یکی از مهم‌ترین مراحل در اجرای نیروگاه‌های خورشیدی، نصب و راه‌اندازی استراکچر پنل خورشیدی است؛ یعنی همان سازه‌ای که پنل‌ها بر روی آن نصب می‌شوند. اگر این بخش به درستی طراحی و اجرا نشود، کل سیستم با افت عملکرد، کاهش راندمان یا حتی آسیب‌های فیزیکی مواجه خواهد شد. انتخاب نوع استراکچر (ثابت یا متحرک)، نحوه اجرای فونداسیون، زاویه نصب و استحکام اتصالات از جمله مواردی هستند که تأثیر مستقیم بر طول عمر و بازدهی سیستم خورشیدی دارند.
در این مطلب به‌طور کامل با مراحل نصب استراکچر خورشیدی، تفاوت‌های ساختاری بین سازه‌های ثابت و متحرک، مزایا و معایب هرکدام و نکات فنی مهم در اجرای صحیح این سازه‌ها آشنا خواهید شد.
استراکچر خورشیدی چیست؟
استراکچر خورشیدی یا Solar Structure، سازه‌ای فلزی (اغلب از جنس گالوانیزه گرم یا آلومینیوم) است که برای نصب و پشتیبانی پنل‌های خورشیدی استفاده می‌شود. این استراکچر باید قابلیت تحمل وزن پنل‌ها، فشار باد، بار برف و تغییرات حرارتی را داشته باشد. طراحی استراکچر باید دقیق و بر اساس موقعیت جغرافیایی، زاویه تابش خورشید و نوع کاربری سیستم خورشیدی انجام شود.
مراحل نصب استراکچر خورشیدی
نصب استراکچر خورشیدی یکی از مهم‌ترین مراحل در اجرای نیروگاه‌های خورشیدی است. استراکچر در واقع پایه و اسکلت فلزی پنل‌هاست و وظیفه دارد علاوه بر تحمل وزن ماژول‌ها، پایداری آن‌ها را در برابر باد، باران، برف و تغییرات دمایی تضمین کند. به همین دلیل، طراحی و اجرای اصولی استراکچر تأثیر مستقیم بر راندمان پنل خورشیدی و طول عمر نیروگاه دارد. در ادامه به عنوان یک متخصص نصب، مراحل کار را با جزئیات فنی توضیح می‌دهم:
1. بررسی محل نصب و تحلیل سازه‌ای
اولین مرحله، ارزیابی شرایط محیطی و سازه‌ای است. این بررسی شامل موارد زیر می‌شود:
- میزان تابش خورشید و مسیر حرکت آن: باید زاویه و جهت قرارگیری پنل‌ها به‌گونه‌ای تعیین شود که بیشترین میزان تابش خورشید در طول سال دریافت گردد.
- شرایط اقلیمی: سرعت باد، میزان بارش و تغییرات دمایی در انتخاب نوع متریال و طراحی مقاطع مؤثر است.
- جهت‌یابی دقیق: تعیین شمال واقعی با ابزارهای نقشه‌برداری یا GPS برای تنظیم صحیح زاویه پنل‌ها.
- زاویه شیب مناسب: بسته به موقعیت جغرافیایی، زاویه بین 20 تا 35 درجه بهینه است.
- مقاومت خاک یا بستر: در پروژه‌های زمینی، آزمایش ژئوتکنیک برای مشخص شدن نوع فونداسیون ضروری است. در پروژه‌های روی بام نیز باید تحمل بار سازه ساختمان بررسی شود.
2. انتخاب نوع استراکچر
انتخاب استراکچر به شرایط پروژه، نوع نیروگاه و اهداف کارفرما بستگی دارد. دو نوع اصلی استراکچر عبارت‌اند از:
- استراکچر متحرک (ردیاب خورشیدی): زاویه پنل‌ها به‌صورت خودکار یا دستی تغییر می‌کند تا در طول روز همواره بیشترین تابش دریافت شود. این سیستم راندمان بالاتری دارد اما هزینه ساخت و نگهداری آن بیشتر است.
- استراکچر ثابت: پنل‌ها در یک زاویه مشخص نصب می‌شوند. این نوع هزینه کمتر و نگهداری ساده‌تری دارد و برای اکثر پروژه‌ها مناسب است.
3. اجرای فونداسیون
فونداسیون پایه اصلی استراکچر است و استحکام کل سازه را تضمین می‌کند. انتخاب نوع فونداسیون به شرایط خاک و زمین بستگی دارد:
- فونداسیون بتنی: رایج‌ترین گزینه برای پروژه‌های بزرگ؛ مقاومت بالا در برابر باد و بارهای دینامیکی.
- فونداسیون شمعی: مناسب زمین‌های سست یا مناطق با رطوبت بالا.
- فونداسیون پیچی (Ground Screw): اجرای سریع‌تر و بدون نیاز به بتن‌ریزی؛ گزینه‌ای سازگارتر با محیط‌زیست.
در همه روش‌ها، دقت در عمق‌گذاری، تراکم خاک و تراز بودن فونداسیون اهمیت ویژه‌ای دارد.
