المصدر: saurenergy.com
على الصعيد العالمي ، تنمو منشآت الطاقة الشمسية بوتيرة مذهلة. وقد ساهمت الهند بنسبة كبيرة في النمو ، ومع وجود هدف يصل إلى 100 جيجاواط بحلول عام 2022 ، أصبحت الهند على وشك أن تصبح أكبر دولة تعمل في مجال الطاقة الشمسية في العالم. يؤدي الانخفاض المستمر في أسعار النظام الشمسي فيما يتعلق بمعدلات الشبكة الأعلى إلى زيادة الطلب العالمي على حلول الطاقة الشمسية وبالتالي يؤدي إلى نموها السريع. الطاقة الشمسية هي المستقبل الذي لا يمكن إنكاره ومصدر رائد للطاقة المتجددة. تعمل الألواح الشمسية بشكل أفضل عندما تتلقى ضوء الشمس الخالي من الظل لأقصى عدد من الساعات ، مثبتة بزاوية ميل دقيقة مع توجيه الوجه نحو الجنوب. هذا هو المكان الذي تظهر فيه هياكل تركيب الألواح الشمسية في الصورة. أحد أكبر مجالات الابتكار في تركيب الألواح الشمسية يتضمن نظام التركيب.
تلعب هياكل تركيب الوحدة النمطية دورًا حيويًا في العمل الفعال لنظام الطاقة الشمسية ، سواء في المرافق أو على الأسطح. في حين أن معظم مكونات توازن النظام (BOS) مثل العاكس وكابلات التيار المستمر وصناديق التوصيل والمحولات وما إلى ذلك يتم شراؤها بسهولة من موردي المعدات ، فإن صنعة مقاول EPC تنعكس بشكل أساسي من خلال هياكل تركيب الوحدة وإدارة الأسلاك .
تساعد هذه الهياكل الألواح على الراحة بشكل مريح ، ومنع التلف ، والأهم من ذلك وضعها في زاوية ميل دقيقة لتسخير أقصى طاقة للشمس. يمكن تصنيع هياكل التركيب لأسطح المنازل والتركيب على الأرض وحلول المركبات وحلول تعقب الشمس والتي شهدت الآن الكثير من التطورات من حيث الوزن والمواد والقدرة على التكيف وسهولة التركيب. كان هناك العديد من الابتكارات التكنولوجية التي أدت إلى انخفاض التكلفة ، وتركيب أسرع وأفضل ، ومتانة عالية مع تحسين الإنتاج.
اعتمد التثبيت الأخير لمشروع الطاقة الشمسية في الهند تقنيات وتصميمات مختلفة لتركيب الطاقة الشمسية والتي تشمل الهياكل المصنوعة من الحديد المجلفن وكذلك هياكل الألمنيوم. اعتمدت بعض المشاريع مزيجًا من الهيكل الفولاذي وهيكل الألمنيوم حيث يتم تصنيع الأرجل الرأسية من الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن وبقية الأعضاء مصنوعة من هيكل الألمنيوم المبثوق. عادةً ما يتكون هيكل تركيب الوحدة النمطية من المكونات التالية.
علاوة على ذلك ، كان انخفاض تكلفة الهياكل المتصاعدة للوحدات النمطية أحد أكبر المساهمين في انخفاض تكلفة المشروع. لقد تراجعت بنسبة 60٪ تقريبًا في 4-5 سنوات الماضية. يعتبر تصنيع الهياكل سوقًا موحدًا إلى حد ما حيث تسيطر أكبر خمس شركات في الهند على 80 ٪ من حصة السوق. تبلغ القدرة التراكمية لهؤلاء المشغلين 2300 ميجاوات سنويًا. قد يبدو هذا كقاعدة صلبة للنمو في المستقبل. ومع ذلك ، فإن الطلب في الهند دوري ومدفوع بالسياسات. ستكون عمليات التسليم في الوقت المناسب لكامل 2300 ميجاوات مشكلة بالفعل ، إذا تركت وحدها لتلبي احتياجات السوق من 4000 إلى 5000 ميجاوات. يمكن أن ترتفع تكاليف الهياكل المتصاعدة أيضًا إذا كان هناك ارتفاع في السعة الإضافية. ومع ذلك ، ستكون هذه الزيادة قصيرة الأجل حيث يمكن للشركات البدء في شراء أجزاء من الهيكل من مصنعي الصلب الآخرين.
