اگر به دنبال نصب سیستم خورشیدی یا احداث نیروگاه خورشیدی هستید به استراکچر یا سازه خورشیدی نیاز دارید . استراکچر پنل های خورشیدی برای اطمینان از دوام، ایمنی و کارایی آنها بسیار مهم است. در اینجا به برخی از مؤلفه ها و ملاحظات کلیدی اشاره می شود:
انواع استراکچر خورشیدی
استراکچر های زمینی
سازه های نصب شده روی زمین برای پنل های خورشیدی جایگزین بسیار خوبی برای سازه های روی پشت بام هستند، به ویژه اگر فضای باز کافی دارید. در اینجا یک مرور کلی ارائه شده است:
استراکچر های زمینی سوار بر پایه
این نوع استراکچر ساده ترین و مقرون به صرفه ترین گزینه است . این سازه ها از یک چارچوب فولادی تشکیل شده اند که پنل های خورشیدی را در یک زاویه ثابت نگه می دارد می کند.
مزایا: نصب و نگهداری آسان، مقرون به صرفه، و قابلیت تنظیم زاویه .
پنل های خورشیدی در حال نصب روی استراکچر ۵ ردیفه خورشیدی
استراکچر خورشیدی یک ردیفه
استراکچر های پایه مرتفع
این سیستم ها پانل ها را روی قطب ها بالا می برند که می توانند تک یا چندتایی باشند.
مزایا: ایده آل برای مناطق با پوشش گیاهی متراکم یا سایر موانع زمین. آنها همچنین می توانند به سیستم های ردیابی برای دنبال کردن بهترین زاویه تابش مجهز شوند.
استراکچر تک پایه مرتفع مجهز به سیستم ترکینگ
نیروگاه ۱۰۸ کیلواوتی الهیه در مشهد اولین نیروگاه شرق ایران
استراکچر تک پایه مرتفع
ویژگی های کلیدی
- استراکچر های زمینی بر خلاف استراکچر های سقفی به زاویه و ابعاد سقف محدود نیستند و میتواند در بهترین زاویه محل نصب تنظیم شوند .
- استراکچر های زمینی به دلیل گردش هوای بهتر در زیر پنل ها که به خنک نگه داشتن انها کمک میکند کارایی بالاتری دارند.
- تمیز کردن و نگهداری آسان تر در مقایسه با سیستم های پشت بام .
ملاحظات
- نیازهای فضایی: آنها به فضای زمین قابل توجهی نیاز دارند که ممکن است برای همه املاک امکان پذیر نباشد.
- هزینه: به طور کلی، سیستم های نصب شده روی زمین به دلیل مواد اضافی و نیروی کار گران تر از نصب روی پشت بام هستند.
- شرایط خاک: زمین باید برای نصب ایمن سازه ها مناسب باشد.
- نصب: مستلزم نصب یک قاب یا تیرهای محکم به زمین است. سپس پنل ها بر روی این سازه ها نصب می شوند.
استراکچر های سقفی
سازه های سقفی برای پنل های خورشیدی یک انتخاب محبوب برای تاسیسات مسکونی و تجاری هستند.
استراکچر های سقفی ریلی
این پایه ها پنل های خورشیدی را در یک زاویه ثابت نگه می دارند که معمولاً کاملا روی سقف قرار شیروانی قرار میگیرد و با شیروانی موازی است.از این نوه استراکچر معمولا برای سقف سوله ها و کارخانه ها استفاده میشود.
مزایا: طراحی ساده، مقرون به صرفه و حداقل نگهداری
شیروانی پوشیدی شده با پنل خورشیدی
استراکچر ریلی برای شیروانی
استراکچر های سقفی وزنه ای برای سقف های مسطح
این سیستم ها به جای اتصال به سقف، از وزنه ها برای نگه داشتن پنل ها در جای خود استفاده می کنند.
مزایا: مناسب برای سقف های مسطح، نصب آسان و بدون نفوذ سقف و نیاز به سوراخ کاری
استراکچر وزنه ای برای سقف های مسطح
پایه بتنی استاندارد برای استراکچر
فوتوولتیک‌های ترکیبی با ساختمان (BIPV)
این سیستم ها پنل های خورشیدی را مستقیماً با مصالح ساختمانی مانند شیروانی خورشیدی یا کاشی ادغام می کنند.
