ما هي التعريفات الأساسية لأنظمة التثبيت الكهروضوئية الأرضية وخصائص تصميمها الهيكلي؟

التعريف الأساسي لنظام التثبيت الضوئي الأرضي

ال نظام التثبيت الضوئي الأرضي هو نظام هيكلي مصمم خصيصًا للألواح الكهروضوئية المثبتة على الأرض (الطاقة الشمسية). تتمثل وظيفتها الرئيسية في توفير منصة دعم مستقرة للتأكد من أن الألواح الشمسية يمكن أن تتلقى أشعة الشمس بزاوية واتجاه وموضع مناسبة على الأرض ، وبالتالي تحويل الطاقة الشمسية بشكل فعال إلى الطاقة الكهربائية. عادةً ما تستخدم أنظمة التثبيت الكهروضوئية الأرضية في محطات الطاقة الشمسية الكبيرة ، وخاصة في المناطق المفتوحة أو الأراضي الزراعية أو الأراضي القاحلة ، لتوفير محلول تركيب ضوئي لا يعتمد على المباني.

لا يحتاج نظام الدعم هذا إلى إمكانيات دعم قوية فحسب ، بل يحتاج أيضًا إلى وجود متانة ومقاومة للرياح والضغط الثلجي ، لأنه عادة ما يتعرض في الهواء الطلق ويواجه اختبار مختلف الطقس القاسي. يجب تعديل تصميم وتركيب الدعم وفقًا للمناخ المحلي والظروف الجيولوجية واحتياجات الألواح الكهروضوئية لضمان تشغيل النظام المستقر على المدى الطويل.

ميزات التصميم الهيكلي لأنظمة التثبيت الكهروضوئية الأرضية

يحتاج التصميم الهيكلي لنظام التثبيت الكهروضوئي الأرضي إلى تلبية متطلبات متعددة ، بما في ذلك قدرة الحمل ، والاستقرار ، ومقاومة الرياح ، ومقاومة التآكل ، وما إلى ذلك.

الاستقرار وقدرة الحمل للدعم

إن متطلبات التصميم الأساسية لنظام التثبيت الكهروضوئي الأرضي هو ضمان الاستقرار وقدرة الحمل الكافية. يجب أن يتحمل الدعم وزن المكونات مثل الألواح الشمسية والمحاكمات والبطاريات ، في حين تحمل الضغط من البيئات الخارجية مثل الرياح والثلوج والمطر. عادةً ما يكون بنية الدعم مصنوعة من مواد مثل الصلب أو سبائك الألومنيوم أو الصلب المجلفن ، والتي لها مقاومة تآكل قوية وقدرة على الحمل.

من أجل ضمان استقرار الدعم ، يجب أيضًا النظر في نوع التربة الأرضية والحمل أثناء التصميم. قد يعتمد تصميم مؤسسة الدعم طرقًا مختلفة ، مثل الأكوام المسمار المدفونة تحت الأرض أو الأسس الخرسانية ، والتي تحتاج إلى اختيار وفقًا للظروف الجيولوجية.

المرونة في ضبط الزوايا والاتجاهات

من أجل زيادة فوائد توليد الطاقة الشمسية ، يجب أن يسمح تصميم نظام التثبيت الكهروضوئي الأرضي للوحة الكهروضوئية بضبط الزاوية للتكيف مع المواسم المختلفة والمواقع الجغرافية. عوامل مثل زوايا أشعة الشمس والتغيرات الموسمية في المناطق المختلفة لها تأثير كبير على كفاءة توليد الطاقة للألواح الكهروضوئية. لذلك ، يتم تصميم نظام الدعم عادةً كهيكل قابل للتعديل لضبط زاوية الميل للوحة بشكل مرن وفقًا للتغيرات في أشعة الشمس.

عادة ما تكون هناك طريقتان لضبط الزاوية: الزاوية الثابتة والزاوية القابلة للتعديل. تحدد أنظمة أقواس الزاوية الثابتة زاوية مثالية عند تصميمها ، وهي مناسبة للمناطق التي لا تتطلب تعديلات متكررة ؛ في حين أن أنظمة قوسين الزاوية القابلة للتعديل عادة ما تستخدم الأجهزة الميكانيكية أو الكهربائية لضبط زاوية اللوحة الكهروضوئية بشكل مرن وفقًا للظروف الموسمية أو المناخية.