تم تصميم أي نظام شمسي ليعمل لمدة 20 إلى 25 عامًا ، وبالتالي تلعب المواد دورًا مهمًا في الحل الشامل. يتم تحديد قوة المادة من خلال جغرافيا وبيئة الموقع الذي يتم تثبيته. وبالتالي ، هناك حاجة متزايدة لمواد متينة للغاية وخالية من الصدأ ومقاومة للتآكل في الصناعة. أدى ذلك إلى ظهور منتجات تطورية مثل الفولاذ المقاوم للصدأ الذي أصبح شائعًا للغاية في سوق الألواح الشمسية مع أسعاره التنافسية ومتانته الأكبر. هناك عدة أنواع من الفولاذ حسب وزنه ودرجة قوته وطلائه الذي يتضمن أسعارًا مختلفة. أثناء اختيار المادة ، يجب على المرء أن ينظر إلى الضمان الذي تقدمه الشركة للحصول على أقصى عائد على الاستثمار. من المحتمل أن تكون أنظمة التركيب ، وهي سوق منتجات الطاقة الشمسية الأكثر تنافسية ، عنصرًا مهمًا في المصفوفات الشمسية - فهي تثبت الألواح الشمسية على السطح أو الأرض. هنا ، ننتقل إلى الفئات الأساسية للأنظمة الشمسية المثبتة على السقف لمساعدة القائمين بالتركيب الجدد على فهم التركيب.
أنواع هياكل تركيب الطاقة الشمسية
يعد الاختيار الصحيح والسليم لهياكل Mou-nting لمشاريع النظام الشمسي أمرًا ضروريًا للغاية من حيث إجمالي الإنتاج والكفاءة وعمر الألواح الشمسية. نظرًا لأنه استثمار مكلف ، لا ينبغي تجاهل اختيار أنظمة التركيب باعتباره اعتبارًا بسيطًا. تحتاج وحدات الطاقة الشمسية إلى أن يتم تأمينها وتركيبها وشدها على هيكل مستقر ودائم للغاية ، مما يحمي المصفوفة من تأثير الرياح والبرد والمطر والثلج وحتى الزلازل الصغيرة يتم تثبيتها إما على الأرض أو على الأسطح أو على أعمدة. هناك خمسة أنواع أساسية من الهياكل المتصاعدة ، منها أربعة أنواع ذات زاوية ثابتة ونوع واحد متغير الزاوية:
رفوف مثبتة على السقف
رفوف مثبتة على الأرض
رفوف مثبتة بأعلى العمود
رفوف مثبتة على جانب العمود
رفوف محمولة على نظام التتبع
رفوف مثبتة على السقفعادةً ما تحافظ على مسافات تشغيل الأسلاك بين المصفوفة الشمسية وبنك البطارية أو العاكس إلى الحد الأدنى ، ولكنها تتطلب اختراقًا في السقف وخطرًا للتسبب في حدوث تسرب في السقف ، وبالتالي يجب أن يكون السقف مغلقًا جيدًا. يمكن أن يظهر عيب آخر للهياكل المثبتة على السقف إذا كان اتجاه السقف وزاويته غير مثاليين ، مما يؤدي إلى إهدار الكثير من الطاقة الكامنة التي يمكن أن يولدها نظامك. لتحقيق الكفاءة المثلى للنظام باستخدام هيكل مثبت على السقف ، تحتاج إلى التأكد من عدم وجود ظل من الأشجار أو المباني الأخرى في مسار تدفق الهواء الحر الأمثل لألواحك الشمسية. تتكون هذه أيضًا من اعتبارات هندسة التصميم التي تشمل تحليل السلوك الزلزالي ، واختبار نفق الرياح للطبقة الحدودية ، وشهادة UL 2703 للتأريض والربط. تعتبر حوامل السقف مثالية عندما يكون منزلك أو مبناك به مساحة كافية لجميع الألواح الشمسية التي تحتاجها. لديهم أيضًا خيار أن تكون ثابتة أو قابلة للتعديل ويمكن أيضًا تثبيتها باستخدام جهاز تعقب الطاقة الشمسية.
يتصاعد الأرض ،كما قد تتخيل ، تُستخدم بشكل أساسي لتركيب الألواح الشمسية على الأرض في أي مكان في ملكيتك. إذا كان السطح الخاص بك يفتقر إلى مساحة لتثبيت السقف أو مظلل بشدة بالأشجار أو موقع في مسار الشمس ، فهذا بديل قابل للتطبيق. عادة ما تكون قابلة للتعديل للسماح لهم بالإمالة لأعلى أو لأسفل للحصول على أقصى قدر من امتصاص الطاقة الشمسية في أوقات مختلفة على مدار اليوم. . العيب هو أن الهياكل المثبتة على الأرض معرضة لخطر التخريب ، وتراكم الأوساخ والأوراق والثلج في الجزء السفلي من المصفوفة. لذلك ، يوصى باستخدام الرفوف المثبتة على الأرض فقط للمواقع الآمنة ويفضل أن تكون في بيئات نظيفة ومستقرة (مع وجود القليل من الثلوج أو الأوساخ على الأرض).