مزایا: جذابیت،زیبایی و عملکرد دوگانه به عنوان مواد سقف و تولید کننده انرژی
استفاده از تکنولوژی BIPV در اپل پارک کالیفرنیا
ویژگی های کلیدی
- استراکچر های سقفی از فضای اضافه سقف ها استفاده میکنند و برای شهر های بزرگ که زمین خالی برای نیروگاه خورشیدی نیست گزینه مناسبی است .
ملاحظات
- وضعیت سقف: سقف باید در شرایط خوبی باشد تا وزن اضافی و ساختار پانل های خورشیدی را تحمل کند.
- جهت گیری و شیب: جهت و زاویه شیب سقف بر کارایی پنل های خورشیدی تأثیر می گذارد.
- سایه‌زنی: درختان، ساختمانها یا سایر موانع نزدیک می‌توانند کارایی سیستم را کاهش دهند.
نصب و نگهداری - نصب: شامل اتصال براکت های نصب به سقف، نصب ریل ها و ایمن سازی پنل های خورشیدی است. این فرآیند بسته به نوع سقف (به عنوان مثال، آسفالت، فلز، کاشی) متفاوت است
- نگهداری: تمیز کردن و بازرسی منظم برای اطمینان از عملکرد مطلوب ضروری است. سیستم های نصب شده روی سقف معمولاً تعمیر و نگهداری پایینی دارند.
نگهداری: تمیز کردن و بازرسی منظم برای اطمینان از عملکرد مطلوب ضروری است. سیستم های نصب شده روی سقف معمولاً تعمیر و نگهداری پایینی دارند.
سیستم های خورشیدی روی سقف یک راه عملی و کارآمد برای بهره برداری از انرژی خورشیدی هستند، به خصوص اگر فضای زمینی محدودی دارید. آنها مزایای متعددی از جمله صرفه جویی در انرژی و کاهش اثرات زیست محیطی را ارائه می دهند.
الزامات استراکچر ها
اگر قصد احداث نیروگاه خورشیدی داشه باشید سازه شما باید مورد تایید ساتبا باشد . الزامات ساتبا برای استراکچر های خورشیدی بر اساس دستورالعمل فنی نصب سامانه های فتوولتائیک بامی مختص مشترکین محدود به دو برابر ظرفیت انشعاب تا سقف ظرفیت ۲۰۰ کیلووات به شرح زیر است :
۱.محاسبات سازه
بارگذاری
- بار مرده :وزن اجزاء سازه و وزن مدو فتوولتائیک
- بار برف:مطابق با مبحث ششم مقررات ملی ساختمان
- بار باد:مطابق با باش ۲۷۷۳۷۲ آیین نامه
(Open Buildings with Monoslope, Pitched, or Troughed Free Roofs( ASCE 7-2016
– سرعت باد براساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان و با تبدیل به سرعت تندباد لحظه ای ذکر شده در
استاندارد ۲۰۱۶ASC - بار زلزله :مطابق آیین نامه ۲۸۲۲ زلزله
طراحی سازه
- ترکیب بارها بر اساس مبحث ششم مقررات ملی ساختمان،
- طراحی اعضاء فوالدی مطابق با مبحث دهم مقررات ملی ساختمان وآیین نامه AISC و طراحی اعضاء آلومینیمی به روش تنش مجاز مطابق با آیین نامه design ,structures Aluminum for Specification ,Manual Aluminum
allowable stress
۲.استاندارد مصالح
مقاطع سازه ای
- تمامی مقاطع مورد استفاده می بایست از جنس فوالد، با گرید ۳۷ST یا ۵۲ST و با پوشش گالوانیزه گرم و با ضخامت حداقل ۹.۵ میلی متر و یا از جنس آلومینیومی رده۳۳۳۹ ویا ۳۳۳۹ با ساتی ۶T باشند.
- سوراخ کاری و برش کاری سازه فولادی می بایست مطابق ضوابط مبحث ۹۹ مقررات ملی ساختمان(طرح واجرای صنعتی ساختمانها) صورت گیرد.
