Dimensionering av balk för solceller

[mrpos]

Hej,
Jag vill installera solceller över en yta där jag behöver ha ett fritt spann 5,7m. Behöver alltså montera dom på ett par balkar som spänner över det avståndet. Solcellerna fördelas jämnt och väger sammanlagt cirka 100 kg.
Observera att snö är inte aktuellt på platsen, så ingen extra last för det. Lutningen är endast 10 grader så det borde inte bli vansinnigt mycket vind-last heller, dessutom ligger nedre delen i lä.
Det borde alltså handla om 50kg last jämnt fördelat över balk på 5,7m plus rimlig säkerhetsmarginal.
Jag tänker stål eller aluminium, något som är lätt att få tag på.
Kan någon vänlig själ hjälpa mig välja rätt dimension på balkarna?

/PeO

 

[Arnodt]

Är det träbalk du menar, se här:
https://www.svenskttra.se/publikationer_start/publikationer/dimensionering-av-trakonstruktioner/
Där står hur man dimensionerar hållfastheten för trä.
Eftersom ingen snö kan förekomma är det alltså vid medelhavet ca Spanien, Italien

 

[mrpos]

Hej, ja det är söderut, Portugal. Men jag skrev stål eller aluminium. Trä funkar inte här. Tack ändå.

 

[Arnodt]

Där du köper solcellspanelerna köper du också alu-skenorna och de hjälper dig att beräkna hur grova de ska vara.

 

[Arnodt]

Annars hittar du beräkningsprogram på internet, där du kan knappa in dina värden, t.ex.
https://www.schweizer-fn.de/festigkeit/biegung_traeger/beide_eingespannt/eing2_sl_rech.php

Men du måste veta tröghetsmomentet och annat för tilltänkt metallprofil.

 

[mrpos]

Tack Arnodt för att du försöker. De lokala installatörer insisterar på att skruva genom taket, det vill inte jag då jag vill tätskikt ett helt. De är dessutom väldigt dyra på paneler. Formler har jag hittat massor av, men klarar inte av att använda dom. Det blir liksom baklänges att behöva känna till profilens egenskaper när jag inte vet, utan söker, en profil.

 

[Husqvarna220Ac]

50kg är inte direkt mycket, samt att vind/snö ej heller ställer till det, eller så pratar du med stålhandlaren

 

[Arnodt]

En ounderstödd längd på 5,7 meter är mycket. En vanlig alu-skena som vi använde för vårt solcellsmontage i Sverige, den är 40 x 40 mm och får ha max ounderstödd längd 1,2 meter. När man hanterar en sådan alu-skena på 5 meter så är den inte alls så styv som man kan tro, utan litet som kokt spagetti. Ska du då ha hela 5,7 meter, då blir en alu-skena ganska grov. Skulle väl behöva vara någon typ av I-balk. Men vad har du för tak då som du är så rädd att penetrera? I Portugal har man väl lertegelpannor på taket. Och ingen råspont(svall) på takstolarna utan bara bärläkt.

Om solcellspanelerna du tänker montera på balkarna väger totalt 100 kg, då är det alltså 6 st paneler och bygger ca 6,1 meter i bredd om monteras i porträttläge och i en rad, tillkommer ändklämmorna på vardera sida.

Även om du hittar en stål- eller alu-balk som pallar tyngden, då har du sedan problemet att fästa solcellspanelerna i balken. Panelklämmorna passar nämligen bara till en viss tillverkares egna alu-skenor. Du skulle alltså behöva montare en vanlig alu-skena ovanpå din grova långa balk för att ha något att fästa panelklämmorna i. Det börjar kosta slantar.

 

[Robert-san01]

Jag har byggt en anläggning där det var tvunget att ha min 3,6m spann. Det blev 160x40 profiler på stående.

Kan tilläggas att nu var detta för Sverige och snözon 2.

 

[Arnodt]

Montagematerialtillverkaren S:flex har för solcellspaneler en bauta alu-skena ST-AK 182/120 längd 6,2 m, vikt 14,14 kg.se deras katalog: https://www.sflex.com/index.php/downloads-de/category/5-cata-de
Höjd 120 mm och bredd 87,8 mm. Men det är inte säkert ens den räcker till. Det är nog mycket ovanligt att sådana grova behövs, och kanske måste specialbeställas och då ett minsta antal, blir dyrt.

 

[Arnodt]

Gör du beräkningen med S:flex ST-AK 182/120 och beräkningsprogrammet ovan, då får du resultatet.
Data för den alu-skenan
E-modul för alu-legeringar: 70000 N/mm2
Böjtröghetsmoment = Trägheitsmoment Ix: 183,727 cm4 = 1 837 270 mm4
Böjmotstånd = Widerstandsmoment Wx: 28,163 cm3 = 28 163 mm3
Sätt punkten du vill beräkna, på mitten, dvs 5700/2 = 2850 mm.
Sträcklasten = Streckenlast q: 100 kg/5700 mm = 100 x 9,81/5700 mm = 0,1721 N/mm
Men du ska ha 2 st alu-skenor och lasten blir därför hälften, dvs 0,0861 N/mm2

Resultatet är att skenan på mitten böjs ner 1,84 mm.
Maximal böjspänning är 8,28 N/mm2 (långt från brotttgränsen, alltså god marginal till brott)
Materialet har brottgräns: 145 - 186 N/mm2

Det måtte väl vara acceptabelt? Observera att endast lasten av solcellspanelerna har beaktats, inte någon vindlast eller snölast.
Du kan prova med annan skena du hittar i någon katalog, och se vad det ger. En stålbalk t.ex.

 

[mrpos]

Härligt, ett konkret förslag, underbyggt med räkneexempel som jag kan följa.
Supersvar, stort tack!
Nu skall jag jaga runt var jag kan köpa något liknande här i närheten.
Snö och vind räknar jag inte med som sagt. Dessutom kan jag stödja den på mitten eller på ett par ställen mot taket, dock inte skruva fast, så det gäller ju då att göra ett "mjukt stöd" som ligger an mot tak-pannornas "dal" så de inte spricker när det blåser. Givet detta läge måste den föreslagna profilen duga gott.