ما هي هياكل تركيب الألواح الشمسية الأرضية المصنوعة من الألومنيوم؟
هياكل تثبيت الألواح الشمسية الأرضية المصنوعة من الألومنيوم
ما هي هياكل تركيب الألواح الشمسية الأرضية المصنوعة من الألومنيوم؟
هياكل تثبيت الطاقة الشمسية الأرضية المصنوعة من الألومنيومأنظمة الرفوف مصممة من سبائك الألومنيوم عالية القوة (عادةًAL6005-T5) لدعم الألواح الكهروضوئية على الأراضي المفتوحة. على عكس أنظمة الأسطح، فإن هذهمثبتة على الأرض، مما يعني أنها مثبتة مباشرة في الأرض عبر الأساسات، مما يخلق مصفوفة شمسية قائمة بذاتها مستقلة عن أي هيكل بناء.
إنها بمثابة الهيكل العظمي لمزرعة الطاقة الشمسية، وهي مسؤولة عن:
- ارتفاع:رفع الألواح عن الأرض لتجنب الحطام والثلوج والفيضانات.
- الزاوية:إمالة الألواح إلى الزاوية المثلى (عادة ما تساوي خط عرض الموقع) لتحقيق أقصى قدر من التعرض لأشعة الشمس.
- مقاومة الحمل:مقاومة القوى البيئية مثل قص الرياح، وحمل الثلوج، والنشاط الزلزالي.
المكونات الرئيسية للنظام
إن قاعدة التثبيت الأرضية المصنوعة من الألومنيوم القياسي ليست مجرد كومة من المعدن؛ إنها نظام متكامل من الأجزاء:
عنصر | وظيفة | المادة الشائعة / المواصفات |
|---|---|---|
المؤسسات | يثبت النظام بأكمله في الأرض. | الركائز الحلزونية (الركائز اللولبية)، أو دعامات خرسانية، أو براغي أرضية. |
الأعمدة / الأرجل | دعامات رأسية مثبتة في الأساس. | AL6005-T5، وغالبًا ما تكون مزودة بألواح قاعدة قابلة للتعديل لتصحيح الارتفاع. |
العوارض الرئيسية (السكك الحديدية) | العناصر الأفقية أو المائلة التي تشكل سقف الهيكل. | قضبان AL6005-T5 المبثوقة (غالباً مع فتحات على شكل حرف T للمشابك). |
دعامات / مساند | الدعامات القطرية تشكل مثلثًا (أقوى شكل). | أنابيب ألومنيوم أو قنوات على شكل حرف C لمنع حركة الرفوف. |
مشابك الوحدة | قم بتثبيت الألواح الشمسية على القضبان. | مشابك متوسطة(بين اللوحات) ومشابك طرفية(عند حواف الصفوف). |
الأجهزة | جميع العناصر المتصلة. | الفولاذ المقاوم للصدأ 304/316البراغي والصواميل والحلقات (لمنع التآكل الجلفاني). |
لماذا نختار الألومنيوم بدلاً من الفولاذ المجلفن؟ (المزايا الأساسية)
في حين أن الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن شائع في المزارع الضخمة ذات النطاق الواسع، فإن الألومنيوم يوفر مزايا مميزة لمشاريع محددة.
1.مقاومة فائقة للتآكل (السبب الأول)
- الآلية:يشكّل الألومنيوم طبقة خاملة من أكسيد الألومنيوم فور تعرضه للهواء. وتُصلح هذه الطبقة نفسها ذاتياً في حال تعرضها للخدش.
- ضد الصلب:يعتمد الفولاذ المجلفن على طبقة من الزنك. إذا تضررت هذه الطبقة أثناء التركيب (على سبيل المثال، إذا تسبب سقوط مثقاب في تشقق الزنك)، فإن الفولاذ الموجود أسفلها سيتعرض للصدأ الشديد، خاصة في المناطق الساحلية أو الصناعية.
- الأفضل لـ: المناطق الساحلية (رذاذ الملح)، والأراضي الزراعية (الأمونيا المستخدمة في الأسمدة)، والمناطق ذات الرطوبة العالية.
2.خفيف الوزن بشكل جذري
- وزن الألومنيومأقل بنسبة 65% تقريباًمن الفولاذ ذي الحجم نفسه.
- تأثير:يؤدي ذلك إلى خفض تكاليف الشحن بشكل كبير. والأهم من ذلك، يمكن لفرق التركيبمكونات محمولة باليدالوصول إلى الميدان بدون رافعات أو رافعات شوكية، مما يقلل وقت العمل بنسبة 30-50%.
3.سرعة التثبيت ("التوصيل والتشغيل ")
- أنظمة الألمنيوم الحديثة هيمجمعة مسبقاًفي المصانع.
- يستخدمونوصلات مثبتة بمسامير(صواميل T-slot) بدلاً من الحاجة إلى اللحام في الموقع. عدم وجود لحام يعني عدم وجود تجليخ، ولا شرر، ولا فحوصات لمراقبة جودة اللحامات الضعيفة، ولا وقت للتصلب. يمكنك تركيب نظام بقدرة 10 كيلوواط في يوم واحد فقط بواسطة شخصين.
