نظام تركيب الألواح الشمسية الأرضية: الدليل الكامل للألواح الشمسية الأرضية

A نظام تركيب الطاقة الشمسية على الأرض يُعدّ تركيب الألواح الشمسية على الأرض أسرع طريقة لتحويل الأراضي المفتوحة إلى محطات توليد طاقة. سواء كنت مطورًا عقاريًا تخطط لإنشاء محطة طاقة شمسية أرضية واسعة النطاق، أو مالك أرض لديك مساحة إضافية، فإنّ نظام التثبيت أسفل الألواح هو ما يحدد كمية الطاقة التي ينتجها الموقع، ومدة تشغيله، وتكلفة صيانته. يشرح هذا الدليل كيفية تصميم نظام حديث لتركيب الألواح الشمسية على الأرض، والمكونات المهمة، وكيفية تنفيذ عملية التركيب خطوة بخطوة، والعوامل المؤثرة في التكلفة النهائية.

ما هو نظام التركيب الأرضي للطاقة الشمسية؟

نظام تركيب الألواح الشمسية الأرضية عبارة عن هيكل فولاذي أو ألومنيومي يُثبّت الألواح الكهروضوئية على الأرض بدلاً من السطح. يجمع هذا النظام بين الأساسات والأعمدة الرأسية والسكك المائلة ومثبتات الألواح في وحدة هندسية متكاملة تقاوم رفع الرياح وتراكم الثلوج وحركة الصقيع، مع الحفاظ على كل لوحة بزاوية مثالية مع الشمس. ولأن هذا الهيكل مستقل عن أي مبنى، يمكن تحديد حجم مصفوفة الألواح الشمسية الأرضية وإمالتها وتوجيهها بما يتناسب مع إنتاج الطاقة فقط، وهذا هو السبب في هيمنة تركيب الألواح الشمسية الأرضية على مشاريع الطاقة الشمسية واسعة النطاق والمجتمعية في جميع أنحاء العالم.

تغطي مجموعتان من التصاميم جميع المشاريع تقريباً. أ. حامل أرضي ثابت الإمالة يُثبّت نظام التتبع أحادي المحور المصفوفة بزاوية واحدة، ويُوفر أقل تكلفة لكل واط، وأقل صيانة، وأبسط إجراءات الترخيص. أما نظام التتبع أحادي المحور فيُدير المصفوفة من الشرق إلى الغرب، ويُضيف ما يقارب 15-25% طاقة إضافية، ولكن بتكلفة إضافية تتمثل في المحركات وأنظمة التحكم وقاعدة أثقل. يستخدم كلا النظامين نفس منطق التثبيت الأساسي، لذا فإن الاختيار بينهما اقتصادي وليس له حدود تقنية.

المكونات الأساسية لمصفوفة الطاقة الشمسية الأرضية

تُبنى جميع مشاريع تركيب الألواح الشمسية الأرضية من نفس مجموعة المكونات. ويُعدّ اختيار هذه المكونات بشكل صحيح هو ما يُميّز بين أصل يدوم 25 عامًا وعبء صيانة لا يُطاق.

• المؤسسات – ركائز على شكل حرف H مدفوعة، براغي أرضية، ركائز حلزونية، أعمدة خرسانية مصبوبة في الموقع أو كتل مثبتة، يتم اختيارها بناءً على البيانات الجيوتقنية وعمق الصقيع.
• الأعمدة والجسور – أعمدة فولاذية مجلفنة بالغمس الساخن أو من نوع Zn-Al-Mg تحمل المدادات والسكك الحديدية.
• القضبان والعوارض – قطاعات القناة C أو قطاعات المدادات Z التي تحمل الوحدات وتنقل الحمل إلى الأعمدة.
• مشابك الوحدات – مشابك وسطية ومشابك طرفية مصممة لتناسب إطار وحدات الخلايا الكهروضوئية المستخدمة.
• أجهزة الربط والتأريض – غسالات WEEB، ووصلات، وموصلات نحاسية تحافظ على سلامة المصفوفة كهربائياً.
• توازن النظام – قنوات الكابلات، وحفر الخنادق للتيار المستمر، وصناديق التجميع، والمحولات، والربط بالشبكة.

تركيب الألواح الشمسية الأرضية، خطوة بخطوة

تتبع عملية تركيب أنظمة الطاقة الشمسية الأرضية المُدارة بشكل جيد تسلسلاً مُحدداً. إن تخطي أي خطوة هو ما يُسبب انفصال الركائز، وتصدع الألواح، ونزاعات الضمان لاحقاً.

1. المسح والاختبارات الجيوتقنية – تأكيد قدرة تحمل التربة، ومستوى المياه الجوفية، وعمق الصقيع، والتعرض للرياح.
2. دراسة التخطيط والتظليل - اضبط تباعد الصفوف بحيث لا يحجب أي صف الصف التالي، وتأكد من الميل الأمثل لخط العرض.
3. أعمال التأسيس - قم بدق الركائز أو المسامير الأرضية حتى نقطة الرفض، أو صب الأعمدة، ثم تحقق من الارتفاع والعمودية.
4. تجميع الرفوف - قم بتركيب الأعمدة والعوارض والسكك الحديدية، ثم قم بربط كل مسمار بالقيمة المحددة.
5. تركيب الوحدة - تثبيت الوحدات بمسافة ثابتة، مع الحفاظ على استقامة وتوازن المصفوفة.
6. التوصيل والتمديدات الكهربائية وحفر الخنادق - قم بتأريض الهيكل، وقم بتشغيل سلاسل التيار المستمر في خنادق أو صواني محمية.
7. التكليف – اختبار العزل واختبار التيار والجهد، وبدء تشغيل العاكس، ثم إعادة فحص عزم الدوران الموثق.

