استراکچر نیروگاه خورشیدی

انواع استراکچر نیروگاه خورشیدی

به طور کلی، انواع استراکچر نیروگاه خورشیدی به دو دسته استراکچرهای زمینی و استراکچرهای سقفی، تقسیم‌بندی می‌شوند.

استراکچرهای زمینی

انواع ساختار پنل های خورشیدی روی زمین عبارت هستند از:

• ساختار سوار پایه
• ساختار پایه مرتفع
• ساختار تک پایه
• ساختار چند قطبی
• ساختار اسمارت فلاور

1. استراکچر زمینی سوار بر پایه

نحوه ساخت پنل خورشیدی سوار بر پایه بسیار ساده است و این نوع ساختار رایج ترین سازه های پنل خورشیدی نصب شده روی زمین هستند.

نحوه ساخت استراکچر پنل خورشیدی، شامل آماده سازی زمین برای حفاری، قرار دادن لوله های عمودی در خاک که توسط یک پایه بتنی احاطه شده است. سپس پنل ها بر روی پایه ها قرار داده می شود.

این نحوه ساخت استراکچر پنل خورشیدی مستلزم ارزیابی محل نصب و آنالیز ژئوتکنیکی خاک است تا مشخص شود که آیا به اندازه کافی برای نگهداری سازه نصب شده استحکام دارد یا خیر.

بسته به نوع خاک (سنگ بستر کریستالی، سنگ رسوبی، شن، ماسه و عوامل دیگر) فشار پی متفاوت خواهد بود. بنابراین، نوع خاک تعیین می‌کند که ساخت پایه پنل خورشیدی چه فونداسیونی از جمله بتنی، شمع مارپیچ یا پیچ های زمینی، برای ایجاد یک پایه محکم در محل داشته باشد.

2. استراکچر زمینی پایه مرتفع

اگر خاک برای حفاری یا گودبرداری جهت پایه پنل خورشیدی مناسب نیست، بهترین راه حل استفاده از سیستم پایه مرتفع است. این پایه پنل خورشیدی شامل یک بلوک بتنی از پیش ساخته شده است که به زمین متصل شده است. این سازه به طور گسترده در تاسیسات پنل خورشیدی مسکونی استفاده می‌شود.

3. استراکچر زمینی تک پایه مرتفع

مزیت این ساختار که نیازی به ایجاد فونداسیون پیچیده یا تسطیح زمین به طور گسترده نیست. (مرحله ضروری برای پایه های مرتفع) در عوض فقط یک تیر فولادی ساده با یک سکوی  بتنی بر روی زمین قرار می گیرد. این ساختار ساده به طور کلی پشتیبانی کافی از چندین پنل های خورشیدی را فراهم می کند. در برخی موارد به دلیل نامناسب بودن نوع خاک یا شرایط آب و هوایی شدید، تنظیمات خاصی لازم است.

4. استراکچر زمینی چند پایه مرتفع

این سازه‌ها بر اساس همان اصل ساختار تک‌پایه ساخته شده‌اند. تنها تفاوت این است که تمام پنل‌های خورشیدی در یک خط افقی قرار می گیرند ولی جدا نمی‌شوند. این بدان معنی است که پنل‌های خورشیدی را می‌توان به صورت افقی با پشتیبانی از لوله‌های عمودی اضافی به اندازه دلخواه گسترش داد.

مزیتی که این ساختار نسبت به سایر سیستم‌های نصب روی زمین دارد این است که این سازه‌ها امکان نصب سیستم‌های بزرگ‌تر با تغییر شیب زیاد و ساده‌تر را فراهم می‌کنند و تنها به یک تنظیم برای همه پانل‌ها نیاز دارند.

5. استراکچر زمینی اسمارت فلاور

در حال حاضر ساخت پایه پنل خورشیدی اسمارت فلاور بسیار جدید است و به تازگی وارد بازار شده است. این پنل های خورشیدی به عنوان SmartFlower  شناخته می‌شود. این سیستم اسمارت فلاور به شکل گل و دارای سلول‌های خورشیدی است و  هر روز صبح با طلوع خورشید، باز و در عصر بسته می‌شود.

مزیت این سیستم راندمان بالای آن است. به این صورت که یک ساختار 2.5 کیلوواتی SmartFlower برابر با یک سیستم معمولی 4 کیلوواتی روی زمین است. افزایش خروجی به این دلیل است که سلول های خورشیدی مجهز به یک سیستم ردیابی دو محوره هستند که زاویه شیب بهینه را برای به دست آوردن حداکثر تابش تضمین می‌کند.

نقطه ضعف این فناوری هزینه بالای آن است. نصب SmartFlower، بسیار ساده‌تر و سریع‌تر از سیستم‌های معمولی روی زمین است به طوری که نصب این سیستم‌ها، حدود 2 ساعت به طول می‌انجامد. دلیل این سرعت و سادگی این است که سلول‌های خورشیدی از قبل مونتاژ شده‌اند.

