تا اینجا با دو غول بازار آشنا شدیم. اما دنیای مهندسی محدودیت نمی شناسد. متریال ها و تکنولوژی های دیگری هم وجود دارند که برای شرایط خاص طراحی شده اند. بیایید نگاهی به این گزینه های کمتر شناخته شده ولی مهم بیندازیم.
۱. استراکچر استنلس استیل (فولاد ضد زنگ)
اگر هزینه برایتان مهم نیست و فقط کیفیت مطلق را می خواهید، استیل پاسخ شماست.
ویژگی ها: آلیاژ های استیل ۳۰۴ و ۳۱۶ مقاومت فوق العاده ای در برابر خوردگی شیمیایی و محیطی دارند.
کاربرد: این نوع استراکچر پنل خورشیدی فقط در شرایط حدی استفاده می شود. مثلاً در جزایر میان دریا که رطوبت و شوری هوا بسیار بالاست، یا در کارخانجات پتروشیمی که بخارات اسیدی وجود دارد.
چرا رایج نیست؟ قیمت استیل بسیار بالاست و کار با آن برش و سوراخ کاری بسیار سخت است. برای مصارف معمولی توجیه اقتصادی ندارد.
۲. استراکچر با پایه بتنی (Ballast System)
گاهی اوقات مالک ساختمان اجازه سوراخ کردن ایزوگام سقف را نمی دهد. در اینجا از سیستم بالاست استفاده می شود.
مکانیزم: در این روش، سازه به سقف پیچ نمی شود. بلکه از بلوک های سیمانی سنگین به عنوان وزنه تعادل استفاده می شود تا سازه را در برابر باد نگه دارد. خودِ فریم نگهدارنده پنل معمولاً آلومینیومی است.
مزایا: حفظ آب بندی سقف و سرعت نصب بالا.
معایب: وزن بسیار زیاد بلوک ها (گاهی تا ۱۰۰ کیلوگرم بر متر مربع) فشار زیادی به سقف وارد می کند و برای سازه های ضعیف خطرناک است.
۳. استراکچر شناور (Floating PV Structure)
زمین کم دارید اما یک استخر کشاورزی بزرگ دارید؟ این تکنولوژی برای شماست.
متریال: در اینجا پایه های فلزی حذف شده اند. پنل ها روی شناورهایی از جنس پلی اتیلن فشرده (HDPE) با گرید مقاوم در برابر UV نصب می شوند.
مزایا: جلوگیری از تبخیر آب استخر، خنک شدن پنل ها توسط آب و افزایش راندمان تا ۱۵ درصد.
کاربرد: سد های خاکی، تصفیه خانه ها و استخر های کشاورزی.
۴. استراکچر ردیاب خورشیدی (Solar Trackers)
این پیشرفته ترین نوع استراکچر پنل خورشیدی است. این سازه ثابت نیست و حرکت می کند.
عملکرد: با استفاده از موتور های الکتریکی و سنسور های نوری، موقعیت خورشید را دنبال می کند.
انواع: تک محوره (حرکت شرق به غرب) و دو محوره (حرکت در تمام جهات).
کاربرد: افزایش تولید برق تا ۳۵ درصد. معمولاً در نیروگاه های بزرگ کویری استفاده می شود.
معایب: هزینه اولیه و نگهداری بسیار بالا به دلیل داشتن قطعات متحرک مکانیکی.
۵. استراکچر چوبی
وضعیت: در گذشته در برخی پروژه های روستایی استفاده می شد.
چرا منسوخ شد؟ چوب در فضای باز دوام ندارد. رطوبت باعث پوسیدگی و تغییر ابعاد آن می شود. خطر آتش سوزی و حمله موریانه هم وجود دارد. هیچ استاندارد مهندسی برای استراکچر پنل خورشیدی چوبی وجود ندارد و استفاده از آن اشتباه محض است.
طراحی مهندسی و آیرودینامیک سازه
شکل هندسی پروفیل ها (Cross Section) نقش مهمی در استحکام سازه دارد. مهندسان سازه سعی می کنند با کمترین وزن، بیشترین ممان اینرسی (مقاومت در برابر خم شدن) را ایجاد کنند.
در سازه های فولادی معمولاً از پروفیل های C-Channel (ناودانی لبه دار) یا پروفیل های Z استفاده می شود. پروفیل Z قابلیت هم پوشانی دارد و در طول های بلند بسیار کارآمد است.
در استراکچر پنل خورشیدی آلومینیومی، دست طراح بازتر است. پروفیل ها با شیارهای T شکل طراحی می شوند. سرِ پیچ ها داخل این شیار ها می لغزد و در هر نقطه ای که بخواهید سفت می شود. این انعطاف پذیری در نصب یکی از بزرگترین مزیت های مهندسی آلومینیوم است. همچنین لبه های پروفیل ها معمولاً گرد طراحی می شود تا نیروی باد راحت تر از روی آن عبور کند و فشار کمتری به سازه وارد شود