تثبيت الألواح

يمكن تنقسم هياكل تثبيت الألواح الشمسية الي ثلأث انواع رئيسية من حيث الحركة:

1. الهياكل الثابتة: يتم تثبيت الألواح الشمسية علي زاوية ميل ثابتة تعطي افضل انتاجية للألواح الشمسية خلال العام
2. هياكل متحركة في محور واحد: في هذا النوع يتم تعديل زاوية ميل الخلايا الشمسية و تحريكها
   1. يدويا مرتين او اربع مرات في العام في بداية كل موسم
   2. عن طريق موتور يعمل في محور واحد يقوم بتحريك الألواح عدة مرات في يوم من الشروق حتي الغروب.
3. هياكل متحركة في محورين: يتم تركيب بموتور “tracker” يتتبع اشعة الشمس و تتحرك الخلايا خلال اليوم لتكون دائما عمودية علي اشعة الشمس, و ذلك بغرض الوصول الي اقصي انتاجية ممكنة للنظام الشمسي. و يتم الحركة في محورين.
   1. محور شرق – غرب: حيث يتم توجيه الألواح نحو الشرق في الصباح و تتحرك خلأل النهار حتي يصل بها المطاف الي الغرب عند الغروب
   2. محور رأسي: عند الشروق تكون الخلايا عمودية علي اشعة الشمس و بالتالي تكون زاوية توجيها رأسية , و تبداء هذه الزاوية في الأنخفاض خلأل التهار مع ارتفاع الشمس في السماء حتي تصل الي اقل قيمة في الظهر, وبعدها تبداء زاوية توجيه الألواح في الأرتفاع لتصل الي الوضعية الرأسية مرة اخري عند الغروب

   في التثبيت المتحرك يتم استخدام جهاز كمبيوتر به برنامج متصل بشبكة الأنترنت يقوم بحساب زاوية الشمس للموقع الخغرافي للمشروع خلال اليوم, ثم يتم اعطاء اشارات للموتور لتحريك الخلايا و توجيها نحو الشمس كل نصف ساعة.

[poll id=”7″]

مقارنة بين انتاجية هياكل تثبيت الألواح

الجدول الأتي يوضح الفروق بين انتاجية اتواع هياكل التثبيت علي اساس ان النظام المتحرك في محورين يعطي انتاجية تساوي 100% من الأنتاج الممكن.

هل يفضل استخدام نظام ثابت ام متحرك؟

من الجدول السابق تتضح الحقائق الأتية:

1. الفرق في مردود النظام الثابت و الذي يعتمد علي تعديل زوايا الميل مرتين او اربع مرات في العام ضعيف جدأ و لأ يتعدي 5% في افضل الأحول
   و هذا الفرق يقابله زيادة في تكاليف التركيب و تكاليف الصيانة لأنه يحتاج متابعة موسمية لعديل زوايا الميل
   و يتصور البعض من الوهلة الولي ان استخدام هذه الطريقة سوف يعطي مردود اعلي بكثير, و لكن هذا التصور الخاطيء لأ يعتمد علي اي بيانات او ارقام علمية محققة.
2. مردود النظام المتحرك علي محورين بموتور يزيد عن النظام الثابت بحوالي 28% و هي نسبة جيدة لأ باس بها
   في الماضي القريب كان استخدام هذا النظام يحقق مردود اعلي من استخدام النظام الثابت نتيجة ارتفاع ثمن الخلابا الشمسية.
   و لكن حاليا مع انخفاض اسعار الخلايا الشمسية, و ارتفاع اسعار المواتير و هياكل التثبيت اصبح استخدام المواتير “tracker” غير مجدي اقتصاديا. لانه قد يمثل حاليا 60% من تكلفة المنظومة, فسعر الموتور و هيكل التثيب يعادل 0.5$ للوات و هو رقم عالي جدا يجعل من الأفضل شراء خلايا اخري بدل صرف ألأموال في موتور لتحريكها.
   كما ان هذا النظام العقيم يحتاج دائمة للصيانة و المتابعة نتيجة وجود اجزاء متحركة. بالنظر الي الرسمة السابقة يتضح ان المردود الأضافي للنظام المتحرك ينحصر بصورة كبيرة في ساعات الصباح الباكر و الغروب.
   في هذه الفترات تكون الشمس منخفضة في السماء. و لذلك النظام المتحرك يحتاج الي مساحات اكبر فيجب تركيب الوحدات المتحركة علي مسافات متباعدة لأ تظلل علي بعضها و ذلك لتحقيق الأستفادة من اشعة الشمس اثناء الصباح الباكر و الفترة بين العصر و الغروب
3. من النقاط السابقة يتضح ان هياكل تثبيت الألواح الثابتة هي افضل طريقة للتركيب من الناحية الأقتصادية, و لذلك نجد كل مزارع و محطات الطاقة الشمسية الكبري حول العالم تعتمد حاليا الهياكل الثابتة لتحقيق افضل عائد استثماري للمشروع.
   الكثير من المبتدئين في مجال الطاقة الشمسية أول شيء يشغلهم هو محاولة ابتكار او تنفيذ نظام متحرك و اقتصادي.
   لكن للأسف الشديد هذه النقطة قتلت بحثا من الأف المهندسين و الشركات حول العالم قبل ذلك و المحصلة النهائية هي ان تركيب نظام ثابت هو الأكثر ملأئمة.
   فنصيحة لأ داعي لضياع الوقت و المال في البحث عن طريقة تركيب جديدة للألواح و الأستفادة من التجارب السابقة للأخارين.