- در صورت انجام سوراخ کاری روی قطعه گالوانیزه شده میبایست تمهیدات الزم جهت حفاظت در برابر خوردگی و زنگ زدگی به عمل آید.
- عملیات جوشکاری سازهها قبل از انجام عملیات گالوانیزه می بایست منطبق بر آیین نامه جوشکاری ساختمانی ایران (نشریه ۲۲۹ سازمان مدیریت و برنامه ریزی کشور) و راهنمای جوش و اتصالات جوشی در ساختمان (دفتر تدوین و ترویج مقررات ملی ساختمان) باشد.
پیچ و مهره و واشر ها
- پیچ و مهره میبایست از جنس استیل گرید SS،۹۹۳ SS930 و یا فولاد با پوشش گالوانیزه گرم یا داکرومات باشند.
- استاندارد تولید پیچ و ومهره فوالدی باید بر یکی از استاندارد های ملی ایران، ISO،DIN یا ASTM منطبق باشد.
- پوشش گالوانیزه پیچ و مهره فوالدی می بایست بر اساس استاندار ۱۵۳A ASTM انجام شود
- تمامی اتصالات (پیچ و مهره) به همراه دو عدد واشر تخت و یک عدد واشر فنری و یدکی کافی در مجموعه های
مجزا بسته بندی و تحویل گردد.
بتن
- رده بتن مطابق با مبحث نهم مقررات ملی ساختمان
۳.شرایط نصب
- مطابق استاندرد ملی شماره ۲۱۵۶۸ سامانه فتوولتائیک نباید در محدوده پیرامونی بام نصب شود. محدوده پیرامونی بام %۱۰ طول هر ضلع از لبه پشتبام میباشد (زمانی که مقدار %۱۰ از ۳ متر بیشتر گردد، میتوان مقدار ۳ متر را استفاده کرد).
- حداقل فاصله بین لبه پرتگاه پشت بام و استراکچر نصب شده نیز می بایست برابر ۷۰ سانتیمتر باشد.
- مدول های خورشیدی می بایست به گونه ای نصب گردند که امکان تمیز نمودن آنها با کمترین خطر و هزینه امکان پذیر باشد.
- حداقل ارتفاع سازه و لبه پایینی مدول ها از زمین باید به گونه ای در طراحی لحاظ شود که گل و لای ناشی از پاشش باران بر مدول ها ننشیند و امکان تمیزکاری و شستشوی سطح محل نصب استراکچرها و نیز خود مدول ها باشد.
- زاویه نصب مدول ها بر سازه توسط پیمانکار محاسبه و اجراء میگردد.
- استراکچر باید به گونه ای طراحی شود تا امکان نصب ساده و آسان آن در سایت فراهم گردد و نیازی به جوشکاری و یا ماشین پیچیده برای نصب در سایت نداشته باشد.
- تمامی مدول های فتوولتائیک می بایست به گونهای نصب گردند که تمیز نمودن قسمتهای بالا و پایین مدول و همچنین دسترسی به جعبه اتصالات مدول ها امکان پذیر باشد.
- انجام سوراخکاری در محل ( بعد از گالوانیزه) به دلیل آسیب پذیر شدن سازه در محل سوراخ به لحاظ زنگ زدگی و خوردگی مجاز نمیباشد.
- در کلیه مراحل ساخت و نصب سازه نیروگاه های محدود به ظرفیت انشعا میبایست دستورالعمل مبحث ۱۲ مقررات ملی ساختمان (ایمنی و حفاظت کار در حین اجرا) رعایت گردد.
۴.تولید مقاطع سازه
- مقاطع سازهای مورد استفاده در سامانه میبایستی از مقاطع استاندارد و یا فولاد سرد نورد شده از آلیاژ
ST37 , ST52 باشد . - کلیه مقاطع فولادی باید پس از مرحله ساخت، طبق استاندارد ۱۲۳ ASTM و یا ۲۴۷۸ISIRI گالوانیزه
گرم شوند. (مطابق جدول زیر)
- برشکاری سازه فولادی میبایست مطابق ضوابط مبحث ۹۹ مقررات ملی ساختمان (طرح و اجرای صنعتی ساختمانها) صورت گیرد.