ویژگی های کلیدی

• استراکچر های زمینی بر خلاف استراکچر های سقفی به زاویه و ابعاد سقف محدود نیستند و میتواند در بهترین زاویه محل نصب تنظیم شوند .
• استراکچر های زمینی به دلیل گردش هوای بهتر در زیر پنل ها که به خنک نگه داشتن انها کمک میکند کارایی بالاتری دارند.
• تمیز کردن و نگهداری آسان تر در مقایسه با سیستم های پشت بام .

نکات

• نیازهای فضایی: آنها به فضای زمین قابل توجهی نیاز دارند که ممکن است برای همه املاک امکان پذیر نباشد.
• هزینه: به طور کلی، سیستم های نصب شده روی زمین به دلیل مواد اضافی و نیروی کار گران تر از نصب روی پشت بام هستند.
• شرایط خاک: زمین باید برای نصب ایمن سازه ها مناسب باشد.
• نصب: مستلزم نصب یک قاب یا تیرهای محکم به زمین است. سپس پنل ها بر روی این سازه ها نصب می شوند.

استراکچرهای سقفی

انواع استراکچر خورشیدی روی سقف عبارت هستند از:

• سیستم ریلی
• ساختار بدون ریل
• سیستم ریل مشترک
• سیستم قفسه بندی مرتفع

انواع استراکچر پنل خورشیدی سقفی را می‌توان روی سقف‌های شیب‌دار و بدون شیب نصب کرد که باید نوع نیاز خودتان و فضایی که در دسترس دارید و متناسب با بودجه ساختار مناسب را انتخاب کنید.

1. استراکچر سقفی ریلی

یکی از پرطرفدارترین انواع استراکچر پنل خورشیدی سیستم ریلی است. نحوه ساخت استراکچر پنل خورشیدی ریلی نسبتا ساده است. استراکچر یلی، رایج‌ترین سازه پنل خورشیدی روی سقف است. برای نصب این استراکچر، مجموعه‌ای از ریل‌ها روی پشت بام به یکدیگر متصل می‌شوند. سپس هر پنل خورشیدی از طریق مجموعه‌ای از گیره‌ها به ریل ها اتصال می‌یابد. ریل‌ها توسط پیچ به پشت بام محکم می‌شوند.

2. استراکچر سقفی بدون ریل

این نوع نصب مستقیماً از پیچ و مهره برای محکم کردن هر پانل روی سقف استفاده می‌کند و در نصب، هیچ‌گونه ریلی وجود ندارد. مزیت آن کاهش هزینه های ساخت و حمل و نقل است که باعث می شود نصب سریع‌تر انجام شود. پنل‌های خورشیدی را می‌توان به روشی که نصاب انتخاب می‌کند، قرار داد؛ زیرا در موقعیت پنل‌ها به دلیل نبود ریل‌ها محدود نیستند.

نقطه ضعف اصلی سیستم بدون ریل نصب پیچیده است و این امر مستلزم داشتن تجربه نصابان در اجرای سیستم های نصب بدون ریل است.

3. استراکچر سقفی ریل مشترک

این نوع سیستم نصب مانند سیستم ریلی عمل می‌کند و تفاوت در تعداد ریل‌های مورد نیاز برای نصب است. در حالی که سیستم‌های ریلی برای دو ردیف پنل خورشیدی در مجموع از چهار ریل استفاده می‌کنند، سیستم‌های ریل مشترک تنها از سه ریل بهره می‌برند؛ دو ریل در لبه‌ها و یکی در وسط که دو ردیف را به اشتراک می‌گذارد.

سیستم نصب ریل مشترک، هزینه‌ها و زمان نصب پنل خورشیدی را کاهش می‌دهد؛ زیرا دیگر به یک یا دو ریل و هم‌چنین گیره میانی و انتهایی نیازی نیست. این سیستم هم‌چنین سوراخ‌های کمتری را در سقف ایجاد می‌کند.

 

4. سیستم فتوولتائیک روی سقف مسطح

این سیستم از یک ساختار از قبل مونتاژ شده با مجموعه‌ای از بلوک‌های مرتفع تشکیل شده است که دارای شیب است و به عنوان تکیه‌گاه سیستم عمل می‌کند و در عین حال پنل‌ها و سیستم نصب را با استفاده از گیره متصل می‌کند.

مزیت نحوه ساخت استراکچر پنل خورشیدی فتوولتائیک، نصب سریع و آسان و عدم نیاز (یا  نیاز بسیار کم) به ایجاد سوراخ‌ روی سقف است. هم‌چنین این سیستم، انعطاف‌پذیری بین 5 تا 15 درجه برای تنظیم شیب ارائه می‌دهد.

ویژگی های کلیدی

• استراکچر های سقفی از فضای اضافه سقف ها استفاده میکنند و برای شهر های بزرگ که زمین خالی برای نیروگاه خورشیدی نیست گزینه مناسبی است .

