TS 13891 سازه‌های فلزی - برای استفاده در سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتائیک زمینی

استاندارد "TS 13891 سازه‌های فلزی - برای استفاده در سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتائیک زمینی" که توسط موسسه استاندارد ترکیه (TSE) منتشر شده است، الزامات طراحی سازه، تولید، بازرسی، روش‌های آزمایش و بازاریابی سازه‌های فلزی مورد استفاده در سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتائیک زمینی را شرح می‌دهد. این استاندارد همچنین سیستم‌های تحمل بار با سیستم‌های ردیابی خورشیدی را پوشش می‌دهد. سیستم ردیابی خورشیدی که قرار است در سیستم‌های ردیابی خورشیدی نصب شود باید در محدوده استاندارد "EN 62817 سیستم‌های فتوولتائیک - کفایت طراحی ردیاب‌های خورشیدی" باشد. علاوه بر این، سازه‌های چوبی مورد استفاده در سیستم‌های انرژی خورشیدی در محدوده این استاندارد قرار نمی‌گیرند.

سیستم‌های خورشیدی فتوولتائیک زمینی برای محکم کردن پنل‌های خورشیدی در جای خود، به سازه‌های نگهدارنده فلزی (سیستم‌های نصب خورشیدی یا سیستم‌های قفسه‌بندی) متکی هستند و جهت‌گیری صحیح، دوام و مقاومت در برابر بارهای محیطی را تضمین می‌کنند.

کارکردهای اصلی این سیستم‌ها عبارتند از:

• تکیه‌گاه سازه‌ای: ماژول‌های فتوولتائیک (PV) را محکم بالای زمین نگه می‌دارد. زاویه شیب بهینه را برای حداکثر قرار گرفتن در معرض نور خورشید فراهم می‌کند.
• مقاومت در برابر بار: طراحی شده برای مقاومت در برابر بارهای باد، برف و لرزه‌ای مطابق با استانداردهای بین‌المللی (به عنوان مثال Eurocode، ASCE 7، IEC 61215).
• محافظت در برابر خوردگی: از آنجایی که سیستم‌ها بیش از ۲۵ سال در فضای باز کار می‌کنند، فلزات باید مقاوم در برابر خوردگی باشند (به عنوان مثال فولاد گالوانیزه گرم، آلیاژهای آلومینیوم، فولاد ضد زنگ).
• ایمنی الکتریکی: اتصال زمین ماژول‌های PV را تضمین می‌کند.

موادی که معمولاً در تولید این سیستم‌ها استفاده می‌شوند عبارتند از:

• فولاد گالوانیزه (با روکش روی گرم): محکم، مقرون به صرفه، پرکاربرد.
• آلیاژهای آلومینیوم: سبک، مقاوم در برابر خوردگی و نصب آسان‌تر.
• فولاد ضد زنگ (اتصالات/قطعات حیاتی): برای دوام در مناطق با خوردگی بالا.

انواع طراحی سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتائیک عبارتند از:

• سیستم‌های شیب ثابت: پنل‌ها با زاویه ثابت نصب می‌شوند. آن‌ها کم‌هزینه هستند و به نگهداری کمی نیاز دارند.
• ردیاب‌های تک محوره: پنل‌ها برای دنبال کردن خورشید، از شرق به غرب می‌چرخند. این امر باعث افزایش تقریباً ۱۵ تا ۲۵ درصد بهره‌وری انرژی می‌شود.
• ردیاب‌های دو محوره: خورشید را در هر دو جهت شرق-غرب و شمال-جنوب ردیابی می‌کنند. بالاترین راندمان، اما گران‌تر و پیچیده‌تر.

سازه‌های فلزی برای نصب سیستم‌های فتوولتائیک باید علاوه بر استاندارد TS 13891، با استانداردهای مختلفی نیز مطابقت داشته باشند:

• استاندارد "ماژول‌های فتوولتائیک (PV) زمینی IEC 61215 - صلاحیت طراحی و تأیید نوع." این استاندارد برای صلاحیت ماژول PV (آزمایش بار مکانیکی) مهم است.
• ISO 12944 رنگ‌ها و جلاها - محافظت در برابر خوردگی سازه‌های فولادی توسط سیستم‌های رنگ محافظ. این استاندارد برای محافظت در برابر خوردگی سازه‌های فولادی مهم است.
• استاندارد UL 2703 مربوط به سیستم‌های نصب، دستگاه‌های نصب، دستگاه‌های گیره/نگهدارنده و پایه‌های اتصال زمین برای استفاده با ماژول‌ها و پنل‌های فتوولتائیک صفحه تخت. این استاندارد برای سیستم‌های نصب، اتصال زمین و الزامات همبندی اهمیت دارد.
• «ASCE 7 حداقل بارهای طراحی و معیارهای مرتبط برای ساختمان‌ها و سایر سازه‌ها.» این استاندارد برای تعیین حداقل بارهای طراحی مهم است.
• استاندارد "EN 1991 Eurocode 1: اقدامات بر روی سازه‌ها". این استاندارد برای تعیین اثرات (باد، برف) بر روی سازه‌ها مهم است.

سازه‌های فلزی برای سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتائیک (PV) زمینی برای پایداری، دوام و کارایی بسیار مهم هستند. این سازه‌ها که معمولاً از موادی مانند فولاد گالوانیزه یا آلومینیوم ساخته می‌شوند، پنل‌های خورشیدی را به زمین محکم می‌کنند و جهت‌گیری آنها را برای حداکثر قرار گرفتن در معرض نور خورشید بهینه می‌کنند. آنها برای تضمین پایداری سازه، دوام طولانی مدت و تولید بهینه انرژی در عین رعایت استانداردهای ایمنی و خوردگی بسیار مهم هستند.