- در خمکاری مقاطع سازهای میبایستی شعاع استاندارد خم رعایت گردد.
- اندازه سوراخ های الزام برای اتصال به وسیله پیچ و مهره باید با ضوابط مبحث دهم مقررات ملی ساختمان انطباق داشته باشد
- نمامی جوشها باید پس از پایان جوشکاری، مورد بازدید چشمی مطابق با مبحث دهم مقررات ملی قرار گیرند.
- قبل از انجام عملیات گالوانیزه میبایست گل جوش از روی کلیه قسمتهای جوش شده زدوده شود.
- مشاصات مکانیکی پیچها باید مطابق ضوابط مبحث دهم مقررات ملی ساختمان باشد.
- باید تا حد ممکن از کاربرد پیچهای هم اندازه با ردههای مقاومتی مختلف در یک سازه پرهیز نمود.
- طول پیچ باید به اندازهای باشد که پس از محکم کردن آن، حداقل سه دندانه کامل پیچ از مهره بیرون بماند.
۵.نصب
- رعایت ضوابط طراحی و اجرای فونداسیون برای سیستم ساختمان فوالدی باید مطابق مباحث نهم و هفتم مقررات ملی ساختمان باشد
- در اتصالات توسط پیچ و مهرهای با توجه به ماهیت دینامیکی بار باد، الزاما میبایست از برای تمامی پیچها از واشر فنری و واشر تات استفاده شود.
- در صورتی که پیچ در سوراخ لوبیایی یا سوراخ بزرگ شده نصب شده باشد، الزام است که از واشرمناسب زیر پیچ و مهره استفاده شود.
- بستن و محکم کردن پیچ ها با عملکرد اصطکاکی و اتکایی باید مطابق با ضوابط مبحث دهم مقررات ملی ساختمان باشد.
- در صورت نصب سازه بر روی بام، اعم از مسطح، شیبدار، پوشیده شده با ورق های فلزی و… حفظ شرایط مقاومت بام در برابر رطوبت الزامی است.
- سوراخکاری روی عایق رطوبتی بام مجاز نمیباشد و در صورت انجام آن میبایستی تمهیدات لازم جهت ترمیم قسمتهای آسیب دیده عایق به عمل آید.
- هرگونه سوراخکاری بر روی فریم مدول ها غیر مجاز میباشد و اتصا مدول ها به سازه تنها از طریق کلمپ یا سوراخهای موجود بر روی فریم مدول ها و طبق دستورالعمل سازنده مدول مجاز می باشد.
- کلیه مراحل نصب سازه و نصب مدول ها بر روی سازه باید مطابق با دستورالعمل و توصیه های سازندگان آن اعمال و اجرا گردد.
- در صورت نصب سازه بر روی سطح زمین میبایستی سیستم نصب شده از آسیبهای فیزیکی ناشی از آب ، حیوانات و سایر فاکتورهای محیطی در امان باشد.
- شرایط وزنه نگهدارنده سازه که از محاسبات نتیجه شده است باید بگونهای انتاا گردد که مقاومت لازم برای نگهداری سازه در طول عمر سامانه را داشته باشد.
- مقاومت فشاری مشاصه بتن به عنوان وزنه نگهدارنده در سن ۲۹ روزه (ستریم C )نباید از ۲۵۰Kg/cm2 کمتر باشد.
- ضروری است اقدامات موثر(سیم هایی برای جلوگیری از واژگونی، حرکت و غیره)به منظور جلوگیری از آسیب ناشی از واژگونی و یا جابجایی آرایه انجام شود.
تبصره: درصورتی که ساختگاه نصب سازههای نگهدارنده غیر از بام ساختمان باشد، بطور مثاپارکینگها و محوطه و یا سایر موارد، الزامات نصب سازهها و رعایت مقررات و ایمنی باید مطابق با شرایط آن ساختگاه، باشد. برای ساختمانهایی که بام آنها فاقد مقاومت سازهای بوده و از استحکام الزم و کافی برخوردار نیستند نصب وزنههای نگهدارنده سازهای توصیه نمیشود.
