حلول مشكلة أنظمة تثبيت السطح المسطح للمشهد التجاري المفتوح على مصراعيه

أجوبة أنظمة تركيب سقف المستوى للمشهد التجاري المفتوح على مصراعيه

يتم تقديم عدد متزايد من الأطر الكهروضوئية في تطبيقات الأعمال على الولايات المتحدة. في حين أن عددًا كبيرًا من مناطق السطح التي يمكن الوصول إليها في مكاتب الأعمال يُنظر إليها على أنها مستوى ، فإن أسطح المنازل ذات المستوى الأدنى لها ميل ضئيل إليها. بانتظام يتم تشغيل صعود 0.25 بوصة على المدى 12 بوصة – تشير إلى أنه 1/4: 12 الملعب – من طاحونة. لذلك فكل هذه الأمور تعتبر أكثر ملاءمة للتطبيقات ذات الميل المنخفض. في حين أن أسطح المنازل المنخفضة غالباً ما تكون موقعًا خياليًا لبعض الدمجين المعتمدين على أشعة الشمس ، إلا أنها تقدم العديد من التحديات المتعلقة بالتخطيط والتأسيس: الوديان وحواف النفايات ، والقنوات نفسها ، والمنافذ ، ومراوح العادم ، ووحدات الأسطح ، والشيكات والمشابك. هذه يجب أن تؤخذ في الاعتبار عند إجراء الخطة. في هذه المقالة ، ألق نظرة على قيود الخطة والتأملات الخاصة بأساليب التثبيت على السطح. بالإضافة إلى ذلك ، أرسم إجابات أرفف يمكن الوصول إليها ماليًا لمجموعة متنوعة من هياكل السطح.

تصاعد التقنيات

توجد ثلاثة خيارات أساسية أثناء عرض معرض كهروضوئي على سطح مستوٍ: متصل ، ثقل ، واختيار سلالة متقاطعة يستخدم كلاً من ثقل الموازنة والوصلة الأساسية. يتم الإشارة إلى الأخير بشكل متكرر كإطار عمل متصل بشكل غير مهم. كل هكتار لها تفضيلاتها وضررها التي ينبغي موازنة بعضها البعض.

إلحاق. يعتمد نوع الإطار الملحق بشكل أساسي على المداخل الموجودة على سطح السطح والارتباط مع المحيط. يمكن الوصول إلى بعض البدائل لربط إطار الأرفف بالمبنى. سيتم التحكم في الاستراتيجيات الجديرة باستراتيجية تطوير المباني ومسح التصميم. قد تتضمن التفاصيل الدقيقة للمواجهات مواضع ملحومة أو مشدودة ، وأدوات تحكم منسقة في مصفوفات المواد أو الفولاذ المعلقة على سطح السطح. مرارا وتكرارا دليل اتصال الصلب أو سطح السفينة المادية مرضية في الأساس ؛ في الحالات المختلفة ، يلزم الاتصال بالدعامات أو العوارض الخشبية. تتضمن مزايا إطارات الأرفف المرتبطة التراص المتراكم المنخفض للهيكل ، والقدرة على بناء الاحتياجات الواضحة للأحمال الحية ، والبدائل الموسعة للإمالة العنقودية ، والقدرة على الحصول على معرض لا يراعي الكثير من الضوء على نفايات السطح.

زود بالأثقال. تعتمد حوامل الصابورة فقط على وزن المصفوفة ونظام الأرفف والمواد الإضافية ، مثل أرضيات الخرسانة ، لتثبيت الصفيف على السطح. أكبر ميزة لها هي عدم وجود اختراقات السقف. هذا لا يلغي الحاجة إلى العمل مع مقاول تسقيف ، ولكنه يمكن أن يقلل بشكل كبير التنسيق المطلوب بين الأسطح والمثبت الكهروضوئي. يمكن تثبيت هذه الصفائف بشكل عام مع الحفاظ على ضمان السقف. ولكن من أجل القيام بذلك ، يجب تنسيق التثبيت مع الأسطح الأصلية أو ممثل معتمد لشركة تصنيع الأسقف. تحتاج أنظمة الأثقال إلى التحليل الدقيق نظرًا لزيادة تحميل السقف الذي تفرضه الصفيف. أيضًا ، ستقتصر العديد من أنظمة الأثقال على درجة حرارة 20 درجة أو أقل لتقليل قوى رفع الرياح.

