أولاً، بناءً على مواصفات ونماذج وحدات الخلايا الكهروضوئية، وعدد الوحدات، وتكوين المصفوفة المتسلسلة، يمكن تحديد الأبعاد الهيكلية للمصفوفة. ثانياً، وفقاً لخط عرض موقع المشروع ومبدأ تعظيم إنتاج الطاقة السنوي للنظام الكهروضوئي، يمكن تحديد زاوية الميل المثلى والمسافة بين المصفوفات. ثالثاً، بناءً على موارد الرياح وأقصى سرعة للرياح في موقع المشروع، يمكن تحديد أقصى حمل رياح تتحمله المصفوفة. وبناءً على ذلك، يتم تحليل أساسات المصفوفة وهيكلها الداعم من حيث الإجهاد، وتصميمها وفقاً لمبادئ التصميم الميكانيكي. إضافةً إلى ذلك، عند تصميم مصفوفة الخلايا الكهروضوئية، يجب أن تحافظ الحافة السفلية للمصفوفة على ارتفاع يتراوح بين 30 و50 سم فوق سطح الأرض أو السطح لمنع تداخل الأعشاب الضارة ودفنها تحت الثلج خلال فصل الشتاء.
أساس المصفوفة (أو القاعدة)
تُبنى الأساسات عادةً بالخرسانة المصبوبة على الأرض أو الطبقة الإنشائية للسقف، وفي أسطح المباني، تُستخدم أيضًا هياكل شبكية (مع كتل تثبيت). يُثبّت هيكل دعم المصفوفة عادةً بالأساسات باستخدام حواف ومكونات مُدمجة، أو عن طريق حفر ثقوب في الأساسات الخرسانية وتثبيتها بمسامير تمدد. عند بناء أسطح المباني، يجب وضع الأساسات في مواقع مثل الجدران أو العوارض في الهيكل الرئيسي وفقًا لمتطلبات التصميم، لضمان تثبيتها بإحكام. في الوقت نفسه، تجدر الإشارة إلى أن وضع هيكل دعم المصفوفة في مواقع غير صحيحة على الأساسات قد يُسبب انحرافات، مما يؤثر على الإجهاد الواقع على الهيكل الرئيسي.
متطلبات تصميم الأساسات والهياكل الداعمة
عند تصميم قاعدة المصفوفة وهيكل الدعم، يجب مراعاة عوامل تحمل الأحمال ومقاومة الرياح والزلازل بشكل كامل. في المناطق الساحلية، يلزم مراعاة عوامل إضافية لمقاومة الأعاصير والرطوبة والتآكل الناتج عن رذاذ الملح. قبل تركيب هيكل الدعم، يجب تطبيق طبقات مقاومة للتآكل، ومعالجة المكونات المعدنية المكشوفة بمادة مقاومة للتآكل والصدأ لمنع التلف وفقدان المتانة. يجب تصميم أدوات التثبيت المستخدمة لتوصيل هيكل دعم المصفوفة من الفولاذ المقاوم للصدأ. في حال استخدام أدوات تثبيت مجلفنة، يجب أن تتوافق مع المعايير الوطنية لضمان عمرها الافتراضي ومقاومتها للتآكل. يجب أن تستوفي البراغي والصواميل والحلقات المسطحة والزنبركية متطلبات التصميم من حيث الكمية والمواصفات والنماذج. بعد شد البراغي، يجب أن يكون الجزء المكشوف منها ثلثي قطر البرغي.
خطوات محددة لمحطة الطاقة الكهروضوئية الأرضية
وفقًا لظروف الموقع الفعلية:
1. تحديد المواقع وحفر حفر الأساسات في الموقع المستوي.
٢. ضع المكونات المدمجة، ثم ضع القالب في مكانه، واسكب الخرسانة. بعد مرور ٤٨ ساعة على التصلب، قم بتركيب هيكل دعم المصفوفة.
3. تركيب وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، وتوجيه الأسلاك، وإعداد التأريض والحماية من الصواعق، ووضع خنادق الكابلات.
حساسية وحدات الخلايا الكهروضوئية للتشوه
من المعروف أن وحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية، باعتبارها مكونات تحتوي على الزجاج، حساسة للغاية للتشوه. ويعود ذلك أساسًا إلى أن الزجاج مادة هشة، يمكن أن تتلف بسهولة نتيجة عدم انتظام هبوط الدعامات والتمدد والانكماش الحراري داخل مستوى الوحدة.
نظراً لاختلاف معاملات التمدد بين الفولاذ والزجاج، فعندما تكون صلابة التثبيت على عنصر الزجاج كبيرة، قد تنشأ قوى تمدد بين عنصر الزجاج والهيكل الفولاذي، مما يؤثر سلباً على الزجاج. لذلك، فإن استخدام مقاطع رقيقة الجدران مشكلة على البارد كهيكل داعم لوحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية يتغلب على الآثار السلبية لصلابة الهياكل الفولاذية. يساعد هذا في تخفيف التشوه الهيكلي، وهبوط الأساس، وتشوه التمدد، مما يجعله هيكلاً داعماً مثالياً لوحدات الطاقة الشمسية الكهروضوئية. إن تحسين التصميم الهيكلي للدعامة والأساس لا يلبي متطلبات تركيب وتشغيل الوحدات فحسب، بل يقلل أيضاً بشكل كبير من الاستثمار في الدعامات والأساسات.