4.غير مغناطيسي وموصل للكهرباء
- ولأن الألومنيوم معدن غير حديدي، فإنه لا يتداخل مع الأجهزة الإلكترونية الحساسة. كما أن موصليته الطبيعية تبسط عملية التوصيل.التأريضفي كثير من الأحيان، يعمل قضيب الألمنيوم بأكمله كمسار أرضي مستمر عند ربطه بشكل صحيح، مما يقلل الحاجة إلى أسلاك نحاسية إضافية.
التصاميم الهيكلية الشائعة
تأتي حوامل التأريض المصنوعة من الألومنيوم بتكوينين أساسيين:
أ.ثابت الميل (الأكثر شيوعًا)
- يتم ضبط المصفوفة بزاوية ثابتة (على سبيل المثال، 20 درجة أو 30 درجة) على مدار السنة.
- بناء:عادةإطار على شكل حرف Aأوإطار على شكل حرف Vتصميم لتحقيق الاستقرار.
- الإيجابيات:بسيط، وأرخص سعر لكل واط، وموثوق للغاية.
- السلبيات:لا يمكن تتبع الشمس.
ب.إمالة قابلة للتعديل / إمالة موسمية
- مصمم بفتحات أو آلية سقاطة تسمح بتغيير زاوية الميل من 2 إلى 4 مرات في السنة (أكثر انحدارًا في الشتاء، وأكثر استواءً في الصيف).
- بناء:غالباً ما يستخدم مفصلاً مركزياً ودعامة قابلة للتعديل.
- الإيجابيات:يمكن تحقيق زيادة في إنتاج الطاقة السنوي بنسبة 5-15% مقارنة بالأنظمة ذات الميل الثابت في خطوط العرض العليا.
(ملاحظة: نادراً ما تُصنع أجهزة التتبع أحادية المحور الكاملة من الألومنيوم بسبب الإجهاد الالتوائي؛ وعادة ما تتطلب نوى فولاذية مع قضبان من الألومنيوم).
اعتبارات التركيب الأساسية
لضمان طول العمر، اتبع هذه القواعد:
- عمق الأساس هو الأهم:قوة الألومنيوم أقل من قوة الفولاذ (حوالي 70% من قوة خضوع الفولاذ). لذلك، يجب أن يكون الهيكلتم تدعيمها بشكل متكررينبغي أن تكون المسافة بين الركائز متحفظة (على سبيل المثال، بحد أقصى 8-10 أقدام بين المراكز مقابل 12+ قدم للصلب).
- منع التآكل الجلفاني:على الرغم من أن الهيكل مصنوع من الألومنيوم، فإنمسامير/ركائز الأساس غالباً ما تكون مصنوعة من الفولاذاستخدم دائمًاوسادات العزل (حلقات PTFE/EVA)بين عمود الألومنيوم ولوحة الركيزة الفولاذية. استخدم أيضًامسامير من الفولاذ المقاوم للصدأ (SS304/316)لا تقم أبدًا بتثبيت مسامير الفولاذ الكربوني المطلية بالزنك مباشرة في الألومنيوم.
- التحكم في عزم الدوران:تتلف خيوط الألومنيوم بسهولة. استخدم دائمًامفتاح عزم الدورانواتبع مواصفات الشركة المصنعة (عادةً 8-12 نيوتن متر لمسامير M8/M10). يؤدي الإفراط في الشد إلى تشقق طبقة الأكسيد وقد يتسبب في تعطل المسمار.
- أطراف التأريض:على الرغم من أن الألومنيوم موصل للكهرباء، إلا أن قوانين الكهرباء تتطلب وجود نظام كهربائي مخصص.طرف توصيل أرضي مدرج في قائمة ULملتصق بالسكك الحديدية، ومتصل بسلك نحاسي يتصل بقضيب التأريض الرئيسي.
متى يُفضل استخدام الألومنيوم مقابل الفولاذ
سيناريو المشروع | المواد الموصى بها | سبب |
|---|---|---|
مزرعة بقدرة 5 ميغاواط في صحراء أريزونا | الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن | الفولاذ أرخص عند استخدامه بكميات كبيرة؛ أما أحمال الرياح فهي شديدة. |
مزرعة بقدرة 200 كيلوواط على بعد 500 متر من المحيط | الألومنيوم | سيؤدي رذاذ الملح إلى تدمير الفولاذ المجلفن في أقل من 5 سنوات. |
موقف سيارات على سطح مستودع | الألومنيوم | تُعدّ حدود وزن السقف بالغة الأهمية؛ فالألومنيوم أخف وزناً. |
الطاقة الشمسية الزراعية (ألواح فوق المحاصيل/الماشية) | الألومنيوم | الأمونيا الناتجة عن الأسمدة/السماد العضوي مادة شديدة التآكل للزنك. |
موقع ناءٍ، لا يمكن الوصول إليه بواسطة رافعة | الألومنيوم | يفضل النقل اللوجستي بواسطة المروحيات/العربات استخدام المواد خفيفة الوزن. |
باختصار:اختر الألومنيوم لمقاومته للتآكل، ووزنه الخفيف، وسرعته العالية. اختر الفولاذ لأقصى مدى وأقل تكلفة للمواد الخام.