نصب‌های زمینی استاندارد برای سیستم‌های فتوولتائیک زمینی از قاب‌های فلزی (معمولاً فولادی یا آلومینیومی) استفاده می‌کنند که با پایه‌های بتنی، شمع‌های مارپیچی یا تیرهای رانده شده به زمین متصل شده‌اند. پنل‌ها با زاویه شیب ثابت و بهینه شده برای عرض جغرافیایی محل و میزان قرار گرفتن در معرض نور خورشید نصب می‌شوند. آن‌ها برای پروژه‌های مسکونی، تجاری یا در مقیاس بزرگ با زمین‌های وسیع، مانند مزارع خورشیدی یا املاک روستایی، مناسب هستند. آن‌ها مقرون به صرفه، نصب آسان و مقاوم هستند. آن‌ها جهت‌گیری دقیقی را برای به حداکثر رساندن تولید انرژی فراهم می‌کنند. با این حال، به مساحت کافی زمین نیاز دارند و ممکن است در برخی محیط‌ها مستعد خرابکاری یا تجمع زباله باشند.

ملاحظات طراحی برای سیستم‌های فتوولتائیک زمینی:

• تحلیل بار: سازه‌ها باید در برابر بارهای مرده (وزن پانل‌ها و قاب) و بارهای زنده (باد، برف، نیروهای لرزه‌ای) مقاومت کنند.
• بهینه‌سازی زاویه شیب: زاویه شیب بر اساس موقعیت جغرافیایی، فصلی بودن و نیاز به انرژی محاسبه می‌شود تا حداکثر میزان قرار گرفتن در معرض نور خورشید را داشته باشیم. به عنوان مثال، در مناطق گرمسیری، شیب تقریباً افقی ممکن است کافی باشد، در حالی که عرض‌های جغرافیایی بالاتر به زوایای تندتری نیاز دارند.
• نوع فونداسیون: انتخاب نوع فونداسیون به شرایط خاک و مقیاس پروژه بستگی دارد:
  • پی‌های بتنی: ظرفیت باربری بالا، مناسب برای انواع خاک‌ها، اما نیاز به خاکبرداری دارند.
  • شمع‌های مارپیچ: ایده‌آل برای خاک‌های ضعیف یا دانه‌ای، که ظرفیت باربری قوی با کمترین میزان اختلال در زمین را ارائه می‌دهند.
  • پایه‌های کوبشی: برای پروژه‌های بزرگ مقرون‌به‌صرفه هستند، اما به تجهیزات تخصصی مانند شمع‌کوب نیاز دارند.
  • سیستم‌های بالاست‌دار: نیازی به نفوذ ندارد، برای فضاهای محدود ایده‌آل است، اما به زمین پایدار و مسطح نیاز دارد.
• عوامل محیطی: سازه‌ها باید بتوانند در برابر باد (در برخی طرح‌ها تا ۲۴۰ کیلومتر در ساعت)، برف، تگرگ و نیروهای لرزه‌ای مقاومت کنند. ضوابط و استانداردهای ساختمانی محلی، رعایت این الزامات را تضمین می‌کنند.
• مقررات مجوزها و منطقه‌بندی: سیستم‌های زمینی معمولاً با الزامات منطقه‌بندی و مجوز سختگیرانه‌تری نسبت به سیستم‌های پشت بامی مواجه هستند، زیرا سازه‌های مستقلی محسوب می‌شوند.

مواد مورد استفاده در سیستم‌های فتوولتائیک زمینی عبارتند از:

• فولاد گالوانیزه: به دلیل استحکام، دوام و مقاومت در برابر خوردگی (به لطف پوشش روی) به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فولاد برای شرایط آب و هوایی سخت مناسب است و طول عمر بالایی (25 تا 30 سال) دارد.
• آلومینیوم: سبک، مقاوم در برابر خوردگی و ایده‌آل برای تاسیسات کوچک یا مسکونی، اگرچه گران‌تر از فولاد است.
• فولاد ضد زنگ: در اجزایی مانند براکت‌ها، گیره‌ها و پیچ‌ها برای اطمینان از مقاومت در برابر خوردگی و اتصال ایمن پنل‌ها استفاده می‌شود.
• پوشش‌ها: گالوانیزه گرم یا رنگ بیرونی بادوام، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش، رطوبت و تغییرات شدید دما را افزایش می‌دهد.

در نتیجه، سازه‌های فلزی برای سیستم‌های فتوولتائیک زمینی، که اغلب از فولاد گالوانیزه یا آلومینیوم ساخته می‌شوند، دوام، انعطاف‌پذیری و کارایی تولید انرژی خورشیدی را ارائه می‌دهند. در حالی که آنها در مقایسه با سیستم‌های پشت بامی، خروجی انرژی برتر و سهولت نگهداری را ارائه می‌دهند، هزینه‌ها و فضای مورد نیاز بالاتر، ملاحظات قابل توجهی هستند.

سازمان ما که سال‌هاست فعالیت می‌کند و با دقت پیشرفت‌های جهانی در علم و فناوری را دنبال می‌کند، تیمی ماهر و زیرساخت‌های گسترده‌ای را برای انجام آزمایش، اندازه‌گیری و تجزیه و تحلیل در طیف وسیعی از زمینه‌ها برای مشاغل در تمام بخش‌ها به کار می‌گیرد. در این زمینه، ما همچنین خدمات آزمایشی را مطابق با استاندارد TS 13891 سازه‌های فلزی - برای استفاده در سیستم‌های انرژی خورشیدی فتوولتائیک زمینی ارائه می‌دهیم.