دليل اختيار دعامات التثبيت الكهروضوئية على شكل L-L (L-): مكون رئيسي لاستقرار أنظمة تركيب الطاقة الشمسية على الأسطح

عند تصميم أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية على الأسطح، غالبًا ما يتم التركيز على وحدات الطاقة الشمسية، والعاكسات، وكفاءة توليد الطاقة، في حين يتم التغاضي كثيرًا عن المكونات الداعمة التي تربط هيكل التثبيت بسطح السقف. ومن بين هذه العناصر، تعمل الأقدام الكهروضوئية على شكل L- (أو "L-feet") كموصلات أساسية داخل نظام التركيب، حيث تلعب دورًا حاسمًا في سلامة النظام واستقراره وعمره التشغيلي الطويل-.

 

تعتبر القدم L-مكونًا حيويًا للحمل-يربط هيكل السقف بقضبان التثبيت الكهروضوئية. يجب ألا يقتصر الأمر على دعم وزن وحدات الطاقة الشمسية وقضبان التثبيت والملحقات فحسب، بل يجب أيضًا أن يتحمل الضغوط البيئية مثل أحمال الرياح والثلوج والتمدد الحراري والانكماش والاهتزاز طويل الأمد-.

 

ضمن بنية الصفيف الكهروضوئي، تعد الأقدام L- مسؤولة عن النقل الآمن للأحمال الناتجة عن الوحدات إلى الهيكل الرئيسي للمبنى. يمكن أن تؤدي الأقدام L- المصممة بشكل سيء إلى وحدات مفكوكة، أو تشوه الحامل، أو تلف طبقة العزل المائي بالسقف، مما قد يعرض سلامة النظام بأكمله للخطر أثناء الطقس القاسي. لذلك، يعد الاختيار الصحيح للمواد والتصميم الهيكلي وطرق التثبيت أمرًا ضروريًا لضمان التشغيل الموثوق على المدى الطويل- للنظام الكهروضوئي.

 

 

 

إن القدم الكهروضوئية على شكل L- عبارة عن موصل تثبيت معدني يتميز بتصميم زاوية - قائمة؛ ويُشار إليه أيضًا باسم دعامة L-، أو قاعدة L-، أو دعامة مثبتة على السقف-. وتتمثل وظيفتها الأساسية في تأمين قضبان تركيب الطاقة الشمسية لأنواع مختلفة من أسطح الأسطح، مما يوفر دعمًا ثابتًا للوحدات الكهروضوئية.

 

تتكون القدم L-النموذجية من وجهين تثبيت متعامدين:

يتصل أحد الجانبين بهيكل السقف باستخدام البراغي أو المشابك أو طرق التثبيت الأخرى؛

يتم استخدام الجانب الآخر لتركيب السكة الكهروضوئية والحفاظ على الموضع الصحيح والتباعد بين الوحدات.

 

يجب أن تكون الأقدام L-متوافقة مع طرق تثبيت محددة اعتمادًا على تطبيق السقف. على سبيل المثال، قد تستخدم التركيبات على الأسطح المعدنية موصلات على شكل L-مصممة لهياكل الألواح الرقيقة-، بينما تتطلب أسقف القرميد هياكل تركيب متخصصة مصممة خصيصًا لشكل السقف المحدد.

 

عادةً ما يتم تصنيع مجموعات الأقدام L- لأرفف الألواح الشمسية المتوفرة حاليًا في السوق من سبائك الألومنيوم. توفر هذه المادة توازنًا بين خصائص الوزن الخفيف، ومقاومة التآكل، وسهولة التركيب، مما يجعلها مستخدمة على نطاق واسع في كل من المشاريع الكهروضوئية السكنية والتجارية.

 

 

1. تأمين قضبان التركيب الكهروضوئية

عادةً ما يتم تركيب الوحدات الكهروضوئية على أنظمة السكك الحديدية المصنوعة من سبائك الألومنيوم، والتي تتطلب تحديد موضع ومحاذاة مستقرة. تضمن الأقدام L-تباعدًا دقيقًا بين القضبان، وبالتالي تعزيز دقة تركيب الوحدة.

