سقفهای شیبدار در بسیاری از خانهها و ساختمانهای تجاری کشور رایج هستند و به دلیل جهتگیری طبیعی، گزینه مناسبی برای نصب پنلهای خورشیدی محسوب میشوند. با این حال، شیب سقف و تنوع مصالح پوششی (مانند سفال، شینگل، فلزی یا بتنی)، انتخاب روش اتصال و نوع پایه را پیچیده میکند. انتخاب درست پایه و براکت میتواند تولید انرژی را بهینه کند و مقاومت پنلها در برابر باد، باران و برف را افزایش دهد. در ادامه، راهکارهای انتخاب پایه و سیستم نگهدارنده مناسب برای سقفهای شیبدار بررسی میشود.
انتخاب روش مناسب اتصال پنلها به سقف، اولین گام در طراحی سیستم نگهدارنده است. این انتخاب باید با توجه به نوع پوشش سقف انجام شود تا از نفوذ آب جلوگیری شود و پنلها بهطور ایمن نصب شوند.
این روش رایجترین نوع اتصال است. براکتهای L شکل مستقیماً به تیرهای چوبی یا فلزی زیر پوشش سقف متصل شده و توسط درزبندهای ضدآب در برابر نفوذ آب محافظت میشوند تا اطمینان حاصل شود که مهار، بار را مستقیماً به سازه اصلی منتقل میکند.
این سیستم مخصوص سقفهای فلزی با درز ایستاده مانند سقفهای گالوانیزه است. گیرهها بدون سوراخ کردن سقف، روی درزهای ایستاده فشرده میشوند و اتصال پنل را محکم میکنند، ضمن اینکه بهترین محافظت در برابر نفوذ آب را فراهم میآورند.
برای سقفهای پوشیده از سفال یا شینگل طراحی شدهاند. کفشکها زیر کاشی سقف قرار میگیرند و سپس براکت از طریق سوراخی کوچک در کاشی به زیرسازه متصل میشود تا اتصال مطمئن و محافظت شده در برابر آب ایجاد شود.
در این زمینه، متن کامل «سیستمهای نصب پنل روی سقف شیبدار» شرکت K2 Systems، شامل راهکارهایی برای انواع پوششهای سقفی مانند کاشی، ورقهای ذوزنقهای و شیروانی فلزی، حاوی جزئیات فنی این اتصالات است.
ریلها شاسی اصلی هستند که پنلها روی آن نصب میشوند و بار و وزن پنلها را به براکتهای سقف منتقل میکنند. انتخاب نوع ریل مناسب، نقش مهمی در استحکام، انعطافپذیری و سهولت نصب دارد.
این سیستم شامل ریلهای آلومینیومی است که با گیرهها (کلمپها) پنلها را محکم نگه میدارند. این روش حداکثر انعطاف در جانمایی پنلها و مدیریت سیمکشی را فراهم میکند و برای اکثر سقفها مناسب است.
در این روش، پنلها مستقیماً به براکتهای کوتاه متصل میشوند که روی سقف نصب شدهاند. این روش وزن کل سیستم را کاهش میدهد و هزینه مواد را کم میکند، اما نصب دقیقتری نیاز دارد و برای همه نوع سقف مناسب نیست. حذف ریلهای بزرگ باعث ظاهر زیباتر و یکپارچهتر پنلها روی سقف میشود.
برای سقفهایی با شیب نامناسب یا جهتگیری غیرجنوبی، این پایهها زاویه پنل را اصلاح و تنظیم میکنند تا پنلها در زاویه بهینه نسبت به خورشید نصب شوند و حداکثر بهرهوری انرژی حاصل شود.
برای کسب اطلاعات بیشتر، مقالهای با عنوان «بهترین سازه برای نیروگاه خورشیدی شما کدام است؟» در وبسایت دکتر سولار، به بررسی انواع سازههای نصب پنل خورشیدی (ثابت، ردیاب تکمحوره، ردیاب دومحوره، سقفی، پارکینگی، شناور)، مزایا، معایب و معیارهای انتخاب آنها پرداخته است.
انتخاب ساختار نگهدارنده پنلها باید با دقت انجام شود و تحت تأثیر بارهای اقلیمی و استانداردهای ایمنی باشد تا نصب مطمئن و پایدار باشد.
• بار باد: سازه باید بتواند نیروهای بالابرنده و برشی ناشی از بادهای غالب منطقه را تحمل کند. این موضوع در ارتفاعات و لبههای سقف اهمیت ویژهای دارد. در این زمینه، مقاله «Wind Load Calculations for Solar PV Arrays» (وبسایت Greentech Renewables) به بررسی چگونگی محاسبه بارهای باد روی آرایههای خورشیدی (PV) میپردازد.
• بار برف: در مناطق سردسیر کشور، سیستم نگهدارنده باید حداکثر وزن برف احتمالی روی پنلها را تحمل کند تا از آسیب ساختاری جلوگیری شود.
