استراکچر پنل خورشیدی

استراکچر پنل خورشیدی از اجزای حیاتی است که کارایی یک سیستم انرژی خورشیدی را در کاربردهای شهری و پشت بام تضمین می کنند.

پنل های خورشیدی زمانی که در معرض نور مستقیم خورشید قرار می گیرند بهترین عملکرد را دارند. برای اینکه این اتفاق بیفتد، ماژول ها در زاویه ای رو به جنوب نصب می شوند. اینجاست که استراکچرهای پنل خورشیدی وارد عمل می شوند.

این چارچوب ها به پنل ها اجازه می دهد تا به راحتی در زاویه مناسب قرار بگیرند و به حداکثر رساندن تولید انرژی کمک می کند.

انواع استراکچر پنل خورشیدی

از آنجایی که استراکچر پنل خورشیدی بر تولید کلی، کارایی و دوام سیستم تأثیر می گذارد، انتخاب مناسب، متناسب با نیازهای شما بسیار مهم است. همچنین اطمینان از پایداری سازه و مقاومت در برابر باد، تگرگ، باران، برف و حتی زلزله‌های متوسط ​​نیز ضروری است.

یکی از مهم ترین تجهیزات زیر ساختی استراکچر آرایه های فتوولتاییک می باشد زیرا استحکام، ماندگاری و نیز دقت زاویه از سطح زمین در سیستم های فتوولتاییک بسیار مهم می باشد.

استراکچر های نیروگاه خورشیدی به دو دسته ثابت و متحرک ( ردیاب خورشیدی ) تقسیم می شود.

در بازار فروش تجهیزات برق خورشیدی، انواع مختلفی از سازه های نگهدارنده پنل وجود دارد که معمولا با توجه به شکل طراحی ، جنس استراکچر پنل خورشیدی و نوع کاربری ، متفاوت هستند. همچنین نوع طراحی و ساخت و همچنین مقاومت آن در برابر بارهای ساکن و دینامیک از پارامترهای اساسی در اجرای نیروگاه خورشیدی می باشد.

اما بصورت گسترده سازه‌ها، یا ثابت اند و یا با پایه نگهدارنده متغیر نصب می‌شوند.

انواع سازه استراکچر پنل خورشیدی

1.استراکچر‌ پنل خورشیدی ثابت

در این مدل تنها یک بار امکان انتخاب زاویه وجود دارد به همین دلیل در مدل های مستقل از شبکه که هیچ گونه پشتیبانی برای مصرف کننده وجود ندارد ، زاویه نصب پنل ها با توجه به بدترین روز سال (کم ترین ارتفاع خورشید) تعیین می شود تا کاربر در هیچ کدام از روزهای سال با مشکل کمبود برق مواجه نشود.

مزایای استراکچر ثابت

1. نصب بسيار آسان
2. سبک و حمل آسان استراکچر پنل خورشیدی
3. قيمت مناسب و رقابتی
4. ساخته شده از پروفيل های آلومنيومی
5. طول عمر بالا
6. دارای قابليت تنظيم ساده زاويه پنل با سطح زمين باتوجه به چهار فصل و انرژی توليدی سالانه ماگزيمم
   و برای استراکچرهای ثابت نيروگاهی به:
7. ارتباط با شرکت مشاور و مهندسي در آلمان
8. طراحی پايه ها براساس دانش روز دنيا و … نيز اشاره کرد.

نحوه نصب استراکچر پنل خورشیدی ثابت

استراکچر افقی

در بیشتر موارد استراکچر پنل خورشیدی ثابت را به صورت افقی نصب می کنیم تا کمتر در معرض باد باشد.

استراکچر را طبق مراحل ذیل آماده می کنیم:

1- طول و عرض پنل را دقیق اندازه گیری می کنیم.

طول پنل = LP     عرض پنل = Wp

2- قاب دور پنل را صورت نبشی درست می کنیم، دقت کنید که به طول و عرض پنل یک سانتی متر برای بادخور اضافه می کنیم. همچنین قاب داراری 4 زاویه 90 درجه یا کامل گونیا باشد.