بالنسبة إلى المصفوفات الشمسية-الكبيرة الحجم، فإن بنية اتصال السكك الحديدية المستقرة تقلل من خطر الإزاحة أثناء تشغيل الوحدات على المدى الطويل-.

 

2. توزيع الأحمال الهيكلية

بمجرد تركيبها، تمارس الوحدات الشمسية ضغطًا هبوطيًا مستمرًا بسبب وزنها بينما تتعرض أيضًا لقوى خارجية مثل الرياح والثلوج.

تقوم الأقدام -L-عالية الجودة بتوزيع الضغط الموضعي على هيكل محمل حمولة السقف-، مما يمنع تلف السقف الناتج عن نقاط الضغط المركزة.

 

3. مقاومة أحمال الرياح

في المناطق المفتوحة والمناطق الساحلية وبيئات الرياح العاتية-، يمكن أن تتجاوز قوى الرفع الناتجة عن الرياح وزن الوحدات نفسها. وبالتالي، يجب ألا تتحمل هياكل التركيب الكهروضوئية الضغط الرأسي فحسب، بل يجب أن تمتلك أيضًا مقاومة كافية للرفع.

على سبيل المثال، تم تصميم الأقدام L- للتركيب الشمسي على الأسطح المصنوعة من الصفيح خصيصًا لبيئات الأسقف المعدنية، مما يعزز مقاومة النظام للرياح من خلال طرق التثبيت الفعالة.

 

 

تؤثر المواد المستخدمة في صناعة الأقدام L- بشكل مباشر على قوة النظام ووزنه ومقاومته للتآكل وعمر الخدمة. تشمل المواد الشائعة المستخدمة حاليًا سبائك الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ والفولاذ المطلي.

 

1. سبائك الألومنيوم L - قدم

تعد سبائك الألومنيوم واحدة من المواد الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في أنظمة التركيب الكهروضوئية.

الخصائص الرئيسية:

خفيفة الوزن، وتسهل النقل والتركيب؛
توفر طبقة أكسيد السطح مقاومة طبيعية للتآكل؛
يمكن بثقها بسهولة، مما يسمح بتصميمات هيكلية معقدة؛
توافق ممتاز مع قضبان الألومنيوم الكهروضوئية.

تشمل السبائك الشائعة 6005-T5 و6063-T6.

ومع ذلك، فإن سبائك الألومنيوم لديها قوة أقل مقارنة بالفولاذ؛ ولذلك، بالنسبة للمشاريع التي تنطوي على ضغط رياح مرتفع أو بيئات صعبة، يجب اختيار المواصفات المناسبة بناءً على الحسابات الهيكلية.

 

2. قدم من الفولاذ المقاوم للصدأ -

يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ قوة ميكانيكية عالية ومقاومة ممتازة للتآكل.

يوفر عمر خدمة أطول، خاصة في:

البيئات الساحلية ذات رذاذ الملح؛
مناطق ذات رطوبة عالية-؛
المناطق التي تعاني من التلوث الصناعي. من بينها، يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ 316 مقاومة فائقة للتآكل أيون الكلوريد بسبب محتواه من الموليبدينوم.

 

3. قدم من الفولاذ المطلي على شكل حرف L -

يوفر الفولاذ المجلفن أو -الألومنيوم-الفولاذ المطلي بالمغنيسيوم قوة عالية وفعالية من حيث التكلفة-.

المزايا تشمل:

قدرة تحمل عالية-؛
انخفاض تكاليف التصنيع.
الملاءمة للمشاريع الكهروضوئية-الكبيرة الحجم.

ومع ذلك، يجب توخي الحذر أثناء التثبيت لتجنب إتلاف طبقة السطح الواقية، لأن ذلك قد يؤثر على مقاومة التآكل.

 

 

 

1. نوع السقف

تتطلب هياكل السقف المختلفة طرق تركيب محددة.

أسقف مبلطة

يتم بشكل عام تجنب التثبيت مباشرة من خلال البلاط، لأنه قد يؤثر على أداء العزل المائي.

