هل يمكن استخدام أقواس تثبيت الألواح الشمسية لأنظمة التركيب على الأسطح وعلى الأرض على حد سواء؟

هل يمكن استخدام أقواس تثبيت الألواح الشمسية لأنظمة التركيب على الأسطح وعلى الأرض على حد سواء؟

ما هي أقواس تركيب الألواح الشمسية؟

• تثبيت الألواح على البنية الأساسية (السطح أو الإطار الأرضي، إلخ).
• السماح بتعديل ميل اللوحة لتحقيق أقصى تعرض للشمس.
• التحمل للأحمال الناتجة عن الرياح والثلوج والألواح نفسها.
• منع إلحاق الضرر بالبنية الأساسية (مثلاً، تسرب المياه من سطح السقف بسبب تركيب غير صحيح لمحرمات السقف).

الاختلافات بين أنظمة الطاقة الشمسية المثبتة على الأسطح وأنظمة التركيب الأرضي

1. سطح التركيب

• أنظمة مثبتة على السقف : تُثبت على أسطح سكنية أو تجارية، والتي قد تكون مائلة (مثل الأسطح المغطاة بالأسفلت أو البلاط أو المعدن) أو مسطحة. تكون الأسطح محدودة من حيث الحمولة، وتحتاج إلى عزل مائي لمنع التسرب، وقد تكون ذات مساحة أو إمكانية وصول محدودة.
• الأنظمة المثبتة على الأرض : تُثبت على الأراضي المفتوحة، غالبًا على وسادات خرسانية أو إطارات معدنية أو تُثبت مباشرة في التربة. تتيح الأسطح الأرضية مرونة أكبر في الموقع ولكنها تتطلب استقرارًا لمقاومة الغوص أو التحرك، خاصة في التربة الناعمة أو الأراضي الوعرة.

2. المتطلبات الإنشائية

• أنظمة مثبتة على السقف : يجب أن تكون أقواس تثبيت الألواح الشمسية خفيفة الوزن لتجنب تجاوز حدود الحمولة على السطح (عادةً ما تتراوح بين 20 إلى 50 رطلاً لكل قدم مربع). كما يجب أن تثبت بشكل آمن على العوارض أو المدادة الخشبية دون الاختراق الشديد لطبقات العزل المائي.
• الأنظمة المثبتة على الأرض : يجب أن تدعم الأقواس أحمالاً أثقل بسبب مصفوفات الألواح الأكبر وقوى الرياح/الثلج الأقوى في المساحات المفتوحة. كما تحتاج أيضاً إلى التثبيت بعمق في الأرض أو الخرسانة لمنع الانقلاب أو الحركة.

3. احتياجات الميل والتعديل

• أنظمة مثبتة على السقف : غالباً ما يكون زاوية الميل محدودة بسبب ميل السطح. قد تسمح الأقواس القابلة للتعديل بإجراء تعديلات طفيفة لتحسين التقاط أشعة الشمس، ولكن التعديلات الكبيرة تقتصر على ميل السطح.
• الأنظمة المثبتة على الأرض : توفر مرونة كاملة في زوايا الميل، مع تصميم أقواس تدعم زوايا ميل أكثر انحداراً أو قابلة للتعديل (على سبيل المثال: التعديلات الموسمية لمتابعة مسار الشمس). تستخدم بعض الأنظمة الأرضية أقواس تتبع حركة الشمس وتتحرك بالألواح على مدار اليوم.

4. التعرض البيئي

• أنظمة مثبتة على السقف : تتعرض الأقواس لاضطراب الرياح حول حواف السطح والحطام المحتمل (على سبيل المثال: الأوراق، الثلج)، ولكنها مرتفعة، مما يقلل من الاتصال بالرطوبة الناتجة عن التربة.
• الأنظمة المثبتة على الأرض : تكون الأقواس أقرب إلى سطح الأرض، مما يزيد من تعرضها للرطوبة والتآكل الناتج عن التربة والآفات. كما تتعرض لرياح غير مسدودة، مما يتطلب تثبيتاً أقوى.