3- دو عدد نبشی برای پایه جلو به طول 10 تا 20 سانتی متر برش می زنیم. پایه جلو استراکچر = Ff

4- دو سری پایه برای پشت و کف استراکچر پنل خورشیدی طبق فرمول زیر محاسبه می کنیم و برش می زنیم.

پایه پشت = Fb

Fb=wp* sinα+Ff

ضلع کفی استراکچر = B

B=Wp*cosα

5- یک ضلع برای طول پنل + یک سانتی متر برای مهار پایه های پشت در پائین پایه ها به هم جوش می دهیم.

به عنوان مثال :

یک پنل 330w با ابعاد 198*22 داریم. یک استراکچر افقی مود نیاز است.یک قاب با نبشی به ابعاد 198+1 و 99+1 به صورت کاملا گونیا درست می کنیم.

α=33º

lp=198

Wp=99

باید جلوی استراکچر پنل خورشیدی را 15 سانتی متر در نظر بگیریم.

Ff=15cm

پایه پشت Fb=wp*sin33º+Ff= 99*0.544+15=69.84cm

ضلع کفی استراکچر B=wp*cosα=99*0.838=83cm

استراکچر عمودی

در مواردی که محدودیت فضا دارید می توانید پنل ها را به صورت عمودی نصب کنید. ولی در این مورد باید برای پنل های بالای 200 وات از نبشی 4 استفاده کرد.

1- اندازه گیری پنل

WP عرض پنل                         LP طول پنل

2- قاب دور پنل : قاب دور پنل را با یک سانت بادخور مانند استراکچر افقی با زاویه 90 درجه درست می کنیم.

3- 2 عدد پایه جلو به طول 10 تا 20 سانتی متر در نظر می گیریم. (Ff پایه جلوی استراکچر)

4- 2 سری پایه پشت و ضلع کف استراکچر طبق فرمول زیر محاسبه و برش می زنیم.

پایه پشت Fb=LP*SINα+Ff

ضلع کفی استراکچر B=LP*COSα

5- یک ضلع برابر با عرض پنل + یک سانتی متر برای مهار پایه های پشت در پائین پایه ها جوش می دهیم.

2.استراکچر پنل خورشیدی با پایه نگهدارنده متغیر

استراکچر پنل خورشیدی زاویه متغیر ، با توجه به شرکت مبدا دارای تنوع گسترده ای در طراحی هستند.که قابلیت تامین تعداد بیشتری از زوایا را ایجاد می کنند. نوع رایج آن دارای سه یا چهار زاویه (قابل تنظیم برای هر فصل) بوده اما در مدل های پیشرفته تر امکان تغییر زاویه بین 0 تا 180 درجه به صورت پیوسته می باشد.

3.استراکچر‌های دو فصل

این سازه‌ها نیز مانند سازه‌های ثابت طراحی می‌شود، اما در این مدل قابلیت تغییر زاویه دستی برای نیمه اول سال و نیمه دوم سال با توجه به زاویه مناسب قابلیت تغییر دارد.

 4.استراکچر‌های چهار فصل

طراحی این استراکچر پنل خورشیدی بر اساس زاویه مناسب ۴ فصل بهار، تابستان، پاییز و زمستان بوده و بصورت دستی قابلیت تغییر دارند.

5. پایه‌های دنبال کننده خورشید (ترکر خورشیدی):

این روش خود به دو حالت تک محوره و دو محوره انجام می‌پذیرد. در حالت تک محوره حرکت افقی و از شرق به غرب می باشد، ولی در حالت دو محوره حرکت علاوه بر شرق به غرب، بصورت بالا به پایین نیز انجام می‌پذیرد.

بدین صورت که در هر زمان بهترین حالت قرارگیری صفحات خورشیدی محاسبه شده و استراکچر‌ پنل خورشیدی بسته به محور قابل تغییر آن ، به صورت اتوماتیک در بهترین موقعیت، قرار می‌گیرد.