يتطلب التثبيت عادةً مجموعة من:

خطافات السقف
قواعد تركيب متخصصة؛
هياكل الختم للماء.

على سبيل المثال، يتم استخدام "خطاف السقف الشمسي (خطاف البلاط المسطح)" بشكل أساسي لتركيب الوصلات على الأسطح المكسوة بالبلاط.

أسقف معدنية

تشمل الأسطح المعدنية طبقات التماس الدائمة والألواح المموجة.

خاصة:

عادةً ما تستخدم أسطح التماس الدائمة آليات التثبيت للتثبيت؛
تتطلب الأسطح المعدنية المموجة استخدام حشوات الختم والسحابات المتخصصة.

يمكن أن تقلل "خطافات السقف L-Feet Clamp Roof" من اختراقات السقف وتحسين كفاءة التثبيت.

السقوف المسطحة الخرسانية

تستخدم الأسطح الخرسانية عادة:

مسامير التوسع
المراسي الكيميائية
هياكل التركيب الصابورة.

تركز هذه التطبيقات بشكل أساسي على قدرة التحمل- للقاعدة وقوة التثبيت.

 

 

يجب تحديد أبعاد وكمية L-قدم بناءً على حسابات حمل المشروع الفعلية.

تشمل العوامل الرئيسية التي يجب مراعاتها ما يلي:

الأحمال الساكنة

مشتمل:

وزن الوحدات الكهروضوئية
وزن القضبان المتصاعدة.
وزن ملحقات التثبيت.

أحمال الرياح

يعد الارتفاع الناتج عن الرياح والقوى الجانبية من عوامل التصميم الحاسمة للأنظمة الكهروضوئية على الأسطح.

 

خاصة في:

المناطق الساحلية
المباني الشاهقة-المباني الشاهقة؛
المناطق المفتوحة والمكشوفة.

...يجب تعزيز مقاومة الرياح للهيكل المتصاعد.

أحمال الثلوج

في المناطق الباردة، يجب مراعاة وزن الثلج المتراكم لضمان عدم تعرض الأقدام L-لتشوه بلاستيكي تحت التحميل طويل الأمد-.

أثناء عملية التصميم، ينبغي استشارة قوانين البناء المحلية، وإجراء الحسابات الهيكلية باستخدام عوامل السلامة المناسبة.

 

 

عادةً ما يتجاوز عمر تصميم الأنظمة الكهروضوئية 25 عامًا؛ لذلك، تعد مقاومة التآكل عاملاً حاسماً عند اختيار أقواس التثبيت.

 

توصيات على أساس البيئة:

البيئات الداخلية القياسية

يمكن استخدام الألومنيوم المؤكسد أو الفولاذ المطلي القياسي.

البيئات البحرية

يوصى باستخدام الفولاذ المقاوم للصدأ 316 أو الألومنيوم -المقاوم للتآكل بدرجة عالية-.

 

المناطق الصناعية

ويجب مراعاة تأثير الغازات الكيميائية والبيئات الحمضية أو القلوية على المواد المعدنية.

بالإضافة إلى ذلك، يجب تجنب الاتصال المباشر بين المعادن المتباينة لمنع التآكل الجلفاني. على سبيل المثال، يجب استخدام غسالات النايلون أو المواد العازلة لعزل أقواس الألومنيوم عن مثبتات الفولاذ المقاوم للصدأ.

 

 

1. دعامة قدم قياسية L-

هيكل بسيط وسهل التركيب.

مناسبة ل:

أسطح سكنية قياسية
المشاريع التجارية القياسية؛
أسطح التثبيت المسطحة/المتساوية.

المزايا:

تكلفة منخفضة
إمدادات مستقرة.
كفاءة تركيب عالية.

2. دعامة قدم L- قابلة للتعديل

يمكن تعديل ارتفاع وزاوية التثبيت عبر الهياكل المشقوقة أو آليات الضبط.

مناسبة ل:

أسطح السقف غير المستوية
المباني القديمة
المشاريع التي تتطلب دقة عالية في محاذاة الوحدة.