الهجين. يستفيد النظام المصغر أو المختلط من الميزات المرفقة والصابورة. سيتطلب نظام الأرفف الهجين عددًا أدنى من الاختراقات ومستوى الصابورة. إن مفهوم النظام المختلط بسيط إلى حد ما: فكلما قل عدد الاختراقات المستخدمة ، زاد الضغط المطلوب والعكس صحيح. يتم نشر مثال على المفاضلة بين المرفق والصابورة في دليل التثبيت السريع unirac. قدم المرفق السريع لديه تصنيف رفع الحد الأقصى من 1200 جنيه. يؤدي تثبيت مرفق سريع واحد لكل 15 وحدة إلى انخفاض الصابورة بمقدار 3.84 رطل لكل قدم مربع ، بينما يقلل مرفق واحد لكل ستة وحدات من متطلبات الصابورة بمقدار 8.70 رطل لكل قدم مربع. يسمح هذا لمصمم النظام بتحسين تصميم نظام الأرفف استنادًا إلى عوامل بناء معروفة ، مثل حد حمل الحمل وتباعد أعضاء الدعم الهيكلي الخاصة به.

أنظمة التخزين المرفقة
في بعض الحالات ، قد تكون الأنظمة المرفقة هي الخيار الوحيد المتاح للمصممين. بالمقارنة مع أنظمة الكوابح ، على سبيل المثال ، تؤدي التركيبات الهيكلية المرفقة إلى أقل حمل ميت على المبنى. بالنسبة للمشروعات التي يكون فيها تقليل التحميل الميت سائق تصميم ، فإن نظام الأرفف الشمسي المرفق مثالي. قد تتطلب مناطق الرياح العالية أيضًا حل تركيب مرفق. حتى في مناطق الرياح المعتدلة ، غالبًا ما يكون الارتباط الإيجابي للمبنى مطلوبًا للحصول على إمالة صفيف تزيد عن 20 درجة.

رفوف المرفقة هيكليا تقدم العديد من المزايا. على الأسطح المسطحة في أمريكا الشمالية ، على سبيل المثال ، يتطلب تحقيق أفضل إنتاج للطاقة لكل سعة صفيفًا حلاً مرفقًا. تتمتع أنظمة الأرفف هذه بمرونة إضافية في جعل ميل الصفيف واتجاهه مستقلين عن سطح السقف. هذا يعني أنه يمكن تسوية المصفوفة ، وهي جذابة بصريًا. وهذا يعني أيضًا أن نظام الأرفف أقل احتمالًا للتداخل مع قدرة السقف على إلقاء الماء أو الحطام. لا يمكن للصفيف أن يمتد عبر سلسلة من التلال أو الوادي على طول السقف فحسب ، بل يمكن أيضًا تجنب تصريف المجاري. قد تكون صيانة السقف واستبداله وإصلاحه أكثر بساطة من خلال نظام متصل بهيكل. بشكل عام ، يمكن إملاء زاوية الصفيف في التصميم الأولي. في بعض الحالات ، يمكن ضبط زاوية الميل بعد التثبيت. غالبًا ما يمكن ترتيب الوحدات النمطية في اتجاه أفقي أو عمودي مع عدد متباين من الوحدات على رف معين.

مهما كانت معايير الاختيار ، يمكن للمصممين الاختيار من بين العديد من أنظمة الأرفف الهيكلية.

DPW الشمسية. تتوفر حوامل السقف / الأرض من POWER-FAB في مجموعة متنوعة من التكوينات ، يتم تصنيعها بواسطة Direct Power و Water. كما يوحي الاسم ، هذا هو هيكل تركيب مناسب للاستخدام على الأرض أو على السطح. في الحالة الأخيرة ، يعمل السقف نفسه كأساس. يستخدم الرف زاوية الألومنيوم الإنشائية وأجهزة الفولاذ المقاوم للصدأ. خيارات المرفقات هي L-feet ، تُستخدم بشكل مثالي بالاقتران مع الدعامات الوامضة. يوفر خط الإنتاج أرجلًا من قطعة واحدة أو متداخلة. زاوية الميل 20 درجة إلى 65 درجة قياسية.

منتجات الطاقة الشمسية المهنية (ProSolar). ProSolar بتصنيع أنظمة الأرفف SolarWedge و Solar Wedge XD. تم تصميم كلا النظامين لتطبيقات زاوية الميل المنخفضة على الأسطح المسطحة. يستخدم Solar Wedge XD سكة أعمق ويسمح بملحقات تمتد حتى 8 أقدام. تم تصميم هذه الأجزاء لتعمل جنبًا إلى جنب مع سكة دعم ProSolar وتقديم أجهزة تسوية متكاملة. خيارات زاوية المصفوفة هي 5 ° أو 10 ° أو 15 °. المكونات هي الفولاذ المقاوم للصدأ والألومنيوم.

