انواع استراکچر پنل خورشیدی

در دنیای امروز، بهره‌گیری از انرژی‌های تجدیدپذیر به‌ویژه انرژی خورشیدی، به یکی از اولویت‌های اصلی در حوزه‌های صنعتی، تجاری و مسکونی تبدیل شده است. اما برای دستیابی به حداکثر بازدهی از پنل‌های خورشیدی، انتخاب و طراحی صحیح استراکچر یا سازه‌ی نگهدارنده آن‌ها اهمیت به‌سزایی دارد. استراکچرهای پنل خورشیدی، بسته به محل نصب، شرایط اقلیمی و نوع کاربرد، در انواع مختلفی طراحی و اجرا می‌شوند. در این مقاله، به بررسی جامع انواع استراکچر پنل خورشیدی می‌پردازیم تا با شناخت دقیق‌تر، بتوانید بهترین تصمیم را برای پروژه‌ی خود اتخاذ کنید.

استراکچر پنل خورشیدی چیست؟

استراکچر پنل خورشیدی، ستون نگهدارنده ماژول‌های فتوولتائیک است که برای تولید برق از نور خورشید مورد استفاده قرار می‌گیرد و با قراردهی پنل‌های خورشیدی در زاویه مناسب، سبب دریافت حداکثر تابش خورشیدی می‌شود.

انواع استراکچر پنل خورشیدی کدام است؟

در ادامه انواع سازه‌های نصبی که می‌توانید برای سیستم خورشیدی خود نصب کنید، آورده شده است.

سازه سقفی (Rooftop Mounting Structure)

یک استراکچر سقفی بر روی سقف بتنی ساختمان‌ها نصب می‌شود و به عنوان یکی از انواع استراکچر پنل خورشیدی، ایده آل ترین گزینه برای ساختمان های تجاری و مسکونی به حساب می آید. در سازه های سقفی، به علت آن که میان پنل خورشیدی و اینورتور فاصله کم تری وجود دارد، مسیر کابل کشی کوتاه تر است و به دنبال آن احتمال تلفات در جریان مستقیم یا DC loss نیز کاهش می یابد.

برای نصب این استراکچر، به علت آن که از دریل کاری استفاده می شود، احتمال وقوع نشتی در سقفی محتمل است. به همین علت، مهم است که برای جلوگیری از مواجهه با آن، پیش از نصب استراکچر از آب بندی صحیح بتن اطمینان حاصل شود. مهم ترین مزایای سازه های سقفی را می توان در موارد زیر خلاصه کرد:

• دارای هزینه نصب مناسب
• فراهم سازی امکان تولید برق از فضای بلا استفاده پشت بام

در کنار این موارد، معایبی همچون احتمال تاثیر بر سلامت پشت بام و حساسیت بالا در جهت گیری پنل خورشیدی برای دریافت بیش ترین میزان انرژی وجود دارد.

 

استراکچر زمینی (Ground Mounting Structure)

در صورتی که فضای در دسترس شما کم باشد، سازه زمینی می تواند برای شما گزینه مناسب تری به حساب بیاید. این استراکچر به کمک قاب های فلزی بر روی زمین نصب می شود و به همین علت احتمال جذب آلودگی در آن نسبتا بالا است.

براکت های قابل تنظیم در استراکچرهای زمینی این امکان را فراهم می سازند که در فصول مختلف، امکان تنظیم بهینه پایه ها وجود داشته باشد. همچنین نگهداری و تمیزکاری پایه های زمینی در مقایسه با سقفی، آسان تر انجام می شود.

علاوه بر آن در صورت برخورداری از فضای بیش تر، امکان افزایش ظرفیت پنل خورشیدی به آسانی وجود دارد. در عین موارد گفته شده، به علت نزدیک بودن سازه به زمین و درختان، در معرض سایه قرار دارد و ایجاد محلی تماما در معرض آفتاب، می تواند تا حدی چالش برانگیز باشد.

 

استراکچر شناور بر روی آب (Floating Mounting Structure)

همان گونه که از نام آن بر می آید، این سازه به صورت شناور بر سطح آب مورد استفاده قرار می گیرد. این استراکچر برای آن که توانایی شناور شدن بر سطح آب را داشته باشد، از پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) در ساخت آن استفاده می شود.

استراکچر شناور در آب های ساکن همچون رودخانه، دریاچه، برکه و مخازن آب کاربرد دارد و برای شناور ماندن به وزنه های مرده (بلوک های سنگین بتنی یا فلزی) متصل می گردد. این سازه معمولا بر روی پانتون یا فوم های مخصوص ساخته می شود و به علت دمای پایین آب و اثر خنک کنندگی، راندمان سیستم افزایش می یابد.

این سازه با مزایای زیر همراه است:

1. امکان بهره برداری از زمین های آبی بزرگ همچون سدها را با حداکثر میزان بازدهی فراهم می سازد.
2. با کاهش نرخ تبخیر، به حفظ آب کمک می کند.
3. هزینه های آماده سازی و خرید زمین را کاهش می دهد.

تجهیزات پرهزینه و عدم امکان استفاده برای محیط‌های مسکونی، از جمله معایب این سازه به شمار می آید.

 

سازه نصب شده بر روی تیر یا دکل (Pole Mounted Structure)

هنگامی که فضا برای نصب سازه بر روی سقف وجود نداشته باشد، اجرا بر روی تیرک یا دکل، گزینه جایگزین مناسبی است. برای اجرای این سازه، از اتصال تیر یا دکل بر روی یک صفحه ستون استفاده می شود و معمولا در ملک های خصوصی، مراکز تجاری و یا زمین های کشاورزی کاربرد دارد.

