מבני הרכבה פוטו-וולטאיים: מבנה הליבה התומך במערכות ייצור אנרגיה סולארית

על רקע המעבר המואץ של מבנה האנרגיה העולמי לאנרגיה מתחדשת, ייצור חשמל סולארי התפתח במהירות בשל יתרונותיו הנקיים, היעילים וברי קיימא. במערכת זו, מבנה ההרכבה הפוטו-וולטאי, כמבנה מפתח התומך ומתקן מודולים פוטו-וולטאיים, זוכה לרוב לזלזל בחשיבותו. בין אם מדובר בתחנת כוח-בקנה מידה קרקעי- גדול, פרויקט גג מסחרי או תעשייתי, או מערכת פוטו-וולטאית משולבת-בבניין (BIPV), מבנה ההרכבה הפוטו-וולטאי קובע את יציבות המערכת, הבטיחות ויעילות הפקת החשמל-לטווח הארוך.

 

 

מבנה הרכבה פוטו-וולטאי הוא מערכת מבנית המשמשת לתיקון ותמיכה בפאנלים סולאריים. מודולים פוטו-וולטאיים, באמצעות זוויות הטיה מתאימות ושיטות התקנה, מבטיחים קליטה מיטבית של קרינת שמש, ובכך משיגים יעילות גבוהה יותר של ייצור חשמל.

 

שלא כמו מבני הרכבה מכניים מסורתיים, מבני הרכבה פוטו-וולטאיים מאופיינים בהתאמה אישית גבוהה, עמידות חזקה במזג האוויר ודרישות אמינות מבניות מחמירות. במבנים נפוצים נעשה שימוש נרחב ברכיבי מתכת, כגון תושבות הרכבה מאלומיניום, תושבות הרכבה של פאנלים סולאריים מסגסוגת אלומיניום, ומהדקי קצה של פאנלים סולאריים מאלומיניום עבור מערכות הרכבה PV, תוך מינוף עמידותם המצוינת בפני קורוזיה ומאפיינים קלים כדי לתמוך בפעילות חיצונית-לטווח ארוך.

 

 

מבני תמיכה פוטו-וולטאיים מורכבים בדרך כלל מעמודים, קורות, פורלינים, מחברים ויסודות. בהתבסס על חומרים, מבנה ההתקנה וסביבת היישום, ניתן לסווג אותם לצורות שונות.

 

1. סיווג לפי חומר

נכון לעכשיו, מבני תמיכה פוטו-וולטאיים משתמשים בעיקר בשלושת סוגי החומרים הבאים:

 

(1) מבני תמיכה בטון

השימוש בבטון כחומר נושא העומס העיקרי-, הם עמידים מאוד אך בעלי גמישות התקנה נמוכה יחסית.

 

(2) מבני תמיכה מפלדה

בעלי חוזק גבוה ויכולת הסתגלות טובה, ונמצאים בשימוש נרחב-בתחנות כוח פוטו-וולטאיות גדולות. כדי להתמודד עם סביבות חוף ולחות-גבוהה, משתמשים בדרך כלל בתהליכים נגד קורוזיה של גלוון או ציפוי בריסוס.

 

(3) מבני תמיכה מסגסוגת אלומיניום (הצמיחה המהירה ביותר בשוק)

למבנים מסגסוגת אלומיניום יש ביקוש גבוה בתחומים הפוטו-וולטאיים המבוזרים ועל הגג בשל יתרונותיהם כגון קל משקל, עמידות בפני קורוזיה חזקה וקלות ההתקנה. מוצרים אופייניים כוללים:

אביזרי תושבת פוטו-וולטאיים מאלומיניום

אביזרי אלומיניום להרכבה סולארית

מסילה סולארית עמידה למים מסגסוגת אלומיניום

מהדק אמצעי אלומיניום סולארי, וו מהדק אלומיניום לתמיכה פוטו-וולטאית בגג

בנוסף, חלק מהמערכות משתמשות גם בחלקים מוטבעים כגון אלומיניום הטבעת מתכת וחותמת אלומיניום כרכיבים מחברים.

 

2. סיווג לפי צורה מבנית

(1) סוגריים קבועים

מבנה יציב ותחזוקה פשוטה, זהו המוצר המיינסטרים בשוק המקומי. זה מתחלק עוד יותר ל:

סוגריים קבועים

תושבות מתכווננות קבועות (זווית עונתית מתכווננת)

 

(2) סוגריים למעקב

שימוש במבנים מכניים למעקב אחר מיקום השמש בזמן אמת, הגדלת ייצור החשמל. כולל:

סוגריים למעקב- בודדים

תושבות מעקב כפולות-Axis

קצב החדירה של מערכות מעקב בשווקים בחו"ל גבוה משמעותית מאשר בסין, במיוחד באזורי- קרינה גבוהה כמו המזרח התיכון ודרום אמריקה שבהם הביקוש חזק.

 

3. סיווג לפי תרחישי יישום

(1) תושבות פוטו-וולטאיות מותקן-

מיושם על תחנות כוח פוטו-וולטאיות בקנה מידה גדול-, פוטו-וולטאים חקלאיים, בקרת מדבר ותרחישים אחרים. מחולק ל:

סוגריים PV קבורים

סוגריים PV זקופים

לעתים קרובות ניתן לשלב תושבות קרקע- עם רכיבים מבניים כגון אלומיניום מהדק צינור תושבת הרכבה עבור כלוב גליל מתלה גג Bullbar כדי לשפר את יכולת הסתגלות ההתקנה.

