路を作成し、各屋根カバーには独自の固定ルールがあります。以下の表に主なシナリオを示します。

陸屋根用ブラケット

平らな屋根は商業用および工業用の建物で一般的です。 2 つの主要な方法は、非貫通バラスト マウントと貫通固定マウントです。非貫通システムでは、コンクリートまたは舗装バラストを使用して PV アレイを固定します。これにより、屋根の貫通は回避されますが、死荷重が追加されます。貫通システムでは、屋根デッキにアンカー ボルトまたはネジを使用するため、予測可能な引き抜き抵抗が得られますが、慎重な水切りが必要です。屋根の耐荷重が制限されている場合は、多くの場合、非貫通システムが好まれます。風速が高い場合は、揚力要件を満たすために貫通設計が必要になる場合があります。

平らなコンクリート屋根用の非貫通バラストPVマウント この取り付けシステムは、プレハブコンクリートカウンターウェイトを使用して屋根の貫通を回避し、耐荷重が限られている商業用または工業用の平らな屋根に適しています。調整可能な傾きと耐腐食性の素材により、防水性を損なうことなく効率的な設置が可能です。 製品を見る→

傾斜屋根ブラケット

瓦屋根は住宅や小規模な商業施設で広く使用されています。瓦屋根ブラケットは、瓦自体ではなく垂木に直接接続する必要があります。フックの輪郭はタイルの形状と一致する必要があり、水切りによって屋根から水を排出する必要があります。金属屋根では通常、金属に穴を開けずに継ぎ目を掴む直立シームクランプを使用するか、パネルのプロファイルが許す場合はねじ込み式ブラケットを使用します。 TPO および PVC 屋根には、膜に優しいベースまたはフラッシング キャップ付きの低貫通ブラケットが必要です。間違った塩基を使用すると、時間の経過とともに熱膨張や化学的接触により膜が損傷する可能性があります。

セラミック屋根およびスレート屋根用の調整可能な瓦屋根 PV 取り付けブラケット 伝統的な瓦屋根用に設計されたこのブラケットは垂木にしっかりと接続し、さまざまな瓦のプロファイルに対応します。調節可能なベースにより、漏れを防ぎながらパネルの角度を最適化できるため、住宅および小規模商業用の屋上太陽光発電プロジェクトに信頼できる選択肢となります。 製品を見る→

グランドブラケットとマウンテンブラケット

地上設置システムでは、打ち込み杭、ネジ杭、またはコンクリート ブロック基礎を使用します。ブラケット アセンブリには通常、垂直サポート、水平レール、およびモジュール クランプが含まれています。傾斜した現場では、2 本柱のサポートにより少ない土工でレールの水平を保ち、1 本柱のスリーブ ブラケットにより急な地形でも素早い高さ調整が可能になります。農業用または水面用のアレイの場合、ブラケット構造は、PV アレイの下で農業または漁業活動を利用できるようにするために、十分な高さと間隔も提供する必要があります。

風雪荷重耐性を強化したダブルコラムPVマウント 左右対称の複柱構造なので単柱に比べて剛性と耐風性に優れ、強風地や豪雪地帯に最適です。亜鉛メッキ鋼またはアルミニウム合金を使用し、埋め込みまたはコンクリート橋脚基礎と互換性があり、大きなスパンを持つ地上設置アレイに適しています。 製品を見る→

材料の選択と腐食評価

ブラケットのレイアウトが決定したら、材料の選択が主な信頼性の要素になります。溶融亜鉛めっき鋼板は高強度で低コストであるため、地上設置型鋼構造物の標準となっています。アルミニウム合金は軽量で扱いやすく、耐食性にも優れていますが、同じ荷重を扱うには十分な肉厚が必要です。 A2 または A4 グレードのステンレス鋼ファスナーは、湿気にさらされるボルト、クランプ、コンポーネントに使用されます。海岸近くでは、塩水孔食に対する耐性が優れているため、通常、A4 ステンレス鋼が必要です。

