لقد وضع التحول العالمي نحو الطاقة المتجددة الطاقة الشمسية في قلب المحادثة، ووراء كل تركيب شمسي يمكن الاعتماد عليه يوجد نظام هيكلي نادرًا ما يحظى بالاهتمام الذي يستحقه. لمحات من الألومنيوم الكهروضوئية تشكل العمود الفقري المادي لأنظمة تركيب الألواح الشمسية، حيث تربط الدقة الهندسية بالأداء طويل المدى. سواء أكان الأمر عبارة عن مجموعة سكنية على السطح أو محطة طاقة مثبتة على الأرض على نطاق واسع، فإن اختيار مقاطع الألومنيوم يؤثر بشكل مباشر على السلامة الهيكلية، وكفاءة التركيب، والعائد الإجمالي على الاستثمار.
محتوى
مقاطع الألمنيوم الكهروضوئية عبارة عن مكونات من الألومنيوم المبثوق مصممة خصيصًا لدعم الألواح الشمسية وتأطيرها وتأمينها داخل نظام التركيب. على عكس الألومنيوم الإنشائي العام، تم تصميم المقاطع الكهروضوئية بأشكال هندسية مستعرضة دقيقة تستوعب تفاوتات سمك اللوحة، ومتطلبات توزيع الأحمال، واحتياجات مقاومة الطقس. يتم تصنيعها من خلال عملية البثق التي يتم فيها دفع كتل سبائك الألومنيوم من خلال قالب على شكل، مما ينتج أطوال متواصلة من المقاطع العرضية المعقدة التي يمكن قطعها وتجميعها في الموقع.
تخدم هذه التشكيلات أدوارًا متعددة في وقت واحد: فهي تثبت الألواح في موضعها، وتنقل أحمال الرياح والثلوج إلى البنية التحتية، وتوفر مسارات التأريض، وفي العديد من التصميمات تسمح بالتركيب السريع أو بدون أدوات. إن الجمع بين البناء خفيف الوزن ونسبة القوة إلى الوزن العالية يجعل الألومنيوم المادة المفضلة في كل قطاعات الصناعة الكهروضوئية تقريبًا.
لقد اكتسب الألومنيوم موقعه المهيمن في تطبيقات تركيب الطاقة الشمسية نظرًا لأن خواصه الفيزيائية والكيميائية تتوافق تمامًا مع متطلبات التركيبات الخارجية طويلة العمر. يساعد فهم هذه الخصائص المشترين والمهندسين على اتخاذ قرارات أكثر استنارة عند تحديد أنظمة التركيب.
عند تعرضه للهواء، يشكل الألومنيوم بشكل طبيعي طبقة أكسيد رقيقة تعمل كحاجز ضد المزيد من الأكسدة. بالنسبة لتطبيقات الطاقة الشمسية، يتم تعزيز ذلك من خلال الأكسدة، وهي معالجة سطحية كهروكيميائية تعمل على زيادة سماكة طبقة الأكسيد إلى ما بين 10 و25 ميكرون. تقاوم مقاطع الألمنيوم الكهروضوئية المؤكسدة التآكل الناتج عن المطر والرطوبة والهواء المالح والملوثات الصناعية، مما يجعلها مناسبة للبيئات الساحلية والصناعية والصحراوية حيث قد تتحلل المواد الأخرى بشكل كبير في غضون بضع سنوات.
السبيكة الأكثر استخدامًا للمقاطع الكهروضوئية هي 6063-T5 أو 6005-T5، وكلاهما يوفر قوة شد تبلغ حوالي 150-270 ميجا باسكال مع الحفاظ على كثافة تبلغ 2.7 جم / سم مكعب فقط. يتيح ذلك لهياكل التركيب أن تظل خفيفة الوزن - مما يقلل تكاليف الشحن ويبسط حسابات حمل السقف - دون التضحية بالأداء الهيكلي في ظل رفع الرياح أو تراكم الثلوج.
تساعد الموصلية الحرارية للألمنيوم على تبديد الحرارة التي تتراكم في أجهزة التثبيت خلال ساعات الذروة المشمسة، مما يقلل الضغط على المفاصل الميكانيكية. كما أن موصليتها الكهربائية تجعلها فعالة في تأريض النظام، والعديد من تصميمات السكك الكهروضوئية الحديثة تدمج ميزات الربط مباشرة في الشكل الهندسي، مما يلغي الحاجة إلى أجهزة تأريض منفصلة.