مقاومة ضغط الرياح والثلوج

عند تصميم نظام قوس الكهروضوئي الأرضي ، يجب أن تؤخذ في الاعتبار سرعة الرياح وتساقط الثلوج في المنطقة التي توجد فيها. على سبيل المثال ، في المناطق ذات الرياح القوية ، يجب أن يكون للقوس مقاومة أعلى للرياح لمنع اللوحة الكهروضوئية من الانفجار أو التالف بسبب رياح قوية. من أجل تعزيز مقاومة الرياح ، عادة ما يتم توسيع قاعدة الدعامة أو يتم استخدام المزيد من نقاط الدعم الثابتة لضمان استقرار النظام.

في المناطق الباردة ، يحتاج نظام الأقواس أيضًا إلى النظر في ضغط تراكم الثلوج لتجنب تشوه القوس أو تلف اللوحة بسبب وزن الثلج المفرط. لذلك ، يحتاج تصميم القوس إلى أن يكون له قوة كافية لتحمل ضغط الثلج ، ويجب تطهير الثلج بانتظام لضمان التشغيل الطبيعي للنظام.

مقاومة التآكل ومقاومة الطقس

نظرًا لأن نظام الأقواس الكهروضوئية الأرضية يتعرض للهواء الطلق لفترة طويلة ، فإن مقاومة التآكل ومقاومة الطقس للقوس هي اعتبارات مهمة في تصميمها. عادةً ما يتم اختيار مادة نظام الأقواس من مواد ذات مقاومة تآكل قوية ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ ، أو سبيكة الفولاذ المجلفن الساخن أو الألومنيوم. يمكن أن تمنع هذه المواد بشكل فعال التآكل في البيئات القاسية مثل الرطوبة ، والملحي ألكالي ، ودرجة حرارة عالية ، وتمديد عمر خدمة النظام.

عادةً ما يتم التعامل مع الطلاء السطحي للقوس بالمعالجة المضادة للتآكل لزيادة تعزيز المقاومة المضادة للأكسدة في النظام ومقاومة الأشعة فوق البنفسجية للتعرض على المدى الطويل للإشعاع الشمسي.

التصميم المعياري وسهولة التثبيت

تتبنى معظم أنظمة الأقواس الكهروضوئية الأرضية الحديثة تصميمًا معياريًا ، مما يجعل تركيب النظام أسهل وأسرع. يتيح التصميم المعياري أن تكون مكونات القوس موحدة بشكل موحد للإنتاج ، وتصبح النقل والتركيب أكثر كفاءة. يحتاج المثبتون فقط إلى تجميع وإصلاح مكونات الأقواس المسبقة المسبقة وفقًا لبعض الخطوات ، مما يقلل من التعقيد واستهلاك الوقت للبناء في الموقع.

التصميم المعياري يسهل أيضًا الصيانة والاستبدال لاحقًا. إذا فشل مكون ما أو يحتاج إلى إصلاح ، فسيحتاج فقط إلى استبدال الجزء دون التأثير على تشغيل النظام بأكمله.

توفير موارد الأراضي وتحسين استخدام الأراضي

في تصميم أنظمة الأقواس الكهروضوئية الأرضية ، يجب أيضًا النظر في الاستخدام العقلاني لموارد الأراضي. على سبيل المثال ، تستخدم بعض أنظمة الأقواس الكهروضوئية الأرضية طريقة "تثبيت الفاصل الزمني" ، بحيث يكون هناك فاصل زمني مناسب بين كل وحدة من الكهروضوئية ، والتي لا يمكنها فقط ضمان كفاءة توليد الطاقة في الألواح الكهروضوئية ، ولكن أيضًا ضمان مساحة للاستخدامات الأخرى على الأرض ، مثل الزراعة الزراعية وزراعة الماشية. تجمع بعض الأنظمة بين الأقواس الكهروضوئية مع الزراعة لتطوير نموذج "التكامل الكهروضوئي الزراعي" لتحقيق الاستخدام الفعال لموارد الأراضي.

تصميم تصريف فعال

يجب أيضًا مراعاة مشكلات الصرف الصحي عند تصميم أنظمة قواطع الكهروضوئية الأرضية ، وخاصة في المناطق التي تعاني من هطول الأمطار الغزيرة. يجب ترك مساحة كافية بين أساس نظام الأقواس والأرض لتجنب تراكم المياه مما يسبب الضغط أو التآكل على القوس. في الوقت نفسه ، يجب أن يأخذ تصميم القوس أيضًا في الاعتبار التدفق الطبيعي لمياه الأمطار لتجنب تكوين البرك حول القوس ، مما يؤثر على تصريف ونفاذية الهواء للتربة.