• جنس مواد: استفاده از آلومینیوم آنودایز شده (Anodized Aluminum) برای ریلها و اتصالات ضروری است تا در طول عمر ۲۰ تا ۲۵ ساله سیستم، مقاومت در برابر خوردگی حفظ شود. برای آشنایی با الزامات فنی سازهها، مقاله «دیتاشیت سازه استراکچر نیروگاههای خورشیدی + PDF» منتشرشده در وبسایت دکتر سولار، اطلاعات مفیدی در این زمینه ارائه میدهد.
• بار ثابت: وزن نهایی سیستم (پنلها، ریلها و اتصالات) باید توسط مهندس سازه محاسبه شود و سقف توانایی تحمل آن را داشته باشد.
• تهویه و جریان هوا: طراحی پایهها و ریلها باید طوری باشد که فاصله کافی بین پشت پنل و سقف (حداقل ۱۰ سانتیمتر) ایجاد شود. این فاصله به جریان هوا و تهویه مناسب کمک میکند و از کاهش راندمان پنلها در تابستانهای گرم ایران جلوگیری میکند. راندمان پنل با هر افزایش ۱ درجه سانتی-گراد دما، بهطور متوسط ۰.۴ درصد کاهش مییابد.
امنیت فیزیکی، اطمینان الکتریکی و دسترسی آسان برای بازرسیهای دورهای، نقش مهمی در طول عمر و عملکرد سیستمهای خورشیدی دارند و ارتباط مستقیم با طراحی سیستم نگهدارنده دارند.
• همبندی اجزا: تمامی قطعات فلزی سازه نگهدارنده، ریلها و فریم پنلها باید از طریق اتصالات استاندارد و مقاوم به صورت الکتریکی همبندی (Bonded) شوند.
• حفاظت سهگانه: این همبندی باید به چاه ارت متصل شود تا سیستم را در برابر صاعقه مستقیم، حفاظت در برابر ولتاژهای ناگهانی (Surge) و خطاهای زمین ایمن سازد و دوام تجهیزات حساس (مانند اینورتر) تضمین شود.
• کاهش خطر قوس الکتریکی: طراحی پایه باید ریسک آسیب به کابلکشی و ایجاد قوس الکتریکی را به حداقل برساند و فضای کافی بین سیمکشی ولتاژ بالا و زیرساخت سقف حفظ گردد.
• سازگاری با MLPE: سیستمهای باید با تجهیزات خاموشی سریع و MLPE (الکترونیک توان در سطح ماژول – شامل میکرواینورترها و بهینهسازهای توان) سازگار باشند تا در شرایط اضطراری ولتاژ DC روی سقف به زیر ۳۰ ولت برسد و امنیت تیمهای اطفاء حریق تضمین شود.
• دسترسی ایمن: سیستمهای نگهدارنده باید به گونهای طراحی شوند که فواصل مشخصی برای دسترسی ایمن و استاندارد پرسنل فنی به منظور بازرسیهای چشمی، تمیزکاری و عیبیابی (بهویژه در سیستمهای MLPE) فراهم باشد.
• مهار کابلها: تمامی کابلهای DC و AC باید در داکتها یا لولههای مقاوم در برابر UV بهطور مرتب مهار شوند تا از آسیب دیدگی مکانیکی و تماس مستقیم با لبههای تیز فلزی سازه جلوگیری شود و عمر مفید عایق کابلها حفظ گردد.
انتخاب صحیح پایه و سیستم نگهدارنده پنلهای خورشیدی بر روی سقفهای شیبدار برای تضمین ایمنی، دوام و بهینهسازی تولید انرژی ضروری است. این فرآیند مستلزم ارزیابی دقیق مصالح سقف، بارهای محیطی و رعایت کامل استانداردهای فنی و الکتریکی است.
• براکت (اتصال به سقف): باید متناسب با پوشش سقف انتخاب شود (مانند L-Foot، قلاب سقف، گیره درز ایستاده یا کفشک سفال). آببندی دقیق در محل اتصال حیاتی است.
• ریل نگهدارنده:
۱- ریلدار: انعطافپذیر و مناسب برای اکثر سقفها.
۲- بدون ریل: سبکتر و زیباتر؛ نیاز به دقت نصب بیشتر.
۳- پایههای شیبدهنده: برای تنظیم زاویه بهینه پنل در سقفهای با شیب نامناسب.
• ملاحظات سازهای و فنی: توانایی تحمل بار باد و برف را دارد، از آلومینیوم آنودایز شده برای مقاومت در برابر خوردگی بهره میبرد و فاصله تهویه ۱۰ سانتیمتری زیر پنل را برای حفظ راندمان فراهم میکند.
• ایمنی الکتریکی: تمامی اجزای فلزی را همبند کرده، به چاه ارت متصل میکند و با مدیریت صحیح کابلکشی، الزامات سیستمهای خاموشی سریع (MLPE) را برای کاهش ریسک قوس الکتریکی رعایت مینماید.
ارسال نظر
آموزش خورشیدی 
خبرهای مرتبط