لماذا تختار تركيب الألواح الشمسية على الأرض بدلاً من تركيبها على السطح؟

• إنتاجية أفضل – يتم تحسين الميل والسمت بحرية، كما أن تدفق الهواء أسفل المصفوفة يحافظ على برودة الوحدات وكفاءتها.
• لا حدود للسقف – لا توجد ثقوب، ولا تعزيزات هيكلية، ولا مخاطر تتعلق بضمان السقف.
• سهولة الصيانة وإزالة الثلوج – يعمل الفنيون على ارتفاع مريح مع إمكانية الوصول الواضح من كل جانب.
• قابلية التوسع – يمكن توسيع نظام تركيب الألواح الشمسية الأرضية صفًا تلو الآخر مع نمو الحمل أو الميزانية.
• الزراعة الشمسية والاستخدام المزدوج للأراضي – يمكن أن يستمر الرعي أو زراعة المحاصيل أو زراعة النباتات الجاذبة للملقحات بين الصفوف.

تكاليف تركيب أنظمة الطاقة الشمسية الأرضية والعوامل المؤثرة فيها

لا تُحدد تكلفة تركيب الألواح الشمسية الأرضية بشكل ثابت. فنوع الأساس، ووزن الفولاذ، وطبيعة الأرض، ومسافة الربط بالشبكة، كلها عوامل تؤثر على التكلفة بشكل أكبر بكثير من الألواح نفسها. تسمح الأراضي المستوية جيدة التصريف ذات التربة المتماسكة باستخدام ركائز مدفونة وهياكل خفيفة؛ بينما تتطلب الأراضي الصخرية، أو ذات التجمد العالي، أو المنحدرات الشديدة، استخدام دعامات خرسانية أو ركائز تثبيت وهياكل أثقل. وتحدد خرائط أحمال الرياح والثلوج سُمك الفولاذ، كما أن الحصول على التراخيص وربط الشبكة قد يُضيف أسابيع إلى الجدول الزمني. ولأن الهيكل يُمثل نسبة ضئيلة من التكلفة الإجمالية للمشروع، ولكنه يتحكم في الإنتاج لعقود، فإن أرخص هيكل نادرًا ما يكون هو المشروع الأرخص - فالتصميم المُناسب للموقع هو ما يحمي الاستثمار.

الأسئلة الشائعة

ما هو العمق المناسب لغرس أعمدة التثبيت الأرضية؟

يُحدد العمق بناءً على التقرير الجيوتقني، وليس بشكل اعتيادي. وكقاعدة عامة، تُغرس الركائز تحت مستوى تجمد التربة وبقدرة تقاوم رفع الرياح في الموقع؛ وتُثبّت البراغي الأرضية بعزم دوران يثبت قدرتها على التحمل.

ما هي زاوية الميل الأنسب لنظام تركيب الألواح الشمسية على الأرض؟

يُعد خط العرض نقطة البداية، ثم يتم تعديله بناءً على التضاريس وتساقط الثلوج. يؤدي الميل المنخفض إلى زيادة كثافة الصفوف وتقليل استخدام الأراضي، بينما يؤدي الميل المرتفع إلى تحسين الإنتاج الشتوي - والميل الأمثل هو الذي يزيد من الطاقة لكل وحدة أرض، وليس الطاقة لكل لوحة.

هل يمكن تركيب منظومة الطاقة الشمسية الأرضية على أرض منحدرة؟

نعم. تُعالج المنحدرات الشمالية الجنوبية باستخدام أعمدة متدرجة الطول، بينما تتطلب المنحدرات الشرقية الغربية تقسيم الصفوف إلى مجموعات فرعية. تُعتبر المنحدرات التي تصل إلى 20% تقريبًا أمرًا روتينيًا؛ أما المواقع الأكثر انحدارًا فتتطلب ركائز أطول ومراجعة هيكلية مُخصصة.

كم يستغرق تركيب الألواح الشمسية الأرضية؟

بالنسبة لمصفوفة الطاقة الشمسية الأرضية على نطاق تجاري، تستغرق الأساسات والتركيبات عادةً من أسبوعين إلى أربعة أسابيع، وتستغرق أعمال الوحدات والكهرباء من أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع أخرى، مع اعتبار الطقس والتصاريح المتغيرات الرئيسية.

خطط لمشروعك القادم للتركيب الأرضي مع 9Sunsolar

من أنظمة التثبيت الأرضية الثابتة المائلة إلى الهياكل الجاهزة لأنظمة التتبع، تُصمّم 9Sunsolar أنظمة تركيب الطاقة الشمسية الأرضية بما يتناسب مع نوع التربة، وحمل الرياح، ونوع الألواح الشمسية، باستخدام الفولاذ المجلفن بالغمس الساخن، والمثبتات، والمشابك التي تُلائم الموقع. أرسل لنا مخططك أو بيانات أرضك، وسنُرسل لك قائمة كاملة بالمواد اللازمة لتركيب نظام الطاقة الشمسية الأرضي التالي.