ميزات أقواس تثبيت الألواح الشمسية: السقف مقابل الأرض

أقواس تثبيت الألواح الشمسية المثبتة على السطح

• المادة غالبًا ما تكون مصنوعة من الألومنيوم الخفيف الوزن أو الفولاذ المجلفن لتقليل الحمل على السطح. يتميز الألومنيوم بمقاومته للتآكل، وهو مناسب للأسطح المعرضة للأمطار.
• التصميم ذات تصميم منخفض لتقليل مقاومة الرياح. قد تتضمن الأقواس الخاصة بالأسقف المائلة خطافات أو مشابك أو صفائح تثبيت لتثبيتها على البلاط أو القرميد أو الأسطح المعدنية دون التسبب في التسرب. أما الأقواس الخاصة بالأسقف المسطحة فتستخدم أوزانًا (балласт) أو كتل خرسانية بدلاً من الحفر، مما يحافظ على سلامة السطح.
• التعديل تعديل محدود في الزاوية (عادةً ما يتراوح بين 5 إلى 15 درجة) لتتناسب مع ميل السطح. بعضها يوفر تعديلات دقيقة للضبط.
• تثبيت مثبتة على العوارض الخشبية أو الدعامات الإنشائية باستخدام مسامير أو بولتات، وغالبًا ما تحتوي على واقيات مطاطية للماء لمنع التسرب.

أقواس تثبيت الألواح الشمسية المثبتة على الأرض

• المادة : فولاذ أو ألمنيوم بسماكة أكبر من أجل القوة. يُفضَّل استخدام الفولاذ في المناطق ذات الأحمال العالية، لأنه يقاوم الانحناء تحت ضغط الرياح أو الثلوج.
• التصميم : إطارات أو أعمدة أطول لرفع الألواح فوق سطح الأرض، مما يقلل من التماس مع الرطوبة وتراكم الأوساخ. قد تتضمن الأقواس شرائح عرضية أو س rails أو دعائم مثلثة لزيادة الاستقرار.
• التعديل : زوايا ميل قابلة للتعديل بشكل كبير (من 10 إلى 45 درجة) لتحسين التقاط أشعة الشمس. بعض الأنظمة تستخدم أقواس تتبع يدوية أو كهربائية تدور الألواح.
• تثبيت : تثبيت باستخدام قواعد خرسانية أو مسامير أرضية أو أوتاد مُدَقَّقة لمنع الحركة. في التربة الناعمة، يُطلب تثبيت أعمق (من 3 إلى 6 أقدام) لضمان الاستقرار.

هل يمكن استخدام أقواس تثبيت الألواح الشمسية في كلا النظامين؟

متى يمكن استخدام الأقواس بطريقة متقاطعة

• أنظمة أرضية خفيفة الوزن مع مشابك بسيطة تُستخدم أنظمة صغيرة مثبتة على الأرض (على سبيل المثال، الأنظمة في فناء المنازل) تعتمد على تصميمات بسيطة من سكك ومشابك نفس سكك الألومنيوم المستخدمة في الأنظمة على الأسطح المسطحة. هذه المشابك خفيفة الوزن ولكنها قوية بما يكفي لتحمل الأحمال الصغيرة، ويمكن تعديلها لتتناسب مع الأسطح المسطحة أو التركيبات الأرضية ذات الزوايا المنخفضة.
• أنظمة سكك قابلة للتعديل تقدم بعض الشركات المصنعة مشابك تثبيت لوحات الطاقة الشمسية من نوع "عالمية" مع سكك معيارية يمكن تعديلها. على سبيل المثال، يمكن تركيب سكك الألومنيوم المستخدمة على الأسطح المسطحة على إطارات أرضية مع دعامات إضافية، بشرط أن تفي السكك متطلبات الحمولة الأرضية.
• مشابك قابلة للتعديل بالميل المشابك ذات نطاق الميل الواسع (10–30 درجة) المصممة للأسطح المسطحة قد تكون مناسبة لأنظمة الأرض ذات احتياجات الميل المماثلة، طالما تم تثبيتها بشكل صحيح في الأرض.