RoofScreen. نظام الأرفف الشمسي من RoofScreen هو نظام أرفف تجاري معياري مصمم للحد من تغلغل السقف. تم تصميم كل نظام وهندسته وفقًا لمتطلبات الوظيفة المحددة ويأتي مع مجموعة خطة معتمدة. تقوم Allied Tube and Conduit ، أحد أقسام Tyco ، بتوفير أنابيب فولاذية مجلفنة خصيصًا لكل تصميم للنظام. تتكون المكوّنات من دعامة أساسية بأطوال مختلفة لعزل مختلف ، ومجموعة وميض وقاعدة.

Schletter. يستوعب نظام السقف المسطح من Schletter مجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك الملحقات الهيكلية. تشمل الخيارات المتصلة من Schletter FR-CompactVario و FR-Connect-DT. تختلف خيارات المرفقات حسب نوع السقف. يوفر Schletter مجموعة متنوعة من أرجل الدعم القابلة للإمالة وفقًا للوحدة المستخدمة ، بالإضافة إلى رفوف دعم مختلفة لأطوال مختلفة بين اختراقات الأسطح. يتضمن دعم التصميم أداة التكوين AutoCalculator و ShadeCalculator لتحديد التباعد بين الصفوف.

UniRac. تقدم UniRac حلين متصلا هيكليا. الأول هو نسخة قابلة للإمالة من نظام سكة تعليق SolarMount ، مع خيارات زاوية إمالة عالية أو منخفضة. الساقين قابل للتعديل وتتوفر أيضا. تشمل المرفقات التي توفرها الشركة المصنعة المواجهات و FastFoot ، والتي تعلق على الأسطح الخرسانية أو المعدنية أو الخشبية. خيار الأرفف الثاني المتصل هيكليا هو نظام UniRac Large Array (U-LA). هيكل تركيب U-LA مخصص للاستخدام في تطبيق تثبيت أرضي أو على أسطح المنازل. مكونات U-LA ، بالاقتران مع الأنابيب الفولاذية المقدمة من المقاول ، تشكل بنية دعم تشبه الجمالون. تُستخدم سكك UniRac SolarMount لتركيب الوحدات الكهروضوئية. إنه مصمم لاستيعاب مجموعة واسعة من التطبيقات ، وهذا حل تصميمي قابل للتخصيص بدرجة كبيرة ، وهو حل يمكن تصميمه على مسافات طويلة أو لتحمل رياح قوية.

أنظمة التكسير المسننة والهجينة
الميزة الرئيسية لأنظمة الأرفف الموصلة بالحد هي الحد من تغلغل السقف أو القضاء عليه. ولكن هناك مزايا أخرى كذلك. غالبًا ما تؤدي هذه الأنظمة إلى انخفاض تكاليف العمالة ، حيث إنها عادة ما تكون أسرع في التثبيت. قد تتجاوز مدخرات العمالة الإجمالية زيادة تكلفة المواد لنظام الأرفف. هذه هي حلول تركيب زاوية الانحدار المنخفضة. لهذا السبب نادرا ما تكون مرئية من الأرض ، وخاصة عندما يكون هناك جدار حاجز. عندما يكون حل الكابح 100٪ غير ممكن أو مرغوب فيه ، توفر العديد من الشركات المصنعة للأرفف ذات الكابح تفاصيل مرفقة مصممة للاستخدام مع منتجاتها. مع زيادة عدد المراسي ، يتم تقليل كمية الصابورة المطلوبة لهذه الأنظمة.

على الرغم من أن هذه الأنظمة قابلة للتخصيص ومريحة ، إلا أنها غير مناسبة لكل تطبيق. قد لا يدعم هيكل السقف الحمل الميت الإضافي. أنظمة الأرفف الأثقال لها أيضًا قيودها المتأصلة كما هو محدد من قبل الشركة المصنعة. هناك قيود أساسية على سرعة الرياح ، على سبيل المثال ، حدود التصنيف الزلزالي وحدود فئة التعرض للموقع. بالإضافة إلى هذه القيود الهندسية ، هناك أيضًا بعض ظروف الموقع التي قد لا تدعمها الشركة المصنعة للأرفف. قد تتضمن القيود الشائعة على الموقع حافة وزاوية متطلبات انتكاسة السقف والحد الأقصى للانحدار المسموح به للسقف وارتفاع أقصى للمبنى يبلغ 60 قدمًا.