海岸の設置者は、切断端とドリル穴のコーティングの厚さを確認する必要があります。 ISO 1461 などの規格に準拠した溶融亜鉛めっきでは、測定可能な亜鉛層が得られますが、切断後に露出した裸のエッジは初期の腐食点になる可能性があります。アルミニウム製ブラケットは赤錆を回避しますが、電気腐食によって接続が弱まらないように、異種金属から隔離する必要があります。

荷重経路、風による揚力、および規制への準拠

固定ブラケットは構造荷重経路の一部です。暴風雨が吹くと、上昇圧力によりモジュールが屋根から持ち上げられようとします。風速約 180 km/h では、傾斜した屋上モジュールに 1 kPa を超える揚力圧力が発生する可能性があります。その圧力はクランプを通ってレールに伝わり、さらにブラケットを通って屋根または基礎に伝わります。ファスナーのサイズが小さかったり、腐食していたり​​、仕様どおりにトルクがかかっていないと、システムが分離する可能性があります。

指定者は、プロジェクトの風速、屋根の高さ、地形の露出に一致する荷重計算またはテストレポートを要求する必要があります。多くの場合、エッジ モジュールでは中央のアレイ領域よりも高い圧力がかかるため、エッジ クランプとエンド クランプはメーカーのレイアウト図面に従う必要があります。中間クランプは必要に応じてすべてのモジュール接合部に取り付ける必要があり、トルク値は校正されたレンチでチェックする必要があります。フレーム付きモジュールの場合、クランプはフレームの幅 (通常は 30 ～ 42 mm) に一致する必要があります。幅が広すぎるクランプは適切にグリップできません。

設置と調達の落とし穴

適切に設計されたブラケット システムであっても、取り付けが不注意であれば失敗する可能性があります。最も頻繁に発生する問題は、ボルトの締めすぎ、ファスナーのグレードの誤り、水切りの欠落、絶縁ワッシャーなしの亜鉛メッキ鋼ボルトとアルミニウム レールの混合です。異種金属が湿った環境で接触すると、電解腐食が特に危険になります。調達チームは材料証明書を確認し、納品された部品を承認されたサンプルまたはデータシートと比較する必要があります。

• クランプとレールがモジュールのフレームの幅と厚さに一致していることを確認します。
• 屋根互換性のある基礎を選択してください。タイル フック、金属クランプ、膜ベースは交換できません。
• 湿気や結露がある場合は、ステンレススチール製の留め具を使用してください。
• 目に見える部分だけでなく、屋根のすべての貫通部をフラッシュして密閉します。
• アレイが連続した電気経路を形成するように、接地ワッシャーとジャンパーを取り付けます。
• 検査員のために、図面、荷重計算、トルク仕様を現場に保管してください。

屋根のレイアウト、アンカーの位置、レールの間隔の詳細については、完全なガイドを参照してください。 屋上太陽光発電設置システムの設計および設置ガイド .

ブラケットの選択が長期的な影響を与える理由

PV モジュールは 30 年間動作しますが、ブラケットは通常 1 回取り付けられます。アレイを組み立てると、腐食したボルトや緩んだクランプがモジュールの下に隠れて検査が困難になります。ブラケットのコストはプロジェクトの総予算に占める割合はわずかですが、ブラケットの品質がアレイ全体の機械的寿命を左右します。

プロジェクト所有者は、検証済みの荷重データ、材料グレード、および過去のプロジェクト参照を使用してブラケットを評価する必要があります。構造図と工場品質管理を備えたメーカーは、規格外の材料やコンポーネントの欠落のリスクを軽減できます。目標は、ブラケットにより多くの費用をかけることではなく、ダウンタイム、モジュールの破損、屋根の修理などのはるかに高いコストを回避するのに十分な費用を費やすことです。

結論

太陽電池パネルの固定金具は、モジュールやインバータと同様に注意して指定する必要があります。陸屋根、傾斜屋根、金属屋根、膜屋根、またはオープングラウンドなどの設置シナリオから始めます。次に、現場環境に基づいて材料と防食を選択します。最後に、荷重経路を計算して検証し、正しい留め具を選択し、慎重に取り付けます。これらの手順により、ブラケット システムは安全で耐久性のある PV アレイを数十年間サポートします。