لماذا لا يمكن تبديل معظم المشابك

• سعة التحميل : تم تصميم أقواس السقف لتحمل أوزان وضغوط رياح أقل. استخدامها في الأنظمة الأرضية التي تتعرض لرياح أقوى وأحجام أكبر قد يؤدي إلى تلف الأقواس.
• اختلافات التثبيت : تعتمد أقواس السقف على العوارض الخشبية في السقف كدعامة، بينما تحتاج أقواس الأرضيات إلى تثبيت عميق. لا تحتوي أقواس السقف على الأدوات المناسبة (مثل المسامير الأرضية أو القواعد الخرسانية) لتثبيتها في التربة أو الخرسانة.
• مقاومة للتآكل : تحتوي أقواس الأرضيات في كثير من الأحيان على طلاءات سميكة من الزنك أو طلاءات مضادة للصدأ لتحمل الرطوبة الموجودة في التربة. قد تصدأ أقواس السقف بشكل أسرع إذا استخدمت في التطبيقات الأرضية.
• مخاطر السلامة : استخدام أقواس السقف في الأنظمة الأرضية يزيد من خطر انقلاب الألواح في الرياح الشديدة أو تحت ثقل الثلوج، مما يهدد الممتلكات والأشخاص. من ناحية أخرى، تكون أقواس الأرضيات ثقيلة جداً للاستخدام على الأسطح، مما قد يتسبب في أضرار هيكلية.

استثناءات: تصميمات أقواس متعددة الاستخدامات

• أقواس مثبتة بالوزن للسقف المسطح/الأرض : يمكن في بعض الأحيان تعديل الأقواس المُثقلة (التي تستخدم أوزانًا بدلًا من الحفر) المخصصة للسقف المسطح للاستخدام على الأرض مع استخدام أوزان أكبر أو كتل خرسانية، على الرغم من أن ذلك ليس شائعًا.
• الأنظمة المودولية للسكة : قد تعمل أنظمة السكة المصنوعة من الألومنيوم عالية الجودة ذات المفاصل المُعززة معًا في تطبيقات الأسطح الصغيرة والأرضية، بشرط أن تفي سماكة السكة وتصنيفات التحميل بالمتطلبات الأرضية.

العوامل التي يجب مراعاتها عند اختيار أقواس تثبيت الألواح الشمسية

1. موقع التركيب

• السقف : ركز على الأقواس خفيفة الوزن وذات التصميم المنخفض مع ميزات مقاومة للماء. وفق تصميم القوس لنوع السقف (على سبيل المثال، أقواس للسقف المُرَصَّف مع خطافات مُنحنية، أقواس للسقف المعدني مع مشابك).
• الأرض : اختر أقواس ذات متانة عالية وأنظمة تثبيت قوية. خذ في الاعتبار نوع التربة — تحتاج التربة الرملية إلى أعمدة تثبيت أعمق، في حين قد تتطلب التربة الطينية قواعد خرسانية.

2. متطلبات الحمولة

• احسب الحمولة الكلية (وزن الألواح + أحمال الرياح/الثلج) لمنطقتك. يجب أن تظل أقواس الأسطح ضمن حدود الوزن المسموح به للسقف؛ أما الأقواس الأرضية فتحتاج إلى تصنيفات تحمل أعلى لمواجهة الظروف المكشوفة.

3. متطلبات تعديل الميل

• قد تحتاج الأنظمة على الأسطح إلى أقواس ثابتة أو قابلة للتعديل بشكل طفيف لتتناسب مع ميل السقف. تستفيد الأنظمة الأرضية من أقواس قابلة للتعديل بشكل كبير أو أقواس تتبع الشمس لزيادة إنتاج الطاقة.

4. المواد والمتانة

• أقواس الأسطح: ألومنيوم أو فولاذ مغطّى بالزنك لمقاومة التآكل مع خفة الوزن.
• أقواس الأرض: فولاذ بسماكة عالية أو ألومنيوم مقوى للحصول على قوة ومقاومة لرطوبة التربة.

5. الامتثال للمعايير

أمثلة عملية

تركيب الأسطح السكنية

مصفوفة أرضية صغيرة

سطح مسطح تجاري

نظام الأرض للمزرعة

الأسئلة الشائعة

هل توجد أقواس عالمية لتثبيت الألواح الشمسية تعمل لكل من السطح والأرض؟

ماذا يحدث إذا استخدمت أقواس السطح لنظام مثبت على الأرض؟

هل يمكن تعديل الأقواس الأرضية للاستخدام على الأسطح؟

كيف أعرف ما إذا كان القوس مناسبًا لنوع التركيب الخاص بي؟

هل تعمل الأقواس القابلة للتعديل بشكل أفضل في الاستخدامات المتقاطعة؟

هل الأقواس المصنوعة من الألومنيوم أفضل أم تلك المصنوعة من الفولاذ الأفضل للاستخدام المتبادل؟