في بعض الحالات ، هناك قيود شكل الصفيف المحددة من قبل الشركة المصنعة. قد تلغي المخططات غير المصرح بها وحتى تغييرات التخطيط غير الموافق عليها ضمان الشركة المصنعة للأرفف. لحسن الحظ ، العديد من الشركات المصنعة لديها أدوات التكوين أو تقديم دعم التصميم للمثبت. في كثير من الحالات ، يختلف موقع مواد الصابورة من الحواف إلى منتصف نظام الأرفف ، على سبيل المثال ، لذلك من المهم جدًا اتباع أي خطط مقدمة من الشركة المصنعة وجميع إرشادات التصميم وإرشادات التثبيت.

يلي مسح موجز لمصنعي حلول الأرفف الموصلة أو ذات الحد الأدنى. هذه هي منتجات الألومنيوم مع الأجهزة الفولاذ المقاوم للصدأ التي هي مناسبة للتطبيقات سقف مسطح التجارية على نطاق واسع. معظم الضمانات لمدة 10 سنوات ، ولكن الضمانات النهائية قد تكون أكثر إيجازاً.

DPW الشمسية. تقوم شركة Direct Power and Water بتصنيع اثنين من منتجات الأرفف المثبتة بالكامل. تعد POWER-FAB Ballasted Roof Mount مجموعة من المنتجات غير الأنسب لتكوينات الصفيف الصغيرة. يمكن أن يستوعب خط الإنتاج هذا زوايا الإمالة حتى 45 درجة ، وهو مصمم لسرعة الرياح القصوى 90 ميل في الساعة وفئة التعرض C. الجزء السفلي من الحامل مغطى بمطاط EPDM لزيادة الاحتكاك وحماية السقف. إن POWERFAB Power Tube CRS هو نظام أرفف صغير الحجم مصمم خصيصًا للتركيبات التجارية. سوف يستوعب Power Tube CRS سرعة الرياح التصميمية البالغة 125 ميلاً في الساعة عند ميل 5 درجات وسرعة الرياح التي تبلغ 90 ميلاً في الساعة عند الميل 10 درجات. في أي من زوايا الإمالة ، تم تصميمها لفئة التعرض C والمنطقة الزلزالية 4. يتم تثبيت كل قضيب Power Tube من الشمال إلى الجنوب بشريط EPDM أسفله. تحمي هذه الوسادات المقاومة للأشعة فوق البنفسجية السقف وتزيد من معامل الاحتكاك في النظام. يتم تثبيت منصات EPDM أيضًا على السطح السفلي لصواني الصابورة.

كرانيش سولار. عادةً ما يتم تكوين نظام التثبيت K2 الثقل بالكامل للأسطح المسطحة المتوفرة من Krannich Solar لزوايا الميل الصفيف من 10 درجة أو 15 درجة أو 20 درجة. تعد زوايا الإمالة الأعلى خيارًا إذا كان السقف سيدعم الحمل. التصميم الأساسي هو مثلث مثبت يقع فوق قضبان مسطحة تحتوي على مواد الصابورة المطلوبة. بعض الأدوات اللازمة للتجميع. تعمل الأجهزة المقدمة ، مثل براغي T-head ، على تبسيط عملية التثبيت.

PanelClaw. Polar Bear هو أول نظام تثبيت للسطح المسطح التجاري متاح من PanelClaw. تستحوذ أجهزة لوحة المخلب ، التي تأخذ منها الشركة اسمها ، على الجزء الداخلي من إطار الوحدة في أربع زوايا. تميل الوحدات في قاعدة الدعم لسهولة التركيب والصيانة. يستخدم هذا النظام بنية غير قائمة على أساس عدد مكونات منخفض. يتم استخدام انحراف الرياح الخلفي. يُعد نظام الأرفف الدببية Polar Bear مقبولًا للفئات المعرضة للرياح B ، C ، وعند الطلب ، D. وهو متوافق مع أسطح EPDM و TPM و PVC وأسطح القطران والحصى. يتوفر خيار موصل السقف للتصميمات ذات الحد الأدنى. يختلف إمالة الصفيف وفقًا لعرض الوحدة ، لكن النطاق من 10 درجات إلى 15 درجة يعتبر نموذجي.

