أنواع شائعة من الهياكل الداعمة الفولاذية

1. هيكل الدعم المثلثي
استُخدم هذا النوع من الهياكل على نطاق واسع في مشاريع الطاقة الكهروضوئية المبكرة، كما هو موضح في الشكل 1. يتميز بأرجل أمامية وخلفية بأطوال مختلفة، يتم تثبيتها بالمسامير على الأساس. يدعم الدعامة القطرية الساق الأطول عند قاعدتها وتتصل بمنتصف العارضة المائلة. تستقر العوارض الطولية على العارضة المائلة، وتشكل نظام دعم الألواح الشمسية. هذا الهيكل هو نظام مستقر هندسيًا بدون قيود زائدة.

يوضح الشكل 2 الاتصال النموذجي بين قاعدة العمود والأساس لمثل هذه الهياكل. إذا اعتبرت قاعدة العمود بمثابة وصلة مفصلية، فإن الهيكل يميل إلى التشوه بشكل كبير، ويتطلب المزيد من الفولاذ، وغالبًا ما يؤدي إلى معدل كسر مرتفع لوحدات الطاقة الكهروضوئية بدون إطار بسبب التشوه.

2. هيكل الدعم المثلثي المعدل
يضع هيكل الدعم المثلثي متطلبات عالية على الاتصال بين الأرجل والأساس. لمعالجة هذه المشكلة بفعالية، تم تطوير هيكل الدعم المثلثي المعدل. يضيف هذا التصميم دعامات قطرية إلى الهيكل المثلثي الأصلي، مما يعزز الاستقرار العام. على الرغم من أنه يزيد قليلاً من استخدام الفولاذ، إلا أنه يقلل من التشوه عن طريق تنسيق حركة الأعمدة الأمامية والخلفية. إنه مناسب لأنواع مختلفة من دعامات الوحدات الكهروضوئية، خاصة في المشاريع ذات أحمال الرياح العالية أو التضاريس غير المستوية أو المناطق الجبلية حيث تكون السلامة الهيكلية العالية والحد الأدنى من التشوه مطلوبين.

3. هيكل دعم الجملون
يتبع هيكل دعم الجملون "قاعدة الأجسام الصلبة الثلاثة" في الميكانيكا الإنشائية: ثلاثة أجسام صلبة متصلة بشكل زوجي بثلاثة مفصلات فردية غير متوازية تشكل نظامًا مستقرًا بدون قيود زائدة. إنه هيكل ثنائي بسيط. عن طريق إلغاء الحاجة إلى أرجل بأطوال مختلفة، فإنه يقلل من استخدام الفولاذ، ويبسط الهيكل، ويسهل التركيب.

ومع ذلك، فإن هذا الهيكل له قيود معينة:
1) نظرًا لأنه لا يمكنه تعديل الارتفاع، فهو مناسب فقط للتضاريس المسطحة أو المنحدرة بلطف.
2) يؤدي إلغاء الأرجل الأمامية والخلفية إلى زيادة طول تمدد العارضة. في ظل الأحمال الأعلى، يزداد تشوه الهيكل، مما يشكل مخاطر على استقرار نظام دعم الطاقة الكهروضوئية ومعدل كسر وحدات الطاقة الكهروضوئية بدون إطار. لذلك، فإن هيكل دعم الجملون مناسب فقط للبيئات ذات أحمال الرياح المنخفضة.

4. هيكل دعم الجملون المعدل
لمعالجة مشكلة الاستخدام العالي للفولاذ في العوارض المائلة لهيكل دعم الجملون، تم تطوير نسخة معدلة. يدمج هذا التصميم ميزات هيكل الدعم المثلثي عن طريق إضافة ساق خلفية إلى دعم الجملون، وبالتالي تقليل طول تمدد العارضة. هذا يعزز استقرار نظام الدعم ويقلل من معدل كسر الوحدات الكهروضوئية. يستخدم هيكل دعم الجملون المعدل كمية قليلة فقط من الفولاذ أكثر من تصميم الجملون الأصلي ولكنه أكثر اقتصادًا مقارنة بهياكل الدعم المثلثية.

5. هيكل دعم الطاقة الكهروضوئية أحادي العمود
يتكون هيكل دعم الطاقة الكهروضوئية أحادي العمود في المقام الأول من مكونات رئيسية مثل العارضة الرئيسية، والعارضة الثانوية، والدعم الأمامي، والدعم الخلفي، والعمود الفولاذي، والمشبك، والأساس أحادي الركيزة. يستخدم دعامتين قطريتين لدعم العوارض الرئيسية والثانوية، والتي بدورها تحمل الألواح الكهروضوئية. يتم تحقيق الاتصال بين الدعامات القطرية الفولاذية والأساس أحادي الركيزة من خلال المشابك، مما يجعل الهيكل بسيطًا وفعالًا.

بالإضافة إلى ذلك، يشغل هيكل دعم الطاقة الكهروضوئية أحادي العمود مساحة أقل، مما يسمح بالاستخدام الفعال للأرض بين الصفوف الأمامية والخلفية من مصفوفات الطاقة الكهروضوئية. الدعامات الأمامية والخلفية لهذا الهيكل هي في الأساس إصدارات ممدودة من الأعمدة الأمامية والخلفية في هياكل الدعم ذات الأعمدة المزدوجة. ومع ذلك، نظرًا لإضافة المشابك والأعمدة الفولاذية والمكونات الأخرى، يتطلب هيكل الدعم أحادي العمود فولاذًا أكثر بكثير مقارنة بهياكل الدعم ذات الأعمدة المزدوجة.