كيف تعمل أنظمة الأرفف الصابورة على الأسطح المسطحة؟

الصابورة أنظمة الأرفف الشمسية على الأسطح أحدثت ثورة في تركيب المصفوفات الكهروضوئية (PV) في المناطق التجارية والصناعية أسطح مسطحة . ويقدم تصميمها حلاً غير مخترق، وهو أمر ضروري للحفاظ على سلامة السقف وضمانه.

المبدأ الأساسي: استخدام الوزن، وليس الاختراق

المفهوم الأساسي وراء الصابورة نظام الأرفف الشمسية على السقف بسيط: الجاذبية . بدلاً من الحفر في هيكل السقف، يستخدم النظام الوزن الخامل - الصابورة - لمواجهة قوى الطبيعة، وفي المقام الأول رفع الرياح، وبدرجة أقل، القوى الزلزالية.

تتكون هذه الأنظمة من عدة مكونات رئيسية:

• هيكل الأرفف/التركيب: إطارات خفيفة الوزن ومقاومة للتآكل (عادةً ما تكون من الألومنيوم أو الفولاذ المجلفن) تحمل الألواح الشمسية بزاوية الميل المطلوبة. تم تصميم هذه الإطارات لتوزيع الحمل بالتساوي عبر السقف.
• صواني/مقالي الصابورة: حجرات مدمجة أو منفصلة داخل هيكل الأرفف مصممة لحمل مادة الصابورة.
• مادة الصابورة: عادةً ما تكون الكتل الخرسانية أو الرصف أو الحصى أقل شيوعًا. يتم حساب وزن هذه المادة بدقة.
• الحصائر/الوسادات الواقية: يتم وضع وسادات مطاطية أو رغوية عالية الكثافة أسفل الأرفف والصابورة لحماية غشاء السقف من التآكل وتحميل النقاط.

يعتمد الاستقرار الهيكلي للمجموعة الشمسية بأكملها على وزن الصابورة كونها أكبر من الحد الأقصى المتوقع لقوة الرفع من الرياح.

هندسة الاستقرار: حسابات الرياح والأحمال

هندسة الصابورة نظام الأرفف الشمسية على السقف هي عملية دقيقة تتجاوز مجرد وضع الأوزان على السطح. أنها تنطوي على حسابات معقدة تعتمد على قوانين ومعايير البناء المحلية.

1. تحليل رفع الرياح

الرياح هي العدو الرئيسي لأي تركيب للطاقة الشمسية على السطح. تعتمد قوى الرفع الناتجة عن تدفق الرياح فوق المبنى وحوله بشكل كبير على:

• ارتفاع المبنى والموقع: تتعرض المباني الشاهقة وتلك الموجودة في المناطق المفتوحة لضغوط رياح أعلى.
• مناطق حافة السقف والزاوية: تكون سرعة الرياح وضغط الرفع أعلى بكثير عند محيط وزوايا السقف مقارنة بمساحة الحقل. غالبًا ما تكون متطلبات الصابورة هي الأعلى في هذه المناطق.
• إمالة اللوحة وتوجيهها: زوايا ميل اللوحة الأعلى تلتقط بشكل عام المزيد من الرياح، مما يزيد من الصابورة المطلوبة.

يتم استخدام برامج متطورة وبيانات نفق الرياح لتحديد الصابورة الدقيقة المطلوبة لكل موقع محدد على السطح، مما يضمن بقاء المصفوفة مستقرة في ظل الظروف الجوية القاسية.

2. مراجعة الحمل الهيكلي

على الرغم من عدم اختراقه، إلا أن نظام الصابورة يضيف وزنًا كبيرًا إلى السقف. يجب على المهندس الإنشائي التحقق من أن هيكل السقف الحالي - بما في ذلك السطح والعوارض والأعمدة - يمكنه دعم المجموعة بأمان حمولة ميتة (وزن الأرفف والألواح والصابورة) والمؤقتة الحمل الحي (الثلج أو الجليد أو موظفي الصيانة).

تصميم أنظمة الأرفف الشمسية على الأسطح يعد أمرًا بالغ الأهمية هنا، لأنه يهدف إلى توزيع الحمل على مساحة سطحية أكبر للحفاظ على الجنيه لكل قدم مربع (PSF) ضمن الحد المسموح به للسقف.

التركيب والصيانة

تكون عملية تركيب الأنظمة الصابورة بشكل عام أسرع وأقل تدخلاً من الأنظمة المخترقة.

1. تحضير السقف: يتم تنظيف المنطقة، و الحصير الواقية تم وضعها لحماية غشاء السقف.
2. تجميع الأرفف: يتم تجميع إطارات الأرفف خفيفة الوزن على الحصير.
3. تكامل اللوحة: يتم تثبيت الألواح الشمسية على الإطارات.
4. وضع الصابورة: يتم وضع الكمية المحسوبة من الكتل الخرسانية أو مواد الصابورة الأخرى في الصواني المخصصة. هذه خطوة حاسمة، حيث أن التوزيع الصحيح للوزن ضروري لسلامة النظام.

نظرًا لعدم وجود اختراقات للسقف، تركز الصيانة عادةً على تنظيف الألواح وفحص الأرفف والصابورة لأي تغيير، على الرغم من أن الحركة نادرة عندما يتم تصميم النظام وتثبيته بشكل صحيح.

المزايا الرئيسية للأنظمة الصابورة

الصابورة أنظمة الأرفف الشمسية على الأسطح أصبحت الحل المفضل للأسطح المسطحة بسبب العديد من الفوائد المقنعة:

باختصار، الصابورة نظام الأرفف الشمسية على السقف يعمل بشكل فعال عن طريق استبدال المراسي الهيكلية بكتلة خاملة (صابورة) محسوبة بعناية لمقاومة قوى الرياح. يوفر هذا الحل الهندسي الأنيق طريقة آمنة وموثوقة وصديقة للأسطح لتسخير الطاقة الشمسية على الأسطح التجارية المسطحة.