تساعد دعامات القدم القابلة للضبط على شكل حرف L- القائمين على التركيب على التعويض عن تباينات البناء وتحسين مرونة التثبيت.

 

3. التآكل المقوى -L المقاوم -قوس القدم

يستخدم مواد عالية الجودة- وعمليات معالجة سطحية متقدمة.

مناسبة ل:

المشاريع الكهروضوئية الساحلية.
مناطق ذات رطوبة عالية-؛
المباني الصناعية.

توفر هذه الهياكل عادةً عمرًا أطول وتتطلب صيانة أقل.

 

 

1. تأكيد تحديد المواقع

قبل التثبيت، تحقق من هيكل السقف للتأكد من أن نقاط التثبيت يمكن أن تتحمل أحمال التصميم.

 

2. التأكد من العزل المائي المناسب

يجب أن تستخدم جميع نقاط اختراق السقف ما يلي:

جوانات EPDM.
تسرب للماء.
هياكل الختم المتخصصة.

وهذا يمنع حدوث مشكلات تسرب المياه أثناء التشغيل-على المدى الطويل.

 

3. التحكم في عزم الدوران التثبيت

يمكن أن يؤدي الإفراط في ربط البراغي إلى إتلاف المواد، في حين قد يؤدي الإفراط في ربط البراغي إلى ارتخاء الهيكل.

يجب أن يتم التثبيت وفقًا لمواصفات عزم الدوران المقدمة من قبل الشركة المصنعة.

 

4. التحقق من استواء السكك الحديدية

بعد التثبيت، تأكد من أن القضبان مستوية ومسطحة لتجنب إحداث ضغط إضافي على الوحدات.

 

 

على الرغم من أن أنظمة الطاقة الكهروضوئية (PV) تتطلب الحد الأدنى من الصيانة، إلا أن عمليات الفحص الدوري تعمل على تحسين الموثوقية على المدى الطويل.

 

تشمل المجالات الرئيسية للتفتيش ما يلي:

تآكل

التحقق من وجود علامات:

صدأ المعدن
الأكسدة السطحية
تأليب التآكل.

حالة التثبيت

تحقق من عدم وجود مسامير مفككة وأعد-التحقق من مواصفات عزم الدوران إذا لزم الأمر.

 

أداء العزل المائي

فحص مواد الختم من أجل:

شيخوخة؛
تكسير؛
مفرزة.

استقرار الوحدة

إذا أظهرت الوحدات تذبذبًا أو حركة كبيرة، فيجب فحص أقدام التثبيت وهياكل التثبيت على الفور.

 

 

 

ومع نمو محطات الطاقة الكهروضوئية الموزعة، والطاقة الكهروضوئية التجارية والصناعية،-ومحطات الطاقة الشمسية واسعة النطاق، تتطور أنظمة التركيب الكهروضوئية نحو تصميمات خفيفة الوزن وموثوقية عالية وتركيب سريع.

 

سوف تركز منتجات L-القدم المستقبلية بشكل متزايد على:

استخدام مواد -أعلى قوة؛
تصاميم تركيب وحدات.
معالجات محسنة ضد-التآكل؛
التوافق مع أنظمة التسقيف المتنوعة.

 

في الوقت الحالي، أصبحت هياكل الدعم المصنوعة من الألومنيوم خفيف الوزن-مثل دعامات تثبيت الألواح الشمسية وخطافات السقف المصنوعة من الألومنيوم على شكل حرف L-حلًا أساسيًا للتركيب للعديد من المشروعات الكهروضوئية على الأسطح.

 

اختيار المناسبL-قوس القدملا يؤدي ذلك إلى تحسين كفاءة التثبيت فحسب، بل يضمن أيضًا التشغيل المستقر-على المدى الطويل للنظام الكهروضوئي بأكمله في البيئات الصعبة.

 

يعد التقييم الشامل الذي يغطي هيكل السقف، وخصائص المواد، وحسابات الأحمال، وتقييمات مقاومة التآكل، وطرق التثبيت أمرًا بالغ الأهمية لضمان التشغيل الآمن للنظام الشمسي لأكثر من 25 عامًا.