 استراکچر‌های دنبال کننده خورشید تک محوره

این سازه‌ها به صورت شرقی-غربی نور خورشید را دنبال می‌کنند و افزایش ۱۵ الی ۲۰ درصدی راندمان نیروگاهی را در پی دارد.

6.استراکچر‌های دنبال کننده خورشید دو محوره

این نوع ترکر‌ها به صورت شمالی- جنوبی و شرقی- غربی نور خورشید را دنبال می‌کنند و موجب افزایش ۲۰ الی ۳۰ درصدی راندمان نیروگاهی می‌شود. معمولا استراکچر‌ پنل خورشیدی در قالب موارد فوق با ظاهر‌های گوناگون بر اساس تعداد پنل‌های خورشیدی طراحی می‌شوند.

مشخصات فنی و عمومی استراکچر های خورشیدی

مشخصات استراکچر پنل خورشیدی به شرح زیر می باشد:

۱– توانایی مقاومت استراکچر در برابر سرعت باد:

سازه خورشیدی می بایست متناسب و مقام در برابر سرعت باد محل نصب باشند.

۲– مواد استراکچر یا سازه:

فولاد گالوانیزه گرم با حداقل ضخامت گالوانیزه شده مطابق با استاندارد و یا آلیاژ آلومینیوم

۳– پیچ و مهره ها، واشرها، بست ها، کلمپ ها یا گیره های نصب پنل:

از جنس استیل ضد زنگ ۳۰۴SS

۴- نصب و چیدمان استراکچر پنل خورشیدی برای پشت بام های سطح صاف با ساختار بتن مسلح

۵– نصب و چیدمان برای پشت بام های پوشیده شده یا ورق فلزی:

نصب مستقیم بر روی ورق فلزی با اطمینان از پایداری و مقاومت در برابر وزش باد یا با نفوذ در ورقه فلزی پشت بام.

البته با اطمینان از ضد آب باقی ماندن ورق های فلزی پشت بام و استراکچر و پایداری و مقاومت در برابر وزش باد

۶– نصب و چیدمان برای سازه های بلند:

استراکچر های خورشیدی بلند باید توسط لنگرهایی به سطح مناسب متصل و محکم شوند. پایه های بتنی با وزن و عمق مناسب برای سازه های بلند باید به طور مستقیم در زمین کار گذاشته شوند. این سازه ها باید توسط بولت لنگری شکل (anchor bolts) به سطح پشت بام از نوع RCC ساختمان متصل گردند.

۷– نصب و چیدمان استراکچر بر روی سطح زمین:

با استفاده از بلوک های بتنی آماده و پیش ساخته، و در زمین مناسب به طوری که سیستم استراکچر نصب شده از آسیب های ناشی از آب، حیوانات و سایر فاکتورهای محیطی در امان باشد.

۸– نصب استراکچر :

استراکچر پنل خورشیدی باید به گونه ای طراحی شود تا امکان نصب ساده و آسان آن در سایت فراهم گردد و نیازی به جوشکاری و یا یک ماشین پیچیده برای نصب در سایت نداشته باشد.

۹– حداقل فاصله بین لبه پرتگاه پشت بام و استراکچر نصب: ۶۰ سانتی متر

۱۰– دسترسی برای تمیز کردن پنل و تعمیر و نگهداری:

تمامی پنل های فتوولتائیک باید به گونه ای نصب گردند که تمیز نمودن قسمت های بالا و پایین پنل و همچنین جعبه اتصالات پنل ها امکان پذیر باشد.

۱۱– زاویه شیب پنل ( استراکچر) :

پنل ها در کشور ایران در جهت شمالی جنوبی نصب می گردند به طوری که صفحه رو به روی پنل می بایست به سمت جنوب و رو به خورشید باشد. زاویه نصب پنل به وسیله استراکچر پنل خورشیدی نیز تابعی از عرض جغرافیایی منطقه و قابل محاسبه می باشد.

پنل های خورشیدی باید به گونه ای نصب گردند که امکان تمیز نمودن آنها با کمترین خطر و هزینه امکان پذیر باشد.