تتميز الأنواع المختلفة من الشرفات بخصائصها الهيكلية الخاصة، والتي تحدد بشكل مباشر طريقة التثبيت وشكل التثبيت لنظام تركيب الطاقة الشمسية. تشمل أنواع الشرفات الشائعة أنواع الشرفات الكابولية وشبه المغلقة والمغلقة والقائمة على الأرض. تعتمد القدرة الحاملة للشرفات الكابولية بشكل أساسي على هيكل الجدار والحزم. عند تثبيت الحامل، من الضروري التركيز على توزيع الوزن وحمل الرياح. قد تحتوي الشرفات المغلقة أو شبه المغلقة على جدران كنقاط دعم إضافية، وهو أمر مناسب لإعداد الأقواس المثبتة على الحائط. تعتبر الشرفات الأرضية مستقرة نسبيًا ويمكنها استيعاب أقواس أكبر أو حتى أنظمة تتبع صغيرة.
| نوع الشرفة | الوصف | القدرة على التكيف مع تركيب القوس |
| ناتئ | لا يوجد دعم أقل، ممتد بواسطة الحزم فقط | يتطلب أقواس خفيفة الوزن لتجنب التحميل الزائد أو الحمل غير المتوازن |
| مغلق | محاطة بثلاثة جدران | يمكن استخدام الأقواس المثبتة على الحائط أو المدعومة بالأرضية |
| شبه مغلق | مغلقة جزئيا ومستقرة نسبيا | مناسبة للدعم المختلط مع الأعمدة والجدران |
| مدعومة بالأرض | مدعوم من الأرض، وهيكل مستقر | خيارات قوس مرنة، مناسبة للأنظمة الأكبر حجمًا |
يمكن تقسيم الأقواس الشمسية للشرفة إلى هياكل مائلة ورأسية وقابلة للتعديل وهياكل أخرى. يجب تحديد توافقها مع مساحة الشرفة وقيود الارتفاع والاتجاه. إذا كانت الشرفة مسدودة بشدة، فيمكن اختيار قوس عمودي لزيادة زاوية اللوحة؛ إذا كانت المساحة ضيقة، فيجب تخصيص حامل مثبت على الحائط لتوفير مساحة الأرضية. توفر بعض الأقواس أيضًا آليات ضبط دقيقة يمكنها ضبط الزاوية وفقًا للموسم أو تغيرات الضوء لتحسين كفاءة الطاقة الكهروضوئية.
مواد الدعامة هي بشكل أساسي سبائك الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المجلفن بالغمس الساخن. هيكل سبائك الألومنيوم خفيف ومناسب للشرفات الكابولية الحساسة للأحمال. يعد الفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المجلفن بالغمس الساخن أكثر ملاءمة لهياكل الشرفات ذات قدرة التحمل القوية. تعتبر المعالجة المضادة للتآكل السطحي مهمة جدًا لأنظمة الشرفات في الهواء الطلق، والتي يمكن أن تطيل عمر خدمة النظام وتقلل من مخاطر تلف هيكل الجدار.
| نوع المادة | الميزات الرئيسية | نوع الشرفة المناسب |
| سبائك الألومنيوم | خفيفة الوزن، ومقاومة للتآكل، وسهلة التركيب | ناتئ, enclosed, small-scale systems |
| الفولاذ المقاوم للصدأ | قوة عالية، مقاومة قوية للطقس | مدعومة بالأرض, semi-enclosed |
| الصلب المجلفن بالغمس الساخن | تكلفة معتدلة، هيكل مستقر | مدعومة بالأرض, large balconies |
تشمل طرق تركيب أقواس الشرفة الشمسية مسامير التمدد، والتثبيت الكيميائي، وتثبيت المشبك، ولحام الأجزاء المدمجة، وما إلى ذلك. بالنسبة للمساكن القائمة، يتم استخدام طرق تثبيت المشبك غير المدمرة في كثير من الأحيان لتجنب إتلاف هيكل الشرفة. إذا تم بناء مبنى جديد، يمكن حجز نقاط التثبيت أثناء التصميم الهيكلي لتحسين قدرة التحمل وسلامة نظام التثبيت الشامل. يساعد الجمع المرن بين طرق التثبيت المختلفة على التكيف مع الاختلافات المختلفة في هيكل المبنى.
نظرًا لقدرة التحمل المحدودة لهيكل الشرفة نفسه، خاصة في الهياكل الكابولية، يلزم إجراء تحليل دقيق للحمل الهيكلي لتركيب الأقواس الشمسية. يجب تضمين الأحمال الثابتة (وزن المكونات، ووزن الدعامة)، وأحمال الرياح، وأحمال الثلوج، وما إلى ذلك في نطاق التقييم. ستقدم بعض الشركات المصنعة المحترفة تقارير اختبار الحمل المقابلة وخطط توجيه التثبيت عند تصميم أنظمة تركيب الشرفة.
| نوع التحميل | الوصف | التركيز على التقييم |
| تحميل ثابت | وزن الألواح الشمسية والأقواس | ما إذا كان يتجاوز السعة التحميلية للشرفة |
| حمل الرياح | الضغط الجانبي الناتج عن الرياح القوية على النظام | ارتفاع درابزين الشرفة، المنطقة المواجهة للرياح |
| تحميل الثلج | تراكم الثلوج يؤثر على العبء الهيكلي | زاوية ميل اللوحة والقدرة على تساقط الثلوج |
نجحت بعض المجتمعات السكنية والمباني السكنية في تركيب أنظمة تركيب الطاقة الشمسية على هياكل الشرفات المختلفة. على سبيل المثال، يتم استخدام دعامة من سبائك الألومنيوم مثبتة على الحائط في الشرفة المواجهة للجنوب، ويمكن لكل أسرة أن تنتج جهازًا كهروضوئيًا صغيرًا بقدرة 200 واط لإضاءة LED؛ وفي شرفة مستقلة أخرى، يتم استخدام مكون تركيب قوس زاوية قابل للتعديل من نوع العمود لتوفير دعم الطاقة لنظام تخزين الطاقة. تظهر التطبيقات الفعلية أنه من خلال الاختيار الهيكلي المناسب وتصميم التركيب، يمكن تكييف نظام الشرفة مع معظم أنواع الشرفات الشائعة.
ال نظام تركيب الطاقة الشمسية للشرفة يتميز بالمرونة في التصميم والمواد وطرق التثبيت والتحكم في الحمل، مما يجعله يتمتع بقدرة قوية على التكيف مع هيكل الشرفة. سواء كانت شرفة ناتئة أو قائمة على الأرض أو شرفة مغلقة، طالما تم تخطيطها بشكل معقول مع ظروف محددة، يمكن استخدام معظم أنواع الشرفات كمنصة قابلة للاستخدام للأنظمة الكهروضوئية الموزعة. في عملية تعزيز الطاقة الخضراء، سيصبح استخدام مساحة الشرفة أحد اتجاهات التطوير الفني المهمة.