SCHUCO. نظام تثبيت SolarEZ Flatroof هو نظام أرفف تجاري ثابته من Schuco. وسوف تستوعب خمس زوايا مجموعة الميل تتراوح بين 7.5 درجة إلى 37.5 درجة. تم تصميم النظام لاستيعاب أحمال الثلج التي تصل إلى 30 رطلاً للقدم المربع. يمكن أن تستوعب أيضا سرعات الرياح تصل إلى 120 ميلا في الساعة. يمكن تصميم النظام لفئات التعرض B أو C أو D. يشرح دليل التثبيت كيفية حساب متطلبات الصابورة. كما يمكن استيعاب التعلق الهيكلي بالسقف.

Schletter. FR-Windsafe هو نظام الأرفف المسطحة الموصولة بالحد الأدنى من الأسقف والمتوفر من Schletter. يتضمن النظام انحرافًا خلفيًا لتقليل أحمال رفع الرياح. تتوفر مجموعة متنوعة من خيارات المرفقات ، اعتمادًا على نوع السقف. أدوات التكوين المذكورة سابقا تساعد في تخطيط مجموعة والرسومات التخطيطية.

شركة صن لينك. نظام تثبيت السطح المسطح التجاري SunLink هو نظام غير قابل للاختراق أو الحد الأدنى يستخدم بنية فريدة من الألواح. بمجرد التركيب ، تميل هذه الألواح من الوحدات النمطية ، مما يجعل أسلاك الصفيف أو الوصول إلى السقف وصيانته أسهل. تستخدم الوظائف القابلة للاشتعال وذراع المشبك الفولاذ المقاوم للصدأ في عمل الملحقات الميكانيكية. يتم تثبيت انحرافات الرياح على الطرف الشمالي للصفيف. زوايا إمالة صفيف من 5 درجات أو 10 درجة أو 15 درجة أو 20 درجة ممكنة. يتم توفير دعم التصميم والوثائق المضمنة من قبل الشركة المصنعة ، وكذلك ضمان المنتج القياسي لمدة 15 عامًا.

UniRac. يعد نظام RapidRac G10 من UniRac نظامًا لتركيب الأجزاء الصابورة ذو الأجزاء المنخفضة للأسطح المسطحة التجارية. يستخدم المنتج زاوية ميل صفيف ثابتة قدرها 10 °. إنه يوفر أرضية WEEB متكاملة ويدعم استخدام شرائح PV. يتضمن الدعم أداة تقدير وتهيئة عبر الإنترنت. يتم تضمين وثائق الامتثال رمز مع دليل التثبيت. مع العديد من مرفقات RapidFoot ، يمكن تثبيت RapidRac G10 على ضوء 2 رطل لكل قدم مربع ؛ يمكن أيضًا تثبيته كنظام اختراق كامل الصابورة مع تحميل أعلى للسقف.

منتجات الملكية. ليست جميع أنظمة أرفف الأسقف المسطحة التجارية متاحة من خلال البيع المباشر أو التوزيع. في بعض الحالات ، يتم دعم الدمج مباشرة من قبل الشركات المصنعة للوحدات النمطية مع حلول الأرفف الخاصة. يعد نظام الأرفف Schott Solar FS مثالاً بارزًا. يستخدم نظام أرفف Schott’s FS في المقام الأول مع سلسلة الوحدات ASE-300 التابعة للشركة ومتاح من خلال المبيعات المباشرة. منتجات الأرفف التجارية التي طورتها PowerLight ، مثل بلاط السقف PowerGuard ، متاحة أيضًا للتجار التجاريين في SunPower. هذه المنتجات جديرة بالملاحظة في جزء منها لأنه تم نشرها في الحقل لفترة طويلة نسبيًا من الوقت.

تصميم السائقين
عند بدء عملية التصميم ، يجب تحديد هدف النظام الكهروضوئي بوضوح. هل يحتاج العميل إلى الحد الأدنى لعدد الساعات التي تم توليدها ، كما هو الحال في العديد من مشاريع LEED؟ هل تم تحديد حجم نظام معين بالكيلوواط ، كما هو شائع في مواقف طلب تقديم العروض؟ أم أن العميل يبحث عن أكبر نظام ممكن؟ قد تؤثر المشكلات الجمالية ، مثل رؤية الشارع ، على اختيار المنتج. القضايا الهيكلية قد تملي أيضا بعض النهج. سيكون هذا هو الحال إذا كان السقف لا يمكن أن يدعم هيكليا تركيب نظام الصابورة. في كثير من الأحيان ، يجب أخذ مجموعة من اعتبارات التصميم في الاعتبار.

