دریافت بیشترین راندمان از سیستم خورشیدی با استفاده از استراکچر مناسب

انرژی خورشیدی، به عنوان یک منبع پاک و تجدیدپذیر، به صورت روز افزون، جایگاه خود را در انرژی های جهانی تثبیت و تقویت می کند. با افزایش تقاضا برای سیستم های خورشیدی، انتخاب اجزای مناسب برای این سیستم، اهمیت ویژه ای پیدا می یابد.

در این میان، استراکچر یا سازه نگهدارنده پنل های خورشیدی، نقشی حیاتی در عملکرد و طول عمر سیستم ایفا می کند. یک استراکچر مناسب، نه تنها موقعیت پنل را از نظر جذب نور خورشید تنظیم می نماید؛ بلکه مشکلات ناشی از شرایط جوی را نیز کنترل می کند. در ادامه، به بررسی نکات مهم در انتخاب استراکچر پنل خورشیدی می پردازیم و راهکارهایی من باب افزایش بهره وری سیستم ارائه می دهیم.

انواع استراکچر پنل خورشیدی

انتخاب نوع مناسب استراکچر یا پایه، متناسب با شرایط محیطی، نوع پنل ها، و محل نصب، تاثیر مهمی در راندمان و طول عمر سیستم دارد. رایج ترین انواع استراکچر پنل خورشیدی شامل موارد زیر می شود:

استراکچر زمینی

استراکچر زمینی، یکی از انواع پایه های پرکاربرد است که با امکان نصب آسان و سریع، قابلیت تنظیم زاویه پنل ها برای جذب حداکثری نور خورشید، دسترسی آسان برای نگهداری و تعمیرات، کاربرد زیادی را در نیروگاه های خورشیدی به خود اختصاص داده است. در کنار مزایا، این پایه به جهت نیاز به فضای زیاد و تاثیر بر کاربری زمین، موارد استفاده خود را تا حدی محدود کرده است.

استراکچر سقفی

پس از نوع زمینی، پایه سقفی در سیستم خورشیدی خانگی و تجاری کاربرد زیادی دارد. بکارگیری گسترده آن در صنایع، به برخورداری از مزایایی همچون استفاده بهینه از کم ترین فضا در عین نصب پیچیده، هزینه پایین و … باز می گردد.

استراکچر قابل تنظیم

استراکچرهای قابل تنظیم به جهت آن که امکان تنظیم زاویه پنل را به صورت دستی و خودکار فراهم می کنند و راندمان سیستم را در طول سال بهبود می دهند، اهمیت بسیاری دارند. این پایه همچنین در مناطقی که تغییرات فصلی در آن ها به میزان مشهودی وجود دارد، بهترین عملکرد را از خود نشان می دهد.

در همین راستا از structure قابل تنظیم در سیستم های خورشیدی در مناطق با عرض جغرافیایی بالا و مناطق با تابش خورشیدی متغیر استفاده می کنند. از جمله معایبی که می توان برای این پایه برشمرد، هزینه بالا و نیاز به نگهداری و تنظیم دوره ای آن است.

استراکچر هوشمند خورشیدی

استراکچر هوشمند یا smart structure پایه ای مناسب برای نیروگاه های خورشیدی بزرگ و متمرکز است که با افزایش قابل توجه راندمان سیستم با ردیابی خورشید، مورد استفاده بسیاری قرار می گیرد. معایب پایه هوشمند که بکارگیری آن را با محدودیت مواجه می کند، شامل موارد زیر خواهد بود.

• نیاز به نگهداری و تعمیرات تخصصی
• هزینه اولیه بالا
• مناسب برای مناطق با تابش خورشید به صورت مستقیم

عوامل موثر در انتخاب استراکچر

انتخاب استراکچر مناسب، کلید بهره وری و طول عمر سیستم خورشیدی به حساب می آید. عوامل متعددی در این انتخاب دخیل هستند که مهم ترین آن ها شامل موارد زیر می شوند:

• موقعیت جغرافیایی و شرایط آب و هوایی

در مکان های جغرافیایی مختلف، شرایط آب و هوایی همواره یکسان نیست. برای مثال میزان تابش خورشید، در تعیین زاویه استراکچر تاثیرگذار است. همچنین پایه ها باید توانایی تحمل حداکثر سرعت باد و وزن برف را دارا باشند.