يتصاعد القطبتُستخدم لترسيخ الألواح الشمسية على الأعمدة ، كما خمنت. هناك نوعان رئيسيان من حوامل العمود ، "أعلى القطب" و "جانب القطب". الأول يسمح للوحة الشمسية بالجلوس فوق عمود ، مرتفع عدة أقدام عن الأرض. يقوم الأخير بتثبيت الألواح الشمسية على جانب الأعمدة.رفوف مثبتة بأعلى العمودهي الهياكل التي يتم فيها تثبيت أعمدة التثبيت في الأرض وتشديدها بالخرسانة ويتم تركيب الوحدة الشمسية على الجزء العلوي من الأعمدة. والميزة أنها لا تتعرض للتخريب وتراكم الأوساخ والأوراق والثلج ، ولكنها ليست سهلة التنظيف.رفوف مثبتة على جانب العمودتُستخدم عادةً للأنظمة الشمسية التي تتكون من عدد صغير من الوحدات. يتم استخدامها بشكل خاص لأنظمة الإضاءة عن بُعد التي تأتي بالفعل مع عمود حيث يمكن توصيلها بسهولة.
رفوف محمولة على نظام التتبعيمكن استخدامه لجميع أنواع أنظمة التتبع الشمسي وكذلك أنظمة ضخ المياه بالطاقة الشمسية ، مما يسمح بأقصى قدر من أشعة الشمس التي يمكن استخدامها لتوليد الكهرباء. هم يدفعون بشكل خاص في المناخات الحارة. هناك نوعان مختلفان من الهياكل المركبة لأنظمة التتبع ذات المحور الواحد والمحوران. تم تصميم أجهزة التتبع أحادية المحور لتتبع حركة الشمس من الشرق إلى الغرب بينما تتبع الأنظمة ثنائية المحور مسار الشمس اليومي والموسمي وتستخدم بشكل كبير مع أنظمة التركيز الكهروضوئية. أجهزة تعقب الطاقة الشمسية هي نظام آلي يسمح للوحاتك بتتبع مسار الشمس على مدار اليوم من أجل التعرض للشمس والتجميع الأمثل. ومع ذلك ، في حين أن أجهزة تعقب الطاقة الشمسية تزيد من الكفاءة وتقلل من الصيانة اليدوية للوحاتك ، فإنها لا تُستخدم بشكل شائع بسبب الزيادة الكبيرة في التكلفة الإجمالية وإضافة جزء متحرك آخر من المحتمل أن ينهار ويسبب مشاكل للمصفوفة.
أنواع مختلفة من حوامل السقف
يتصاعد دافقهي النوع الأول من حوامل السقف التي سنغطيها. إنها خيار غير مكلف وبسيط مناسب لمعظم تركيبات الألواح الشمسية المثبتة على السقف. إنها غير قابلة للتعديل بشكل عام ، وكما يوحي الاسم ، فهي مصممة لتتماشى مع سطح السقف الذي تم تركيبها عليه. يتم تأمين الألواح الشمسية بشكل عام باستخدام مشابك معدنية تثبت اللوحة في مكانها ، مما يترك مسافة 2-4 بوصات بين السقف وأسفل اللوحة. يسمح هذا بتدفق الكثير من الهواء على طول الجانب السفلي من اللوحة ، مما يحافظ على برودة اللوحة وتعمل بأقصى قدر من الكفاءة. في حالة ارتفاع درجة حرارة اللوحة ، تنخفض كفاءتها وتنخفض كذلك عمرها. تعتبر هذه الحوامل رائعة لأصحاب المنازل ، وأقل من ذلك بالنسبة لأصحاب الأعمال. تهدف حوامل السقف بشكل عام إلى حماية السقف الخاص بك وكذلك الألواح الشمسية نفسها. يقلل حامل التدفق من حمل الرياح على الألواح الشمسية. تعتبر الحوامل المتساطحة مثالية لتقليل الحمل الميت على سطحك ، فهي تعمل مع أي نوع من الأنظمة ، ومناسبة لمناطق الرياح الشديدة ، وهناك مجال للمرونة في منحدر اللوحة والاتجاه وتوفر الحد الأدنى من التداخل مع مصارف السقف.
هم لا يخلو من العيوب بالرغم من ذلك. اعتمادًا على نوع السقف الذي لديك ، قد يتطلب تركيب حامل متدفق اختراق السقف (الاختراقات ليست مطلوبة بشكل طبيعي) ، مما سيزيد من خطر تسرب السقف.
