太陽能系統之選擇困難 – 造架!

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太陽能系統之選擇困難  造架

支架物料有三種:鋁、鉛水鐵(熱浸鍍)、和不鏽鋼,

業主安裝太陽能系統,除了選擇太陽能板之外,還要選擇安裝那一種支架。雖然不論選擇那一種,承判商都要確保穩固,以符合建築法例要求。但支架有不同種類、不同用料、不同價格,實令業主花多眼亂,今期我們將為大家逐一分析。

太陽能支架有兩大類,包括預製件、和度呎訂造。預製件使用標準化設計,多數是採用鋁材,市場上亦有採用不鏽鋼的預製件,但因為價錢貴,並不普遍:

資料來源

https://zh.m.wikipedia.org/zh-tw/鋁合金

鋁合金,主要的合金元素為銅與鎂。應用在需要高強度但是低重量比的地方,以及有好的疲勞強度。不可焊接, 加工性能一般。由於抗腐蝕性差,通常用鋁鋅夾板作為保護,這樣做的結果將會降低疲勞強度。

鋁使用不當,可能會導致些問題。尤其是在對比鐵或鋼後,覺得鋁有「更好的表現」的那些直覺行事的設計師,機械師,或技術員。跟鐵或鋼相比,相同大小的鋁重量只有鐵或鋼的三分之一,似乎有著巨大的吸引力。但必須注意到,剛性同時也減少了三分之二。因此,直接更換一個鐵或鋼鐵的零件,並施加可接受的力量,雖然不會造成破壞,但是鋁的彈性會造成零件三倍以上的撓度。

撓度(Deflection)是一種用來衡量結構單元受外力下的「相對位置變化量」(或稱為「變形量」)。變形可以用角度量或者位移量的方式來表示。

其中一個重要的結構限制是鋁合金疲勞性能,而鋼具有較高的疲勞極限(理論上可以承受無限多的週期性載荷),鋁的疲勞極限是接近零,也就是說它最終將破壞,甚至非常小的循環荷載作用都可以使它破壞,但對於小的應力可以使用非常長的時間。

熱敏度編通常必須考慮金屬的熱敏感性。事實上鋁對熱感應上相對地複雜,不像鋼將要熔化時發出亮紅色。由於鋁熔化之前沒有跡象顯示,使用噴燈成型時需要一些專門的知識。

鋁過熱的時候受到內部壓力和拉力,這些壓力往往會導致延遲的扭曲。舉例來說,常見的有翹曲或過熱裂開的汽車鋁缸蓋。幾年後,沿著鋁自行車框架焊接逐漸變成趨勢。1970年代黏著劑被用在一些自行車上,不幸的是當鋁管受到輕微腐蝕就會鬆動接,終究車架解體。因此,航天工業,完全避免熱進入零件[膠粘劑]間或機械扣件。

過熱的鋁可放心熱處理零件在一爐,並逐步冷卻-有退火的效果。然而這樣做的結果有可能造成扭曲所以熱處理焊接自行車框架,會導致重要的部分產生不重。如果不嚴重,冷卻之後有可能可以重合在一起。如果框架設計有相當的剛性,變形將需要很大的力量。

鋁的不耐高溫性,用於氣體燃燒可達3500 K的燃燒室,在Aagena上,階段引擎部分設計使用了再生鋁冷卻噴嘴,包括關鍵噴喉;實際上鋁極端高導熱性防止了噴喉在巨大的熱流下到達熔點,是一個可靠的輕組件。

鋁料 及 熱浸鍍鋼(鉛水鐵) 對比

鋁材優點

•​由於是大量生產,成本一般較平,組件質素容易控制。

•​標準化安裝方法,快捷而且工序簡單。

•​設計良好的預製件安裝時不用剪裁打磨,能保持抗鏽能力。

鋁材缺點

•​很多是專利設計,並不是每個承判商也有提供,難以格價比較。

•​組件質素視乎供應商水平,建議落實前先看樣辦。

•​標準化設計多數不能完全符合天台形狀,未必能用盡法例容許的面積,而且亦不是能配合每一款太陽能板,或會過長。

•​鋁金屬如要剪裁打磨,要妥善整理。若出現侵蝕鹽化,會變脆弱影響結構,需要即時更換。

承判商多數會提供度呎訂造的支架,優點是能夠配合天台呎寸和業主要求,唯價錢較貴。支架物料有三種:鋁、鉛水鐵、和不鏽鋼,以下是三種物料的比較:

鋁材是村屋的天台屋或花棚常用材料,如果設計良好,施工妥善,是理想的材料。但由於鋁材較軟身,在設計時要計算好,而且安裝時要切割鑽孔,必須妥善整理防止侵蝕鹽化,否則遇上颱風時只會不堪一擊!所以在安裝後,業主除了在定期保養外,還要不時留意支架,特別是接駁部份,若出現侵蝕鹽化,需要即時更換。 

鉛水鐵的正確名稱是鍍鋅鋼 (galvanised mild steel),是常用的工業建材,價錢比不鏽鋼平,堅硬紮實,具良好的防鏽效能,一般鐵欄、車架、塔架、以至大橋也會採用。或許讀者會不同意鉛水鐵的防鏽效能,因為很多時也會見到出現鏽跡。實情是鉛水鐵的防鏽效能會受鍍鋅的厚度、質素、施工手法等影嚮。鉛水鐵的防鏽原理,是用鍍上的鋅隔絶鋼鐵與氧氣和水的接觸,而鋅亦可以作犧牲保鑊,延緩生鏽。若鍍鋅的厚度不足或不平均,被刮花、切割或焊接後沒有做好防鏽處理,都會令鉛水鐵出現鏽蝕。雖然只要妥善清理及重新進行防鏽處理就可以修復,但若鏽水跡流到牆身或地板,這些鏽跡十分困難清潔。為使鉛水鐵較美觀,很多承判商都會在完工後加掃油漆,但因為是安裝在戶外,油漆容易脫落,需要定期翻掃,令維修保養成本上升。

鉛水鐵支架穩固紮實,唯需要定期保養維修。

不鏽鋼是三種材料中最堅固耐用的,表現可以用完勝來形容。如不介意放在戶外必會留下的水跡,基本上不用清潔。安裝在小編前辦工室天台的太陽能系統就是使用不鏽鋼支架,現已運作13年仍是保持新淨穩固。美中不足是價錢仰貴,比鋁或鉛水鐵的成本貴30%-50%,但如果價錢不成問,我還是建議考慮。市面上常見的不鏽鋼材料有304和316,千萬不要使用201。一般情況可以使用304,但若讀者單位近海當風,316會較為合適,因為有更佳抗鹽蝕能力。 

希望以上資料能幫助各業主,如果在推行項目預到疑問,歡迎與我們聯絡,我們香港可再生資訊平台的義務專業團隊可以提供協助。

鉛材

鉛水鐵(熱浸鍍鋅鋼)