علاوه بر آن، هنگامی که پنل خورشیدی در مناطق با رطوبت بالا بکار گرفته می شود، اجزای نصب شده در آن باید توانایی مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی را داشته باشند. به همین خاطر، در چنین مواقعی اجزا فولادی همچون پروفیل سی، زد، قوطی و صفحه ستون، با روکش های ضدخوردگی همچون زینک فلیک پوشش دهی می شوند.

• نوع و ابعاد پنل های خورشیدی

استراکچرها باید توان تحمل وزن پنل های مختلف را داشته باشند؛ چراکه انواع مختلفی از پنل همچون سیلیکون کریستالی، پلی کریستالی و … مورد استفاده قرار می گیرد.

• نوع و شرایط سطح نصب

نوع محل نصب نیز، تاثیر بسیاری در انتخاب استراکچر دارد. در نوع زمینی باید نوع خاک، پستی و بلندی در نظر گرفته شود و در نوع سقفی، نوع و شیب سقف اهمیت زیادی دارد.

• زاویه و جهت نصب پنل ها

نصب پنل و زاویه آن باید به مقداری باشد که بیشترین میزان تابش خورشید را دریافت نماید. همچنین جهت نصب آنها باید به سمت جنوب در نیم کره شمالی و یا به سمت شمال در نیم کره جنوبی باشد.

• مقاومت در برابر باد و سایر نیروهای خارجی

استراکچر باید علاوه بر مقاومت نسبت به باد، در مناطق زلزله خیز نیز عملکرد مناسبی داشته باشد.

• جنس و کیفیت مواد سازنده استراکچر

به جز مقاومت در برابر خوردگی، لازم است اجزا نسبت به اشعه UV و فشار مقاوم باشند.

• هزینه و بودجه پروژه

هزینه اولیه استراکچر، نگهداری و تعمیرات یکی از عوامل مهم در انتخاب آن است.

نکات کلیدی در طراحی و نصب استراکچر

طراحی و نصب صحیح استراکچر، از عوامل حیاتی در عملکرد و ایمنی سیستم خورشیدی است. در این بخش، به بررسی نکات کلیدی در این زمینه می پردازیم:

۱. محاسبه بار وارده بر استراکچر

در وهله اول برای نصب استراکچر، لازم است محاسبه بار باد، برف و وزن پنل ها به دقت محاسبه شود و طراحی آن متناسب با بار انجام گیرد.

۲. رعایت استانداردهای طراحی و نصب

طراحی و نصب استراکچر، باید به طور حتم مطابق با استانداردهای ملی و بین ‌المللی و با استفاده از نرم افزارهای مهندسی انجام شود. همچنین اهمیت بسیاری دارد که نصب آن زیر نظر مهندسین متخصص باشد.

۳. اجرای صحیح و دقیق نصب

سطح نصب استراکچر چه زمین باشد و چه سقف، باید به دقت آماده سازی شود تا نصب استراکچر به درستی به اتمام رسد. علاوه بر آن باید از استحکام و درستی اتصالات میان قطعات استراکچر، اطمینان حاصل کرد. در نهایت برای آن که پنل ها در زاویه مناسبی نصب شوند، باید پایه را به درستی تراز نمود.

۴. توجه به فاصله مناسب بین پنل ها

فاصله میان پنل ها، باید به نحوی باشد که از سایه انداختن پنل ها بر روی هم دیگر جلوگیری و امکان تهویه مناسب و خنک کاری پنل فراهم شود. افزون بر این موارد، دسترسی آسان برای تمیزکاری پنل را باید در نظر گرفت.

جمع بندی

انرژی خورشیدی به عنوان یکی از بهترین انرژی های پاک، به کمک پنل های خورشیدی مورد بهره برداری قرار می گیرد و جایگاه ویژه ای را در صنعت به خود اختصاص می دهد. انرژی خورشیدی توسط پنل خورشیدی و پایه استراکچر مورد استفاده قرار می گیرد که بسته به محل مورد استفاده از انواع زمینی، سقفی، هوشمند و یا قابل تنظیم آن استفاده می شود.