استراکچر خورشیدی؛ راهنمای انتخاب بهترین فلز و نکات حیاتی نصب
ایران سولار | در صنعت انرژی خورشیدی، پنلها و اینورترها معمولاً تمام توجهات را به خود جلب میکنند، اما واقعیت این است که استراکچر (سازه نگهدارنده) اسکلتبندی و ستون فقرات یک نیروگاه است. اگر این اسکلت ضعیف باشد، حتی گرانترین پنلهای دنیا نیز کارایی و ایمنی خود را از دست خواهند داد. سوال اصلی اینجاست: بهترین جنس برای این اسکلت چیست و یک نصاب حرفهای چه فاکتورهایی را باید کنترل کند؟
۱. دوگانه آلومینیوم و فولاد؛ کدامیک و چرا؟
در مهندسی سازههای خورشیدی، دو متریال «آلومینیوم آنودایز شده» و «فولاد گالوانیزه گرم» پادشاهی میکنند. انتخاب میان این دو تصادفی نیست و بر اساس مهندسی مواد و شرایط محیطی صورت میگیرد:
-
آلومینیوم آلیاژی (معمولاً سری ۶۰۰۰): این فلز به دلیل وزن سبک (کاهش بار مرده روی سقف)، شکلپذیری عالی (اکستروژن آسان برای ساخت ریل) و مقاومت ذاتی در برابر خوردگی، گزینه اول برای نیروگاههای پشتبامی (Rooftop) است. لایه اکسید طبیعی آلومینیوم (و یا پوشش آنودایز) مانند یک سپر دفاعی عمل میکند.
-
فولاد گالوانیزه گرم (Hot-Dip Galvanized Steel): برای نیروگاههای زمینمحور (Ground-mount) یا سازههایی که نیاز به تحمل بار بسیار بالا دارند، فولاد بی رقیب است. پوشش روی (Zinc) در فرآیند گالوانیزه گرم، نه تنها مانع رسیدن رطوبت به فولاد میشود، بلکه خاصیت «خودترمیمشوندگی» دارد و در صورت خراشهای سطحی، از زنگزدگی جلوگیری میکند.
۲. چکلیست طلایی نصابان؛ چگونه کیفیت سازه را ممیزی کنیم؟
یک نصاب متخصص، سازه را صرفاً یک قطعه فلزی نمیبیند. او باید هنگام خرید یا نصب، موارد زیر را با دقت ذرهبینی بررسی کند:
الف) ضخامت پوشش گالوانیزه (استاندارد حیاتی) در سازههای فولادی، ضخامت لایه روی (Zinc) مرگ و زندگی سازه را تعیین میکند. برای اقلیمهای معمولی، ضخامت حداقل ۸۰ میکرون ضروری است. توجه کنید که در مناطق مرطوب و ساحلی (شرایط خورندگی C4 و C5)، این عدد باید به ۱۰۰ میکرون یا بیشتر برسد. استفاده از گالوانیزه سرد (که صرفاً رنگامیزی است) در فضای باز، خطایی نابخشودنی است.
ب) آلیاژ آلومینیوم مهندسی شده هر آلومینیومی مناسب سولار نیست. آلیاژهای ۶۰۶۳ و ۶۰۰۵ با عملیات حرارتی T6، تعادل دقیقی میان استحکام کششی و مقاومت در برابر خستگی ایجاد میکنند. آلومینیومهای بازیافتی یا آلیاژهای متفرقه در برابر بادهای شدید دچار خمش دائمی میشوند.
ج) کابوس خوردگی گالوانیک (Electrochemical Corrosion) این نکتهای است که بسیاری از نصابان آماتور نادیده میگیرند. هرگاه آلومینیوم و فولاد در حضور رطوبت مستقیماً به هم متصل شوند، پیل الکتریکی تشکیل شده و آلومینیوم خورده میشود.
-
راهکار: همیشه از واشرها یا پدهای جداکننده (EPDM یا پلاستیک فشرده) و کلمپهای استاندارد استفاده کنید تا تماس فلز-به-فلز بین دو جنس متفاوت قطع شود.
د) اتصالات و پیچ و مهرهها (Fasteners) تمام پیچها و مهرهها باید از جنس استنلس استیل (گرید ۳۰۴ برای مناطق عادی و ۳۱۶ برای مناطق ساحلی) باشند. پیچهای فولادی معمولی حتی با روکش گالوانیزه، پس از مدتی زنگ زده و در هنگام تعمیرات باز نمیشوند (Grid-lock).
ه) مهندسی باد و برف سازه باید دارای «دفترچه محاسبات» باشد. آیا سازه برای تحمل بار باد ۱۲۰ کیلومتر بر ساعت یا بار برف سنگین منطقه شما طراحی شده است؟ سازههای سبک و ارزانقیمت در اولین طوفان جدی، باعث کنده شدن پنلها و خسارات جبرانناپذیر میشوند.
۳. نکته تکمیلی: اهمیت اتصال زمین (Earthing) در استراکچر
علاوه بر تحمل وزن، استراکچر وظیفه هدایت جریانهای نشتی و صاعقه را نیز بر عهده دارد. در سازههای آلومینیومی آنودایز شده، لایه اکسید عایق است؛ بنابراین نصاب باید از واشرهای مخصوص دندانهدار (Earth washers) استفاده کند که با خراشیدن سطح آنودایز، اتصال الکتریکی کامل بین پنل، ریل و سیستم ارتینگ را برقرار سازند.
جمعبندی مدیریتی
استراکچر خورشیدی شاید کمتر از ۱۰ تا ۱۵ درصد هزینه پروژه را تشکیل دهد، اما ۱۰۰ درصد امنیت سرمایه به آن وابسته است. انتخاب فلز مناسب با پوشش استاندارد و رعایت نکات نصب (جلوگیری از خوردگی گالوانیک)، تضمین میکند که نیروگاه شما در سال بیستم نیز به همان استواری روز اول، برق تولید کند.