كمصمم PV أو تكامل ، سيساعد الإدخال الخاص بك في برامج تشغيل التصميم هذه توجيه العميل إلى نظام مثالي. في الحالة التي تحتاج فيها إلى زيادة إنتاج الطاقة في مساحة محدودة ، على سبيل المثال ، قد يتم التخلص من منتجات الأغشية الرقيقة. قد تكون هناك تطبيقات يكون فيها استخدام منتج مدمج في غشاء التسقيف هو الحل الأكثر فائدة (انظر الشريط الجانبي). أيضا ، فإن المعرفة بمتطلبات إدارة البناء والتخطيط المحلية سوف تساعد في وضع بعض المبادئ التوجيهية للنظام الأساسي.

الإلمام بقسم التخطيط المحلي ومتطلباته يمكن أن ينقذ عددًا من المتاعب ويعيد تصميمه مقدمًا. تتطلب بعض البلديات عدم ظهور جميع معدات السطح من مستوى الشارع. بينما يمكن وضع وحدات الأسطح التقليدية (RTUs) ، مثل أنظمة HVAC ، خلف شاشات السقف ، لا يمكن إخفاء صفائف الكهروضوئية عمومًا بهذه الطريقة. لذلك ، قد تكون هناك حاجة إلى أن تكون مجموعة PV أقل من أي جدار حاجز لإخفاءها بشكل صحيح. العاكس والمعدات المرتبطة قد تكون أيضا مصدر قلق لقسم التخطيط. ستكون هناك حاجة إلى دراسة متأنية وتوثيق مناسب واتصال واضح إذا كان أي من هذه المعدات يجب وضعه في الخارج وفي مكان عام.

فيما عدا متطلبات العميل ومتطلبات AHJ المحلية ، فيما يلي اعتبارات تصميم مهمة لأي تثبيت PV على سقف مسطح.

نوع السقف. يوجد عدد من مجموعات الأسطح المسطحة الشائعة التي قد يواجهها المُثبِّتون في المنشآت التجارية ، مثل الأسقف المبنية (BUR) ، وتغطية الأسقف المعدَّلة من البيتومين (MB) وأنظمة تسقيف الأغشية المتعددة.

BUR هي واحدة من أكثر أنواع طرق التسقيف ذات المنحدرات شيوعًا. يتكون BUR من طبقتين أو أكثر من أكوام التقوية المحسّنة المغطاة بغطاء أو غطاء إجمالي ، وغالبًا ما يكون الأسفلت. طريقة أخرى هي MB ، والتي تتكون من طبقة واحدة أو أكثر من أوراق الإسفلت المعدلة بالبوليمر. الألواح إما ملتصقة أو ملحقة ميكانيكياً بالركيزة أو يتم وضعها في مكانها بطبقة صابورة.

هناك طريقة أخرى معروفة للتسقيف وهي استخدام غشاء مثل المطاط الصناعي مثل EDPM أو لدن بالحرارة مثل البولي أوليفين الحراري (TPO) أو كلوريد البوليفينيل (PVC). يمكن استخدام كل نوع في تطبيقات ذات انحدار منخفض وله خصائص مماثلة. عند تثبيت PV على أسطح السقف هذه ، من الضروري العمل مع مقاول تسقيف مرخص بشكل صحيح للحفاظ على ضمان السقف.

قبل تحديد نظام PV على أي من أنواع الأسطح هذه ، تأكد من أنك قد اخترت حلًا للأرفف متوافقًا مع السقف نفسه. مع أنظمة الكوابح ، غالبًا ما يتم استخدام لوح الانزلاق بين السقف ونظام الأرفف. من المهم التأكد من أن مادة ورقة الانزلاق تتوافق مع السقف. التحقق من التوافق قد يعني استشارة الشركة المصنعة للسقف. هذا صحيح بشكل خاص مع أسطح الغشاء.

