تصميم الهياكل الكهروضوئية: كيف يتم تصميم أنظمة تركيب الخلايا الكهروضوئية على أسطح المنازل، وعلى الأرض، وعلى الأعمدة؟

تصميم نظام تركيب الخلايا الكهروضوئية

بناءً على تصميم سعة نظام توليد الطاقة الكهروضوئية، وعدد وحجم الوحدات الكهروضوئية، وزاوية الميل المثلى للمصفوفة، وموقع وطريقة تركيب الوحدات الكهروضوئية، يتم اختيار وتصميم نظام تركيب الألواح الكهروضوئية. يتطلب تصميم أنظمة تركيب الألواح الكهروضوئية أن تكون متينة وموثوقة، وأن تراعي بشكل كامل عوامل مثل قدرة تحمل الأحمال، ومقاومة الرياح، ومقاومة الزلازل، ومقاومة التآكل.

1. تصميم نظام تركيب الألواح الكهروضوئية على أسطح المنازل

تصميم أنظمة تركيب الخلايا الكهروضوئية على أسطح المنازل ينبغي تصميم نظام التثبيت بما يتناسب مع مختلف أنواع أسطح المنازل. ففي حالة الأسطح المائلة، يمكن تصميم نظام تثبيت موازٍ لميل السطح، بارتفاع 10 سم تقريبًا فوق سطح السقف لتسهيل التهوية وتبديد الحرارة من الألواح الكهروضوئية. وبدلاً من ذلك، يمكن تصميم نظام تثبيت بزاوية ميل للسقف، بحيث يكون الجزء الأمامي منخفضًا والجزء الخلفي مرتفعًا، لزيادة الطاقة الشمسية التي تستقبلها الألواح الكهروضوئية إلى أقصى حد. أما الأسطح المستوية، فتتطلب عمومًا نظام تثبيت مثلث الشكل، حيث تكون زاوية ميل سطح التثبيت هي زاوية الميل المثلى لاستقبال الطاقة الشمسية من الألواح الكهروضوئية.

2. الخلايا الكهروضوئية المثبتة على الأرض تصميم نظام تركيب المصفوفة

يمكن تقسيم أنظمة تركيب مصفوفات الخلايا الكهروضوئية الأرضية إلى أنواع ثابتة، وقابلة للتعديل، وذاتية التتبع. يجب أن تتمتع حوامل الخلايا الكهروضوئية الأرضية بقوة كافية لتحمل الأحمال الساكنة (مثل وزن الثلج) والأحمال الديناميكية (مثل الأعاصير)، مما يضمن تركيبًا آمنًا وموثوقًا للمصفوفة. يجب أن يكون الاتصال بين الوحدات والحوامل، وبين الحوامل والأساس، محكمًا وقادرًا على تحمل رياح تصل سرعتها إلى 120 كم/ساعة (33.3 م/ث) دون تلف. يجب ألا تقل المسافة الدنيا بين الحافة السفلية للوحدات والأرض عن 0.5 متر، مع مراعاة العوامل التالية: ① أقصى عمق للثلوج في المنطقة؛ ② ارتفاع أعلى من مستوى الفيضان المحلي؛ ③ منع تناثر الطين والرمل على سطح وحدات الخلايا الكهروضوئية أثناء هطول الأمطار؛ ④ منع تلفها من الحيوانات الصغيرة.

3. تصميم الأقواس المثبتة على الأعمدة

تصميم حوامل التثبيت على الأعمدة: تُستخدم حوامل التثبيت على الأعمدة بشكل عام في مختلف أنواع أعمدة إنارة الشوارع الشمسية، وأعمدة إنارة الساحات، وأنظمة تزويد كاميرات الطرق السريعة بالطاقة الشمسية. يتطلب التصميم معرفة أبعاد طول وعرض وحدات الخلايا الشمسية، وموقع وتباعد فتحات التثبيت على ظهر الوحدات، وفهم زاوية الميل المثلى لوحدات الخلايا الشمسية في موقع الاستخدام، أو زاوية ميل مثلى معدلة يتم تحديدها في تصميم النظام. عند تصميم الحامل، يمكن تصميمه حسب الحاجة، بزاوية ميل ثابتة، أو زاوية سمت قابلة للتعديل، أو كليهما.