4. مونتاژ قطعات استراکچر
پس از آماده‌سازی فونداسیون، قطعات فلزی استراکچر طبق نقشه‌های مهندسی مونتاژ می‌شوند:
- استفاده از پروفیل‌های گالوانیزه گرم یا آلومینیوم مقاوم به خوردگی برای افزایش طول عمر سازه.
- به‌کارگیری پیچ و مهره‌های استیل ضدزنگ (Stainless Steel Grade 304/316) جهت مقاومت در برابر شرایط محیطی.
- رعایت تلرانس‌های مهندسی در اتصال قطعات برای جلوگیری از تغییر شکل سازه تحت بار.
- استفاده از اتصالات استاندارد جهت تحمل بارهای ناشی از باد و برف.
5. تراز و تثبیت سازه
تراز بودن استراکچر مهم‌ترین بخش نصب است. یک انحراف کوچک حتی 2 تا 3 درجه می‌تواند باعث کاهش 5 تا 10 درصدی راندمان پنل‌ها شود. در این مرحله:
- تمام ردیف‌ها با دوربین نقشه‌برداری یا لیزر لولر کنترل می‌شوند.
- پیچ‌ها و اتصالات با گشتاور مناسب بسته می‌شوند.
- پس از تثبیت نهایی، بارگذاری آزمایشی انجام می‌شود تا پایداری سازه در شرایط مختلف بررسی گردد.
معرفی انواع استراکچر خورشیدی
استراکچر خورشیدی ثابت (Fixed Tilt)
استراکچر خورشیدی ثابت، رایج‌ترین نوع سازه برای نصب پنل‌های خورشیدی است. در این نوع، پنل‌ها با زاویه‌ای مشخص نسبت به زمین نصب می‌شوند و این زاویه معمولاً یک‌بار برای همیشه تعیین می‌شود.
مزایای استراکچر ثابت:
- هزینه کمتر در مقایسه با نوع متحرک
- نگهداری ساده‌تر
- مناسب برای پروژه‌های بزرگ مقیاس
معایب:
- عدم امکان تنظیم زاویه تابش در طول سال
- کاهش راندمان در فصل‌هایی که زاویه خورشید متفاوت است
استراکچر خورشیدی متحرک (Tracker)
در این نوع سازه، پنل‌ها روی سیستم‌های مکانیکی نصب می‌شوند که امکان چرخش و تنظیم زاویه نسبت به مسیر حرکت خورشید را فراهم می‌کند. دو نوع کلی در این سیستم وجود دارد:
- تک‌محور (Single Axis Tracker): تنظیم زاویه حول یک محور (معمولاً شرق به غرب)
- دو‌محور (Dual Axis Tracker): تنظیم زاویه حول دو محور برای حداکثر بهره‌وری
مزایای استراکچر متحرک:
- افزایش راندمان تا 25 تا 40 درصد
- دریافت انرژی خورشیدی به‌صورت یکنواخت در طول روز
معایب:
- قیمت بالاتر
- نیاز به نگهداری بیشتر
- مصرف انرژی داخلی برای سیستم‌های موتوری
نکات کلیدی در اجرای سازه پنل خورشیدی
- جنس استراکچر: بهتر است از فولاد گالوانیزه گرم استفاده شود که مقاومت بالایی در برابر خوردگی دارد.
- زاویه شیب: زاویه شیب پنل باید مطابق با عرض جغرافیایی محل نصب تنظیم شود.
- فاصله ردیف‌ها: بین ردیف‌های استراکچر باید فاصله‌ای استاندارد برای جلوگیری از سایه‌اندازی در نظر گرفته شود.
- اتصالات مقاوم: از پیچ و مهره‌های ضدزنگ استفاده شود تا در برابر شرایط جوی دوام بیاورند.
اگر در حال اجرای یک پروژه نصب پنل خورشیدی هستید، انتخاب نوع استراکچر و اجرای دقیق و مهندسی‌شده آن نقش بسیار مهمی در عملکرد نهایی سیستم دارد. برای بسیاری از پروژه‌ها، استراکچرهای ثابت به‌دلیل هزینه مناسب و نصب ساده‌تر، گزینه‌ای منطقی و اقتصادی محسوب می‌شوند. در مقابل، اگر فضای نصب وسیع و بودجه بیشتری در اختیار باشد، سازه‌های متحرک می‌توانند با افزایش چشمگیر راندمان، بازگشت سرمایه سریع‌تری را فراهم کنند.
خدمات نصب و راه اندازی استراکچر خورشیدی در شرکت فراز انرژی پاد
شرکت فراز انرژی پاد با تکیه بر دانش فنی و تجربه اجرایی گسترده، خدمات طراحی، نصب و راه‌اندازی انواع استراکچر خورشیدی(پنل خورشیدی) – اعم از ثابت و متحرک – را به‌صورت تخصصی ارائه می‌دهد. انتخاب تجهیزات مناسب، اجرای دقیق فونداسیون و مونتاژ اصولی سازه از جمله مواردی است که تیم فنی فراز انرژی در اجرای پروژه‌ها رعایت می‌کند تا راندمان سیستم در بلندمدت حفظ شود و هزینه‌های نگهداری به حداقل برسد.
تماس با ما