 

(2) סוגרי PV גג

משמש לגגות מגורים, מסחר ומפעלים, מבלי לתפוס שטח קרקע. יישומים אופייניים כוללים:

רעפי גג מתכת

מערכות נטל גג שטוח

מחברי אלומיניום כגון תושבת קיר אלומיניום ותושבת לתליית שלט מאלומיניום מלוטש

 

(3) סוגריים PV תלויים

הרכיבים מקובעים לכבלי פלדה או לחזית הבניין, למשל:

מרפסת PV

בניין-במקום-במקום (BIPV)

גשרים עירוניים, מערכות חלל תלת-ממדיות

למבנים תלויים יש דרישות גבוהות לחוזק חומרים, עמידות בפני מזג אוויר ומשקל, ולעיתים קרובות משתמשים במערכות מסגרת מסגסוגת אלומיניום בעלות חוזק גבוה-.

 

 

סוגריים PV נושאים את הבסיס לבטיחות-לטווח ארוך של מערכת ה-PV; העיצוב, הבנייה ובחירת החומרים שלהם חייבים לעמוד בסטנדרטים גבוהים.

 

1. בחירת חומרים

מבנה התמיכה חייב להיות בעל תכונות כגון עמידות בפני קורוזיה, עמידות בפני הזדקנות ותכונות מכניות טובות. סגסוגות אלומיניום ופלדת אל חלד נמצאים בשימוש נרחב בשל עמידותם יוצאת דופן במזג האוויר. לְדוּגמָה:

מסילה סולארית עמידה למים מסגסוגת אלומיניום משפרת את עמידות מזג האוויר של מערכות הגג.

אביזרי תושבת פוטו-וולטאיים מאלומיניום מספקים פתרונות התקנה קלים.

 

2. יציבות מבנית

התכנון חייב לשקול גורמים כמו עומס רוח, עומס שלג, שטח ותנאי קרקע כדי להבטיח ביצועים אמינים גם בסביבות קשות.

 

3. אמצעי איטום

ביישומים פוטו-וולטאיים על הגג, נדרש טיפול איטום לממשקים, נקבים ואזורי מעבר כדי להאריך את תוחלת החיים של המערכת.

 

4. תקני בטיחות

התקנה ותחזוקה חייבות לעמוד בתקני בטיחות מכאניים, חשמליים ובניין כדי להבטיח את בטיחותם של הצוות והציוד.

 

 

מונעים על ידי מעבר האנרגיה הגלובלי, מתקנים פוטו-וולטאיים ממשיכים לצמוח, ומערכות תמיכה, כחלק חשוב משרשרת התעשייה הפוטו-וולטאית, חוות התפתחות יציבה לטווח ארוך-.

 

עם הפיתוח של תחנות כוח קרקעיות-, מערכות פוטו-וולטאיות מבוזרות ואחסון אנרגיה מבוזר, הביקוש למערכות תמיכה מראה מגמת עלייה מתמשכת.

 

סוגריים למעקב נהנים מיעילות גבוהה של ייצור חשמל ושומרים על צמיחה מהירה באזורים בעלי קרינה גבוהה-.

 

סוגריים מסגסוגת אלומיניום, המונעים על ידי דרישות גוברת לקל משקל ועמידות בפני קורוזיה, יתפוס נתח שוק גדול יותר בעתיד.

 

מוצרים כגון סוגריים להרכבה מאלומיניום, מלחציים אמצעיים סולאריים מאלומיניום ותומכי הרכבה של פאנלים סולאריים מסגסוגת אלומיניום הופכים למניעי צמיחה חדשים ככל שחדירה פוטו-וולטאית מבוזרת (PV) מואצת.

 

מוסדות מחקר צופים בדרך כלל שתעשיית ה-PVB תשמור על צמיחה דו-ספרתית בשנים הקרובות, במיוחד בשווקי אסיה-, המזרח התיכון, אירופה וצפון אמריקה.

 

 

כמבנה יסוד מכריע של מערכות אנרגיה סולארית, סוגרי PV ממלאים תפקיד שאין לו תחליף ביציבות המערכת, יעילות ייצור החשמל ותוחלת החיים הכוללת. מחדשנות חומרית ועד אופטימיזציה מבנית, ממערכות קבועות למעקב, ומ-מותקנים על הקרקע ועד לבניית-יישומים משולבים, טכנולוגיית תושבת PV מתפתחת ללא הרף.

 

עם הרחבה מתמשכת של מתקנים פוטו-וולטאיים והרחבה נוספת של יישומים עבור רכיבים מבניים מסגסוגת אלומיניום כגוןוו מהדק אלומיניום לתמיכה פוטו-וולטאית בגגומהדקי קצה של פאנל סולארי מאלומיניום עבור מערכת הרכבה PV, תעשיית מערכות התמיכה הפוטו-וולטאיות תמלא תפקיד מכריע יותר במערכת האנרגיה העתידית.