الكهروضوئية المتكاملة في غشاء السقف
مع ازدياد استخدام أسطح الأغشية مثل الفينيل و TPO ، فإن أجهزة تكامل الطاقة الكهروضوئية ومالكي المباني والمهندسين المعماريين حريصة على دمج الأنظمة الكهربائية الشمسية في هذه الأسطح. من خلال استخدام وحدات BIPV ، يمكن أن يكون لهذه الأسطح الحد الأدنى من الاختراقات أو اعتبارات تحميل السقف. عادةً ، يتم استخدام تقنيات الأغشية الرقيقة – السيليكون غير المتبلور على وجه الخصوص – في هذه التطبيقات ، على الرغم من وجود وحدات بلورية لاستخدامها في صفائف BIPV على الأسطح المسطحة.

تشمل بعض الفوائد الفورية لهذه الأنظمة دمج الصفيف الكهروضوئي في السقف وبالتالي التخلص من الأضرار المحتملة المرتبطة بإضافة صفيف على سقف الغشاء. يتم التخلص من العنصر الهيكلي تقريبًا بسبب انخفاض الوزن الإضافي المضاف إلى سطح السقف. وفقًا لخصائص التظليل للسقف ، قد يتوفر جزء أكبر من السقف لتثبيت الكهروضوئية حيث سيتم تقليل مشكلات تحميل الرياح في حافة السقف إلى الحد الأدنى.

أول مقايضة تبرز في أذهان معظم القائمين بالتركيب هي انخفاض إنتاج الطاقة بسبب تركيب الصفيف المسطح. اعتمادًا على الموقع الجغرافي ، يمكن أن يكون لهذا تأثير كبير عند مقارنته بالصفيف المركب بزاوية خفيفة ، مثل 5 درجات أو 10 درجات. هناك أيضا قلق بشأن ارتفاع درجات حرارة الخلايا بسبب نقص تدفق الهواء حول الخلايا. المفاضلة الأخرى هي انخفاض الإنتاج بسبب جمع الأوساخ والحطام على الصفيف. حقيقة أن منتجات aSi تميل إلى تحمل الحرارة والتظليل بشكل أفضل من المنتجات البلورية قد تخفف من بعض هذه المخاوف.

سيكون التنسيق بين مقاول التسقيف والمقاول الكهربائي أكثر أهمية عندما يتم دمج مجموعة PV في السقف. بينما أصبحت صفائف BIPV أكثر شيوعًا ، إلا أنها ليست شائعة مثل التركيبات النمطية للوحدات النمطية ذات الإطارات. من خلال تركيب وحدة مؤطرة ، يمكن التعامل مع الأسطح وأنظمة الأرفف بشكل مباشر عن طريق مقاول التسقيف أو الإنشاءات بمدخلات محدودة من كهربائي. مع منتجات BIPV ، سيتعين على كلا الطرفين أن يكونا على اتصال مستمر – ربما العمل معًا بشكل مباشر – للتحقق من تقنيات التثبيت المناسبة.

يشمل مصنعو منتجات BIPV لتطبيقات الأسقف المسطحة ما يلي.

الطاقة المفتوحة. تقع Open Energy في Grass Valley ، كاليفورنيا ، وتقوم بتصنيع منتج BIPV يستخدم خلايا بلورية مغلفة في غشاء PV. تستخدم الوحدات الموصلات متعددة جهات الاتصال الموجودة أعلى الوحدة. يسمح ذلك بتوصيلات الأسلاك على سطح السقف ، مما يقلل من تغلغل السقف. الوحدات المدرجة في 450 واط مع بصمة كبيرة نسبيا (48 بوصة × 96 بوصة) لا تزال تحافظ على الوزن الموزع أقل من 1.7 جنيه لكل قدم مربع.

حالة السقف. وبطبيعة الحال ، يجب تثبيت الأنظمة الكهروضوئية ، خاصة تلك الأثقال المثبتة في مكانها ، على الأسقف التي تتمتع بحالة جيدة فقط. وهذا يعني التحقق من عمر السقف والطول المتبقي من أي ضمانات. وهذا يعني أيضًا مسح السطح بحثًا عن الإجهاد أو التلف أو غيره من المشكلات القائمة. لاحظ ما إذا كان الماء يتدفق وأين ، على سبيل المثال ، تدوين الملاحظات والصور. لاحظ أيضًا حالة الحافة والتفاصيل الوامضة. هذه الملاحظات والصور قد تكون مفيدة في وقت لاحق.