نکات

• وضعیت سقف: سقف باید در شرایط خوبی باشد تا وزن اضافی و ساختار پانل های خورشیدی را تحمل کند.
• جهت گیری و شیب: جهت و زاویه شیب سقف بر کارایی پنل های خورشیدی تأثیر می گذارد.
• سایه‌زنی: درختان، ساختمان‌ها یا سایر موانع نزدیک می‌توانند کارایی سیستم را کاهش دهند.
  نصب و نگهداری
• نصب: شامل اتصال براکت های نصب به سقف، نصب ریل ها و ایمن سازی پنل های خورشیدی است. این فرآیند بسته به نوع سقف (به عنوان مثال، آسفالت، فلز، کاشی) متفاوت است
• نگهداری: تمیز کردن و بازرسی منظم برای اطمینان از عملکرد مطلوب ضروری است. سیستم های نصب شده روی سقف معمولاً تعمیر و نگهداری پایینی دارند.

نگهداری: تمیز کردن و بازرسی منظم برای اطمینان از عملکرد مطلوب ضروری است. سیستم های نصب شده روی سقف معمولاً تعمیر و نگهداری پایینی دارند.
سیستم های خورشیدی روی سقف یک راه عملی و کارآمد برای بهره برداری از انرژی خورشیدی هستند، به خصوص اگر فضای زمینی محدودی دارید. آنها مزایای متعددی از جمله صرفه جویی در انرژی و کاهش اثرات زیست محیطی را ارائه می دهند.

در دسته بندی دیگر استراکچر ها را می توان به چهار دسته زیر تقسیم بندی نمود:

• استراکچر ثابت
• استراکچر برای سطح شیب دار
• استراکچر با قابلیت تنظیم زاویه و ارتفاع
• استراکچر هوشمند

پایه پنل خورشیدی ثبات یا استراکچر ثابت 

این نوع استراکچر از پر کاربرد ترین نوع پایه پنل خورشیدی می باشد و به طور معمول یا بر اساس موقعیت مکانی و نوع پنل ها طراحی و ساخته می شود و یا به صورت آماده برای پنل های رنج ۵ تا ۲۵۵ وات با زاویه بین ۳۰ تا ۴۵ درجه ساخته می شود. جنس این نوع استراکچر ها از نوع آهن با روکش گالوانیزه گرم و یا آلمینیوم می باشد و در برخی موارد از آهن بدون روکش نیز برای ساخت آن استفاده می شود.

به طور معمول این استراکچر ها برای نیروگاه خورشیدی بر اساس استاندارد های مشخص از قبیل استاندارد های مقاومت در برابر رطوبت، وزش باد و ضربه طراحی و ساخته می شود. همچنین استراکچر نیروگاه خورشیدی به طور معمول از دو ردیف تشکیل شده که بتوان بر روی هر کدام از آن ها تعداد بیشتری از پنل ها را قرار داد.

پایه پنل خورشیدی قابل تنظیم یا استراکچر قابل تنظیم 

این نوع از استراکچر به نسبت استراکچر های ثابت و سطح شیب دار دارای قیمت بالاتری می باشد. به طور معمول این نوع استراکچر قابل حمل بوده و به کاربر این امکان را می دهد تا پکیج خورشیدی را به سرعت نصب و جابه جا کند. عموما ساختار آن ها از نبشی های گالوانیزه و آلمینیومی ساخته می شود و در برخی از موارد فرم رادار را به خود می گیرند که در این حالت زاویه آن ها نتنها نسبت به سطح قرار گرفته بلکه حول محور اصلی نیز تنظیم می شود.
از این استراکچر ها در نیروگاه خورشیدی هرگز استفاده نمی شود زیرا وقت و هزینه زیای برای تنظیم کل نیروگاه هدر می رود.

پایه پنل خورشیدی هوشمند یا استراکچر هوشمند 

این نوع از استراکچر ها نتنها فقط مخصوص نیروگاه خورشیدی بلکه فقط مخصوص نیروگاه خورشیدی بیش از ۵۰۰ کیلووات می باشند. این نوع پایه پنل خورشیدی از تعدادی سنسور، موتور و یک سیستم کنترل تشکیل شده و زاویه آن نسبت به محور خودش قابل تغییر است. به این صورت که سنسور نور خورشید را اندازه گیری کرده و سپس سیستم کنترل با تغییر زاویه استراکچر و پنل های خورشیدی به کمک موتور های مخصوص، پنل را در تمامی ساعات دقیقا زیر نور خورشید قرار داده و باعث می شود راندمان سیستم تا حد قابل قبولی افزایش پیدا کند.
به این نوع از پایه پنل خورشیدی، استراکچر دنبال کننده نور خورشیدی نیز گفته می شود.

پایه پنل خورشیدی برای سطح شیب دار یا استراکچر سطح شیب دار 

این نوع از استراکچر نیز مانند پایه پنل خورشیدی ثابت می باشد با این تفاوت که یا از پایه کوتاه درست شده یا در کل بدون پایه است و به طور کلی برای نصب پنل خورشیدی بر روی سطح شیب دار استفاده می شود. به طور معمول از این نوع استراکچر در نیروگاه خورشیدی استفاده نمی شود و فقط مخصوص پکیج های مجزا از شبکه می باشد.