نظام تصاعد ضوئي

تُستخدم أنظمة تركيب الخلايا الضوئية (وتسمى أيضًا أرفف الوحدات الشمسية) لإصلاح الألواح الشمسية على الأسطح مثل الأسقف أو واجهات المباني أو الأرض. تسمح أنظمة التثبيت هذه بشكل عام بتعديل الألواح الشمسية على الأسطح أو كجزء من هيكل المبنى (يسمى BIPV).

تصاعد السقف
يمكن تركيب المجموعة الشمسية للنظام الكهروضوئي على أسطح المنازل ، بشكل عام مع وجود فجوات قليلة وبوصة موازية لسطح السقف. إذا كان السطح أفقيًا ، فسيتم تركيب الصفيف مع محاذاة كل لوحة بزاوية. إذا كان من المخطط تركيب الألواح قبل بناء السقف ، فيمكن تصميم السقف وفقًا لذلك عن طريق تثبيت أقواس الدعم للألواح قبل تركيب مواد السقف. يمكن تنفيذ تركيب الألواح الشمسية من قبل الطاقم المسؤول عن تركيب السقف. إذا تم بناء السقف بالفعل ، فمن السهل نسبيًا إعادة تركيب الألواح مباشرة فوق هياكل الأسقف الحالية. بالنسبة لأقلية صغيرة من الأسقف (غالباً ما لا تكون مبنية على الكود) المصممة بحيث تكون قادرة على حمل وزن السقف فقط ، فإن تركيب الألواح الشمسية يتطلب تقوية بنية السقف قبل اليد. في جميع حالات التعديل التحديثي ، من الضروري النظر بشكل خاص في عمليات إغلاق الغلاف الجوي. هناك العديد من التصاميم ذات الوزن المنخفض للأنظمة الكهروضوئية التي يمكن استخدامها على الأسقف المنحدرة أو المسطحة (مثل الأوتاد البلاستيكية أو الجراب الكهروضوئي) ، ومع ذلك ، تعتمد على نوع من قضبان الألمنيوم المسحوبة (مثل Unirac). في الآونة الأخيرة ، تم اختبار حلول الأرفف الكهروضوئية القائمة على التوتر بنجاح والتي تقلل من الوزن والتكلفة. في بعض الحالات ، عند التحويل إلى القوباء المنطقية ، فإن وزن مواد السقف المزالة يمكن أن يعوض الوزن الإضافي لهيكل الألواح. وتشمل الممارسة العامة لتركيب الألواح الشمسية المركبة على السقف وجود قوس الدعم لكل مائة واط من الألواح.

محمولة على الأرض
عادة ما تكون الأنظمة الكهروضوئية المركبة على الأرض عبارة عن محطات طاقة شمسية كبيرة الحجم ومفيدة. تتكون المجموعة الكهروضوئية من وحدات شمسية مثبتة في مكانها بواسطة رفوف أو إطارات متصلة بدعامات تثبيت أرضية.

تشمل دعائم التثبيت الأرضية:

يتصاعد القطب ، والتي تدفع مباشرة إلى الأرض أو جزءا لا يتجزأ من الخرسانة.
تتصاعد المؤسسة ، مثل الألواح الخرسانية أو المسكوبة
يتكوّن حوامل القدم الصخرية ، مثل قواعد الخرسانة أو الفولاذ التي تستخدم الوزن لتأمين نظام الوحدة الشمسية في موضعها ولا تتطلب اختراقًا للأرض. هذا النوع من نظام التثبيت مناسب تمامًا للمواقع التي لا يكون فيها الحفر ممكنًا مثل مدافن القمامة المغطاة وتبسط عملية إيقاف أو إعادة نقل أنظمة الوحدات الشمسية.

تصاعد كهيكل الظل
كما يمكن تركيب الألواح الشمسية كهيكل ظلال حيث يمكن للألواح الشمسية توفير الظل بدلاً من أغطية الفناء. تختلف تكلفة أنظمة التظليل هذه بشكلٍ عام عن أغطية الباحة القياسية ، خاصةً في الحالات التي يتم فيها توفير الظل بالكامل بواسطة اللوحات. يمكن أن يكون هيكل الدعم لأنظمة التظليل عبارة عن أنظمة عادية لأن وزن مجموعة PV القياسية يتراوح بين 3 و 5 أرطال / قدم 2. إذا كانت اللوحات مثبتة في زاوية أكثر انحدارًا من أغطية الفناء العادية ، فقد تتطلب هياكل الدعم تعزيزًا إضافيًا. تتضمن المشكلات الأخرى التي يتم اعتبارها:

الوصول إلى مجموعة مبسطة للصيانة.
قد يتم إخفاء الأسلاك الوحدة للحفاظ على جماليات بنية التظليل.
يجب تجنب تزايد الكروم حول الهيكل لأنها قد تتلامس مع الأسلاك.

بناء الخلايا الضوئية المتكاملة
إن الخلايا الكهروضوئية المتكاملة (BIPV) هي مواد فلطائية ضوئية تستخدم لاستبدال مواد البناء التقليدية في أجزاء من غلاف المبنى مثل السقف (البلاط) ، أو المناور ، أو الواجهات. يتم دمجها بشكل متزايد في تشييد مبانٍ جديدة كمصدر رئيسي أو مصدر ثانوي للطاقة الكهربائية ، على الرغم من أنه قد يتم تحديث المباني الحالية مع وحدات BIPV أيضًا. تكمن ميزة الخلايا الفولتية الضوئية المتكاملة في الأنظمة غير المتكاملة الأكثر شيوعًا في أن التكلفة الأولية يمكن تعويضها عن طريق تقليل الكمية التي يتم إنفاقها على مواد البناء والعمالة التي عادة ما تستخدم في بناء جزء من المبنى الذي تستبدل به وحدات BIPV.

تستخدم الخلايا الكهروضوئية المبنية على البناء (BAPV) وحدات الطاقة الشمسية لإنشاء نوافذ الكهروضوئية الشمسية وبهذه الطريقة أيضًا لإعادة إنشاء المبنى الحالي.

الاتجاه والميل
تعمل الخلية الشمسية بشكل أفضل عندما يكون سطحها متعامدًا مع أشعة الشمس ، والتي تتغير باستمرار على مدار اليوم والموسم. إنها ممارسة شائعة لإمالة وحدة كهروضوئية ثابتة (بدون تعقب شمسي) في نفس زاوية خط العرض لموقع الصف لتعظيم عائد الطاقة السنوي للوحدة. على سبيل المثال ، توفر الوحدة الكهروضوئية على السطح في المناطق المدارية أعلى إنتاج سنوي للطاقة عندما يكون ميل سطح اللوحة قريبًا من الاتجاه الأفقي. أظهرت دراسة أجريت في المناطق المدارية أن اتجاه الكهروضوئية على سطح منخفض المنحدر له تأثير ضئيل على عائد الطاقة السنوي ، ولكن في حالة التطبيقات الشمسية الخارجية للواجهة الشمسية الضوئية ، فإن الواجهة الشرقية ومنحدر اللوحة من 30 إلى 40 ° هما المكان الأنسب والميل .