از این استراکچر می توان در زمین های با محدودیت بالا بهره برد و به علت فاصله با زمین، در معرض تابش زیادی قرار دارد. از طرفی، خطر سقوط آن ها به هنگام وزش شدید باد وجود دارد و برای پنل های خورشیدی با ظرفیت پایین، مناسب است.

 

استراکچر پارکینگ خورشیدی (Carport Solar Module Mounting Structure)

علاوه بر انواع استراکچر پنل خورشیدی که پیش از این ذکر کردیم، استراکچر خورشیدی امکان نصب بر بالای پارکینگ خودرو را نیز دارد. از این استراکچر می توان در استادیوم های ورزشی، مراکز خرید و فرودگاه ها بهره برد. به طور کلی، کاربرد اصلی آن در محل نگهداری خودرو است.

حفظ فاصله مناسب تا زمین، برای آن که فضا برای قرارگیری خودرو وجود داشته باشد، اهمیت بسیار زیادی دارد. در این استراکچر که سازه به شبکه اصلی برق شهری متصل است، برق خورشیدی به شبکه شرکت توزیع برق (DISCOM) ارسال می گردد که به طور قابل توجهی سبب کاهش هزینه های برقی می شود. برخورداری از مزایای زیر، این سازه را به یکی از پرکاربردترین سازه ها تبدیل کرده است:

1. امکان استفاده بهینه از فضای زیر پنل خورشیدی
2. محافظت از خودرو در برابر شرایط آب و هوایی مختلف و سخت
3. امکان یکپارچه‌سازی تاسیسات شارژ خودروی الکتریکی با انرژی خورشیدی

هزینه نصب اولیه زیاد و فراهم آوردن فضا برای نصب سایبان، از جمله معایب استراکچرهای پنل خورشیدی است.

 

استراکچر هوشمند (Smartflower Mounting Structure)

این سازه، یکی از جدیدترین انواع استراکچر پنل خورشیدی به حساب می آید که چیدمان پنل های خورشیدی در آن به مانند یک گل می ماند. این سازه ها، در عین هزینه بالایی که بر می دارند، به جهت کارآمدی و راندمان بالا، جزو بهترین استراکچرها شناخته می شوند.

در این سازه، به علت آن که تمامی اجزا همچون پنل خورشیدی، اینورتر، سیستم های کنترل، ردیاب و دیگر اتصالات، به صورت یکپارچه قرار دارد، دارای سیستم نصب آسانی است. این سازه به مثابه یک گل واقعی، هم گام با طلوع خورشید شکوفا می شود و اجرای آن با 12 پنل خورشیدی همراه است.

در Smartflower Mounting Structure ها، سیستم ردیابی 2 محوره وجود دارد که با هدف دریافت بیش ترین میزان انرژی خورشید، پنل را به صورت عمود بر تابش قرار می دهد. از جمله مزایای این سازه می توان به کاهش سریع دما به جهت برخورداری از تهویه، نیاز به حداقل مراقبت و باز و بست بهینه به تناسب رصد وضعیت آب و هوایی، اشاره کرد. در کنار مزایای متعدد، به علت آن که هزینه اجرای این استراکچر، چیزی در حدود 2 برابر بیش تر است، انتخاب اول صنایع نیست.

 

استراکچر ردیاب خورشیدی (Tracking System Mounting Structure)

پایه ردیاب خورشیدی، یکی از انواع استراکچر پنل خورشیدی جدید است که مسیر حرکت خورشید را دنبال می‌کند و به تناسب آن، جهت پنل‌های خورشیدی را تنظیم می‌کند. در این استراکچر، قرارگیری پنل خورشیدی در زاویه 90 درجه با خورشید، در بیش ترین زمان از روز، امکان پذیر می شود؛ درحالی که در دیگر پایه ها، این مدت زمان معمولا تنها محدود به ظهرها می شود.

به همین علت میزان بهره وری در این سازه، به مقدار قابل توجهی بالا است. استراکچرهای ردیاب، برای ماژول های خورشیدی در 2 نوع مورد استفاده قرار می گیرند:

1. تک محوره- حرکت خورشید را تنها در یکی از 4 جهت اصلی شمال، جنوب، شرق و یا غرب، دنبال می‌کند.
2. دو محوره- ردیاب 2 محوره، حرکت خورشید را در 2 محور شمال-جنوب و یا شرق-غرب دنبال می‌کند.

مزایای استراکچرهای ردیاب خورشیدی را می توان در موارد زیر خلاصه کرد:

• فراهم ساختن امکان تولید حداکثر میزان برق در طول روز
• اصلاح جهت پنل به صورت خودکار برای افزایش راندمان

 

معایب استراکچر ردیاب خورشیدی

• هزینه نصب بسیار بالا
• فرآیند نصب پیچیده
• دارای طریقه نگهداری پیچیده

کلامی با شما

در این مقاله با انواع استراکچر پنل خورشیدی آشنا شدیم؛ سازه‌هایی که نقش حیاتی در پایداری، بازدهی و عمر مفید سیستم خورشیدی ایفا می‌کنند. بسته به محل نصب، شرایط اقلیمی، زاویه تابش خورشید و نوع پروژه، می‌توان از انواع استراکچر پنل خورشیدی زمینی، سقفی، شناور بر آب و … استفاده کرد. انتخاب نوع مناسب استراکچر، تاثیر مستقیم بر عملکرد فنی، هزینه‌های اجرا و نگهداری سیستم دارد. به همین علت، بررسی دقیق شرایط پروژه پیش از انتخاب سازه، گامی کلیدی در موفقیت نصب نیروگاه خورشیدی به حساب می آید.