يتصاعد الصابورةتشبه الجبال المتدفقة ، لكن استخدم الأوزان لتثبيت الألواح الشمسية في مكانها على سطح منزلك. يمكن أن يوفر هذا التصميم وقت العمالة والتكاليف ، ولكنه يمثل تحديًا إضافيًا يتمثل في وضع الأوزان على السطح ، والتي يمكن أن تكون كبيرة جدًا عند التعامل مع أنظمة أكبر. لا تتطلب حوامل الكابح اختراق الأسقف ، فهي أسرع وأرخص في التركيب وتسمح بإمالة اللوحة حتى 20 درجة من أجل التعرض الأمثل للشمس. ومع ذلك ، يزيد هذا الحامل من الحمل على سطح منزلك ، وله كثافة طاقة أقل ، وهو أقل ملاءمة لمناطق الرياح الشديدة. وهي مقيدة بظروف معينة في الموقع مثل منحدر السقف وارتفاع المبنى.
هناك أيضايتصاعد الهجين ،والتي ربما يمكنك تخمينها عبارة عن مزيج من الحوامل المتدفقة وحوامل الكابح. يستخدمون بعض العناصر الهيكلية لكلا الحاملتين لاستيعاب بعض الأسطح التي لا يمكنها دعم أي منهما. تتطلب الحوامل الهجينة الحد الأدنى من اختراق السقف ، ويمكن أن تكون سريعة التركيب (حسب الطراز) وتسمح بتحسين التصميم المخصص بناءً على عوامل مثل تحمل الحمولة والرياح. عادةً ما تكون هذه الحوامل أكثر تكلفة ويمكن أن تشغل مساحة أكبر على سطح منزلك ، مما يترك مساحة أقل لنظامك.
يتصاعد سقف الأرضتشبه في التصميم حوامل الأرض العادية ، لكنها قادرة على "الجلوس" على سطح منزلك. اعتمادًا على نوع السقف لديك ، قد يكون هذا أفضل من الحامل المتدفق. تتمتع حوامل سطح الأرض بالقدرة على أن تكون قابلة للتعديل أو ثابتة لتحقيق أقصى قدر من التعرض لأشعة الشمس على مدار العام.
تصاعد المواد الرف
يمكن أن تكون رفوف التركيب مصنوعة من أنواع مختلفة من المواد. لا تنس أن تسأل الشركة المصنعة عن مواد هياكل التركيب الخاصة به لتجنب الاختيارات الخاطئة والمكلفة بعد المشروع. غالبية الشركات المصنعة للرفوف المتصاعدة تستخدم الألمنيوم. إنه ليس خفيف الوزن فقط - وبالتالي يقلل من ضغط الوزن على السقف أو العمود أو نظام التتبع - ولكنه أيضًا مقاوم للتآكل وقوي ومتوافق مع إطارات الوحدات الشمسية للعديد من الشركات المصنعة التي يتم تصنيعها في الغالب من الألومنيوم.
يمكن أن يكون الخيار الآخر هو تركيب الهياكل المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ. على الرغم من أن رفوف الفولاذ المقاوم للصدأ قوية جدًا ومقاومة للتأثيرات البيئية مثل البرد والثلج والمطر وما إلى ذلك ويمكن أن تدوم لأعمار ، إلا أنها مع ذلك استثمار مكلف. رفوف التثبيت المصنوعة من الخشب رخيصة الثمن وسهلة العمل ، ولكنها ضعيفة في الاتساق ولا بد أن تفشل بسرعة خاصة في البيئات الرطبة. رفوف التثبيت المصنوعة من البلاستيك رخيصة أيضًا ، ولكنها ليست الخيار الأمثل من حيث الاستاتيكية والعمر. مثل رفوف التثبيت المصنوعة من الخشب ، قد تحترق
أو حتى تنكسر إذا كان الضغط على الألواح الشمسية (مثل الثلج) مرتفعًا جدًا. أخيرًا وليس آخرًا ، من السهل أيضًا العمل على رفوف التثبيت المصنوعة من الحديد وهي أغلى قليلاً من الرفوف الخشبية ، ولكنها سرعان ما تقع ضحية للتآكل ولا يوصى بها في البيئات الرطبة.
السلامة الهيكلية ذات أهمية قصوى. تمامًا مثل أي مكون آخر للمبنى ، يجب أن تكون الأنظمة الشمسية سليمة وآمنة من الناحية الهيكلية. يمكن أن تحدث العديد من المشاكل إذا كانت الأنظمة ذات جودة منخفضة أو سيئة التركيب. تلتزم صناعة الطاقة الشمسية بجلب منتجات وأنظمة رائعة إلى الأسواق الهندية والعالمية لتعزيز تطوير الطاقة الشمسية في جميع أنحاء العالم. إن دخول التقنيات والمنتجات المبتكرة في القطاع يمهد الطريق لمستقبل أنظف وأكثر اخضرارًا.