أنواع مختلفة من أنظمة تركيب الطاقة الشمسية على الأسطح

أنظمة تركيب الأسقف المائلة

عند تركيب أنظمة الطاقة الشمسية المنزلية، غالبًا ما تُركّب الألواح الشمسية على أسطح المنازل المائلة. تتوفر خيارات عديدة لأنظمة التركيب لهذه الأسطح المائلة، وأكثرها شيوعًا هي الأسقف ذات القضبان، والأسقف بدون قضبان، والأسقف المشتركة. تتطلب جميع هذه الأنظمة نوعًا من الاختراق أو التثبيت في السقف، سواءً كان ذلك عن طريق التثبيت على العوارض الخشبية أو مباشرةً على سطح السقف.

يستخدم النظام السكني القياسي قضبانًا مثبتة بالسقف لدعم صفوف من الألواح الشمسية. كل لوحة، عادةً ما تكون عمودية/عمودية، تُثبّت على قضيبين باستخدام مشابك. تُثبّت القضبان بالسقف بواسطة مسمار أو برغي، مع تركيب وامض حول/فوق الفتحة لضمان سد محكم للماء.

الأنظمة الخالية من القضبان واضحة بذاتها - فبدلاً من تثبيتها على قضبان، تُثبّت الألواح الشمسية مباشرةً على الأجهزة المتصلة بالمسامير/البراغي المثبتة في السقف. يُعتبر إطار الوحدة أساسًا بمثابة القضبان. لا تزال الأنظمة الخالية من القضبان تحتاج إلى نفس عدد الملحقات في السقف مثل الأنظمة ذات القضبان، ولكن إزالة القضبان تُقلل من تكاليف التصنيع والشحن، كما أن تقليل عدد المكونات يُسرّع من وقت التركيب. لا تقتصر الألواح على اتجاه القضبان الصلبة، ويمكن وضعها في أي اتجاه مع النظام الخالي من القضبان.

تعتمد أنظمة السكك الحديدية المشتركة على صفين من الألواح الشمسية، عادةً ما يكونان متصلين بأربعة قضبان، ثم يُزال أحدهما، مما يُثبّت الصفين على قضيب وسطي مشترك. تتطلب أنظمة السكك الحديدية المشتركة اختراقات أقل للسقف، حيث يُزال طول قضيب كامل (أو أكثر). يمكن وضع الألواح في أي اتجاه، وبمجرد تحديد موضع القضبان بدقة، يكون التركيب سريعًا.

كان يُعتقد سابقًا أنه من المستحيل تركيبها على الأسطح المائلة، لكن أنظمة التثبيت المُثبّتة وغير النافذة تكتسب زخمًا متزايدًا. تُثبّت هذه الأنظمة بشكل أساسي على قمة السقف، موزعةً وزن النظام على جانبيه.

يُبقي التحميل الناتج عن الإجهاد المصفوفة شبه مشدودة إلى السقف. قد تظل هناك حاجة إلى صابورة (عادةً ما تكون بلاطات خرسانية صغيرة) لتثبيت النظام، ويُوضع هذا الوزن الإضافي فوق الجدران الحاملة. بفضل عدم وجود أي اختراقات، يُمكن تركيبه بسرعة مذهلة.

أنظمة تركيب الأسطح المسطحة

تُستخدم تطبيقات الطاقة الشمسية التجارية والصناعية غالبًا على أسطح المنازل المسطحة الكبيرة، مثل المتاجر الكبرى أو مصانع التصنيع. قد تكون هذه الأسطح مائلة قليلاً، ولكن ليس بنفس ميل الأسطح السكنية المائلة. عادةً ما تكون أنظمة تركيب الطاقة الشمسية على الأسطح المسطحة مزودة بثقل مع اختراقات قليلة.

نظراً لتركيبها على سطح كبير ومستوٍ، يُمكن تركيب أنظمة تثبيت الأسطح المسطحة بسهولة نسبية والاستفادة من التجميع المسبق. تستخدم معظم أنظمة التثبيت المُثبّتة للأسطح المسطحة "قاعدة" كقاعدة تجميع - قطعة معدنية تشبه السلة أو الصينية بتصميم مائل تُوضع أعلى السطح، تحمل كتل الصابورة في الأسفل والألواح على طول حوافها العلوية والسفلية. تُميل الألواح بأفضل زاوية لالتقاط أكبر قدر من ضوء الشمس، عادةً ما بين 5 و15 درجة. تعتمد كمية الصابورة المطلوبة على حد حمولة السقف. عندما لا يتحمل السقف وزناً إضافياً كبيراً، قد يلزم بعض الاختراقات. تُثبّت الألواح في أنظمة التثبيت إما بواسطة المشابك أو المشابك.

على الأسطح المسطحة الكبيرة، يُفضل وضع الألواح باتجاه الجنوب، ولكن عندما يتعذر ذلك، يُمكن توليد الطاقة الشمسية بتكوينات شرقية غربية. كما يُوفر العديد من مُصنّعي أنظمة تركيب الأسطح المسطحة أنظمة شرقية غربية أو أنظمة إمالة مزدوجة. تُركّب أنظمة الشرق والغرب تمامًا مثل أنظمة تثبيت الصابورة المُوجّهة للجنوب، باستثناء أن الأنظمة تُدار بزاوية 90 درجة، والألواح مُتلاصقة، مما يُعطي النظام إمالة مزدوجة. يتسع السطح لعدد أكبر من الوحدات نظرًا لقلة المسافة بين الصفوف.

تتوفر أنظمة تركيب الأسطح المسطحة بتشكيلات متنوعة. في حين أن أنظمة الألومنيوم والفولاذ المقاوم للصدأ لا تزال تُستخدم على الأسطح المسطحة، إلا أن العديد من الأنظمة القائمة على البلاستيك والبوليمر تحظى بشعبية كبيرة. بفضل وزنها الخفيف وتصميمها القابل للتشكيل، تُسهّل هذه الأنظمة عملية التركيب وتسريعه.

ألواح الطاقة الشمسية وأنظمة الطاقة الشمسية المتكاملة

مع تزايد اهتمام الجمهور بالجماليات وأنظمة الطاقة الشمسية الفريدة، ستزداد شعبية ألواح الطاقة الشمسية. تُعدّ ألواح الطاقة الشمسية جزءًا من عائلة الألواح الكهروضوئية المدمجة في المباني (BIPV)، أي أن الطاقة الشمسية مدمجة في الهيكل. لا حاجة لأنظمة تركيب لهذه المنتجات الشمسية، إذ تُدمج في السقف، لتصبح جزءًا منه.