ما هو افضل حجم و شكل لهيكل التثبيت؟

1. عند تثبيت الألواح علي سطح افقي يفضل دائما استخدام الهياكل البسيطة و الصغيرة التي تسع لعدد لوحتين الي 4 لوحات
   هناك اعتقاد خاطيء ان استخدام الهياكل الكبيرة و رص الألواح فوق بعضها سوف يودي الي توفير في المساحة, و لكن كما هو مثبت بالدليل الهندسي في صفحة المسافة بين الألواح, فان هذا الأتجاه لأ يودي الي اي مكاسب من حيث المساحة و يكلف الكثير دون اي عائد او جدوي. في هذه الصورة الأولي مثال لهيكل ثابت بسيط و يؤدي الغرض المطلوب منه دون اي تعقيدات و لأ يتطلب اي عمالة ماهرة او معدات خاصة للتثبيت . و يلأحظ كيف يتم استخدام ثقل عبارة عن كتل خرسانية صغيرة لتثبيت الهيكل علي الأرض, دون الحاجة لحفر و صب اي قواعد كبيرة, او عمل لحامات و جانشات في الأسقف.
2. 

   هيكل متضخم لأ يحقق اي فائدة

   في المقابل الصورة الثانية توضح هيكل متضخم و معقد , لأ يحقق اي فائدة عملية و يحتاج الي مهارات خاصة للتركيب فضلأ عن صعوبة الوصول الي الخلايا لغسيلها و صيانتها نتيجة الأرتفاع.

3. اما الصورة السابقة فهي توضح استخدام جيد لهياكل تثبيت الألواح الشمسية حيث تم عمل مظلة سيارات. فبالرغم من الأرتفاع النسبي لتكلفة هذا الهيكل, الأ انه حقق هدف اضافي مفيد و هو عمل مظلة للسيارات.
   و هذا الأستخدام الذكي يمكن عمله في مظلات في الحدائق و الأسطح و الصوب الزارعية.
4. الصورة الأخيرة توضح كيفية استغلال الميول الطبيعية للأرض في تثبيت الألواح الشمسية. و يلأحظ هنا انه قد تم استخدام هيكل بسيط جدا لعمل مصفوفة ألواح شمسية تأخد الملول الطبيعية للجبل المقام عليها. و بذلك تم الحصول علي طريقة تثبيت فعالة جدا من حيث الكفائة و التكلفة و المساحة.
   و لكن في هذه الطريقة يجب مراعاة ان يكون توجيه الأرض المراد اقامة عليها هياكل تثبيت الألواح الشمسية نحو الجنوب و بزاوية ميل قربية من الزاوية المطلوب تنفيذها, فلأ تصلح هذه الفكرة في كل المواقع.

ما هي الخامات المستخدمة في هياكل التثبيت؟

يتم صناعة هياكل تثبيت الألواح من الخامات الأتية

1. قطاعات الألومنيوم
2. قطاعات الحديد المجلفن
3. قطاعات الحديد العادي المدهون بمادة عازلة

تمتاز قطاعات الألومنيوم بخفة الوزن و المقاومة العالية للرطوبة و العوامل الجوية,
اما القطاعات الحديد فهي ارخص في السعر و يمكن تنفيذها بسهولة في الأماكن الريفية بواسطة الحداد التقليدي المتاح في الموقع دون الحاجة الي مهارات خاصة.
و بصفة عامة يفضل في المشاريع الصغيرة و المتوسطة استخدام الحديد التقليدي بالتكنولوجيا العادية المتوفرة في البيئة المحيطة.
اما المشاريع الكبري فقد تحتاج الي استخدام قطاعات الألومنيوم المخصصة لغرض تثبيت الألواح. هذه الصورة توضح مثال للأستخدام قطاعات الحديد العادية المدهونة بمادة عازلة لتثبيت الألواح الشمسية, و هذه الطريقة مناسبة جدأ في الريف في مشاريع الري مثلأ.
ف بالرغم من ان عنصر الجمال غائب عن المظهر العام, الأ ان الهيكل يؤدي ببساطة الغرض المطلوب منه بتكلفة بسيطة و تكنولوجية متوفرة في كل مكان