تستخدم صناعة الخلايا الكهروضوئية عدة فئات مميزة، تم تحسين كل منها لوظيفة محددة داخل نظام التركيب. يلخص الجدول أدناه الأنواع الأساسية وتطبيقاتها النموذجية.
| نوع الملف الشخصي | وظيفة | تطبيق نموذجي |
| السكك الحديدية / تركيب السكك الحديدية | العضو الأساسي الحامل، يدعم وزن اللوحة والقوى الجانبية | أنظمة التثبيت على السطح والأرض |
| ملف تعريف إطار اللوحة | يغلف الصفائح الزجاجية للوحة، ويوفر حماية للحافة | الوحدات الكهروضوئية ذات الإطار القياسي |
| منتصف المشبك / نهاية المشبك | يؤمن الألواح على القضبان، وينقل أحمال النقاط | جميع أنواع اللوحات مع الإطار |
| موصل لصق | ينضم إلى قسمين من السكك الحديدية من النهاية إلى النهاية من أجل جولات ممتدة | مصفوفات تجارية كبيرة |
| L-القدم / قوس القاعدة | يثبت نظام السكك الحديدية على هيكل السقف أو كومة الأرض | أنظمة مائلة ومسطحة على السطح |
| إمالة الساق / قوس الزاوية | يضبط زاوية ميل اللوحة على الأسطح المسطحة | أنظمة الأسطح المسطحة والمرآب |
يبدأ تصنيع مقاطع الألمنيوم الكهروضوئية بصب سبائك الألومنيوم عالية النقاء، والأكثر شيوعًا من سلسلة 6000. يتم تسخين الكتل إلى ما يقرب من 500 درجة مئوية ويتم دفعها من خلال قوالب فولاذية دقيقة تحت ضغط يصل إلى 15000 طن، لتظهر على شكل مقاطع متواصلة ذات أشكال هندسية داخلية معقدة بما في ذلك الغرف المجوفة، وفتحات T، والقنوات المتكاملة لإدخال أدوات التثبيت.
بعد البثق، تخضع المقاطع للتصلب حسب العمر - وهي عملية معالجة حرارية تعمل على محاذاة البنية المجهرية للسبيكة لتحقيق الخواص الميكانيكية المستهدفة لتسمية الحرارة T5 أو T6. يتبع ذلك المعالجة السطحية، وعادةً ما يقدم المصنعون ثلاثة خيارات:
يتم نشر مقاطع الألمنيوم الكهروضوئية عبر مجموعة واسعة من أنواع التركيب، وتختلف هندسة التشكيلات المحددة المطلوبة بشكل كبير فيما بينها.
في البيئات السكنية، تعد مقاطع السكك الحديدية المدمجة مع فتحات T المدمجة للمشابك المتوسطة والنهاية هي الحل الأكثر شيوعًا. تعطي هذه الأنظمة الأولوية لسهولة التركيب وانخفاض عدد اختراق السقف. إن طبيعة الألمنيوم خفيفة الوزن تعني أن معظم هياكل الأسطح السكنية يمكنها استيعاب الحمل الإضافي دون تعديلات هندسية.
تستخدم التركيبات التجارية ذات الأسطح المسطحة في كثير من الأحيان أنظمة الإمالة ذات الصابورة أو منخفضة الانحدار حيث تعمل أرجل الإمالة المصنوعة من الألومنيوم والأشكال الجانبية الديناميكية الهوائية على تقليل قوى رفع الرياح. تعد امتدادات السكك الحديدية الأطول من 3 إلى 6 أمتار أمرًا شائعًا، مما يتطلب مقاطع عرضية ذات لحظة أعلى من القصور الذاتي لمنع الانحراف المفرط تحت الحمل.
على نطاق المنفعة، عادةً ما يتم دمج مقاطع الألمنيوم مع أكوام فولاذية مجلفنة بالغمس الساخن وأعضاء متقاطعة لتحقيق التوازن بين التكلفة وأداء التآكل. مكونات الألومنيوم الأكثر شيوعًا في هذا المقياس هي مقاطع إطار اللوحة، والمشابك المتوسطة والنهاية، والمدادات التي تمتد بين الأعضاء المتقاطعة الفولاذية.
تتطلب الخلايا الكهروضوئية المدمجة في البناء (BIPV) وهياكل مرآب الطاقة الشمسية مقاطع ألومنيوم تجمع بين الأداء الهيكلي والمظهر المعماري. يتم تطوير ملفات تعريف البثق المخصصة بشكل متكرر لهذه المشاريع، وتتضمن قنوات التثبيت المخفية، وفتحات إدارة الكابلات، وأسطح التشطيب المتوافقة مع مطابقة ألوان مسحوق الطلاء.
يتطلب اختيار الملف التعريفي الصحيح للمشروع تقييم عدة عوامل مترابطة. إن التعامل مع هذا كقائمة مرجعية يقلل من مخاطر الفشل الهيكلي وتأخير التثبيت ومشكلات الضمان.
واحدة من الحجج الأكثر إلحاحا للألمنيوم في التطبيقات الكهروضوئية هي قابليته لإعادة التدوير. يمكن إعادة تدوير الألومنيوم إلى أجل غير مسمى دون فقدان الخواص الميكانيكية، وتتطلب إعادة التدوير حوالي 5٪ فقط من الطاقة اللازمة لإنتاج الألومنيوم الأولي من خام البوكسيت. مع اقتراب الجيل الأول من منشآت الطاقة الشمسية واسعة النطاق من نهاية عمرها التصميمي الذي يتراوح بين 25 و30 عامًا، أصبحت القدرة على استعادة مكونات تركيب الألومنيوم وإعادة استخدامها جزءًا متزايد الأهمية من استراتيجية الاقتصاد الدائري لصناعة الطاقة الشمسية.
تقدم العديد من الشركات المصنعة الآن برامج استرجاع لأجهزة التركيب التي تم إيقاف تشغيلها، وتعوض قيمة الخردة للألمنيوم المسترد جزءًا من تكلفة إيقاف التشغيل - وهي فائدة مالية تعزز اقتصاديات دورة الحياة الشاملة للاستثمار في الطاقة الشمسية. بالنسبة لمطوري المشاريع الذين يقومون بحساب تكلفة الطاقة المستوية (LCOE)، فإن حساب قيمة استرداد الألومنيوم في نهاية العمر الافتراضي يعد ممارسة مشروعة ومتنامية.
يتم تحفيز الابتكار في مقاطع الألمنيوم الكهروضوئية من خلال ثلاثة ضغوط متقاربة: الحاجة إلى تقليل تكاليف عمالة التركيب، والطلب على الأنظمة المتوافقة مع ألواح الجيل التالي الأكبر والأثقل، والدفع لتقليل استهلاك المواد لكل واط من القدرة المركبة. تتضمن الاستجابات لهذه الضغوط موصلات لصق خالية من الأدوات يتم تثبيتها في موضعها دون أدوات تثبيت، وأخاديد إدارة الكابلات المتكاملة التي تمنع تشغيل القنوات المنفصلة، والتحسين الحسابي لهندسة المقطع العرضي لإزالة المواد من المناطق منخفضة الضغط مع الحفاظ على أداء الانحراف.
مع تزايد اعتماد الألواح ثنائية الجانب وانتشار أنظمة التتبع في مشاريع المرافق، يقوم مصممو مقاطع الألمنيوم أيضًا بتطوير مقاطع عرضية منخفضة المستوى ومُحسَّنة من الناحية الديناميكية الهوائية تقلل من التظليل على سطح الخلية الخلفية وتقلل من مقاومة الرياح على أنابيب عزم دوران التتبع أحادية المحور. إن الجمع بين التطوير المتقدم للسبائك، والبثق الدقيق، وتكامل التصميم على مستوى النظام يعني أن مقاطع الألمنيوم الكهروضوئية ستستمر في التطور بالتوازي مع الألواح والمحولات التي تدعمها - مما يعمل على تشغيل انتقال الطاقة بهدوء من الألف إلى الياء.
+86-19156366875
رقم 1016، طريق باوتشنغ، المنطقة الاقتصادية والتكنولوجية التنموية، مدينة شوانتشنغ، مقاطعة آنهوي، الصين
حقوق الطبع والنشر © Anhui Huilong Group Huilv New Material Technology Co., Ltd. جميع الحقوق جميع الحقوق محفوظة.
مصنّعو قطاعات الألمنيوم