وهناك اعتبار آخر مهم هو تآكل السقف الناتج عن التركيب الكهروضوئي الفعلي. يمكن استخدام مواد الورق المقوى أو ورقة الانزلاق لتقليل التآكل في المناطق شديدة الازدحام. تُستخدم لفائف الممشى الصفراء ذات السباغيتي الصفراء بشكل شائع لحماية السقف المسطح أثناء تثبيت نظام PV. عندما الحفر أو القطع ، تأكد من جمع نجارة معدنية. أخيرًا ، لا تسحب المكونات أبدًا إلى مكانها على أي سقف. قم دائمًا برفع المكونات ووضعها لأسفل في محاولة للحفاظ على سلامة السقف.

ضع في اعتبارك أنه حتى إذا أعطت الشركة المُصنّعة للسقف تطبيقًا رائعًا ، فلا تدعم جميع الشركات المصنعة للأرفف منتجاتها في كل نظام تسقيف. تأكد من قراءة إرشادات التثبيت الخاصة بالشركة المصنعة وفهم أي قيود خاصة بالتطبيق ذات صلة بمشروعك. يكون هذا صحيحًا بشكل خاص عند تحديد أو نشر نظام أرفف مثبت ، مما له تأثير أكبر على غشاء التسقيف أو نظام التسقيف أكثر من النظام المرفق.

سوف ترغب وحدات تكامل الطاقة الكهروضوئية أيضًا في التعاقد مع مثبت السقف الأصلي أو مقاول تسقيف معتمد من قبل الشركة المصنعة. سوف يتحقق مقاولو التسقيف من أن السقف في حالة جيدة قبل بدء المشروع ؛ بعد الانتهاء من التثبيت الكهروضوئي ، سوف يكملون فحص متابعة السقف. طلب تقرير مكتوب للزيارتين. سيقوم هذا المقاول من الباطن أيضًا بغلق الاختراقات اللازمة لأنظمة الأرفف المرفقة أو تصحيح أي اختراقات غشاء عرضي. للتحضير الأفضل لما هو غير متوقع ، قم دائمًا بمقاول التسقيف تزويد فنيي التركيب الكهروضوئي بمنتج مانع للتسرب مناسب وتعليمات لتصحيح مواد التسقيف مؤقتًا. يجب على العمال تحديد أي تصحيحات مؤقتة وتتبع هذه المواقع حتى يتم تحديد موقعها بسهولة لاحقًا. سيسمح ذلك لمتعهد التسقيف بإجراء جميع الإصلاحات على السطح في زيارة موقع واحدة عند الانتهاء من المشروع.

زاوية منخفضة مقابل زاوية عالية. إذا تم اتخاذ قرار بتركيب وحدات مؤطرة بزاوية خارج سطح السقف ، فإن أحد اعتبارات التصميم الأولى هو تحديد الزاوية المناسبة لتركيب المصفوفة. لزيادة مخرجات الطاقة لمجموعة PV ، قد تتطلب الزاوية المثالية – القريبة عمومًا من خط عرض الموقع – مسافات كبيرة بين الصفوف للتظليل بين الصفوف. (انظر “حساب التباعد بين الصفوف” ، ديسمبر / يناير 2009 ، مجلة SolarPro.) في المناطق التي تساقط الثلوج فيها بشكل كبير ، قد تكون هناك حاجة إلى زيادة زاوية الميل من أجل إلقاء الثلج بشكل فعال من الصفيف.

من الناحية الهيكلية ، فإن أكبر مقايضة لزاوية الإمالة المتزايدة هي زيادة تحميل الرياح التي ستشهدها المجموعة. يمكن أن يكون هناك قوى رفع كبيرة مفروضة على المصفوفة اعتمادًا على موقع المصفوفة وفئة تعرض الرياح. في حالة ثقل الأرفف الكهروضوئية ، فإن هذا يؤدي إلى حمل ميت أكبر على المبنى ؛ إذا كان مرفقًا بهيكل ، فقد تكون هناك حاجة إلى المزيد من المرفقات. يحتاج صانع الأرفف أو المهندس إلى تحديد ما إذا كان يجب استخدام مواد قياس أثقل تمتد على الأقدام.

غالبًا ما تكون زاوية الميل الأدنى هي الأفضل عندما يكون نظام الرف الثابت مطلوبًا. سيتم تقليل الأحمال الحية المفروضة على المصفوفة في هذه الحالة ، مما يؤدي إلى تقليل أوزان الأثقال أو تقليل تغلغل السقف للحفاظ على المصفوفة في مكانها. تركيب الصفيف بزاوية ميل منخفضة يقلل من التعرض للرياح والمتطلبات الهيكلية. كما أنه يقلل من العائد المحتمل للطاقة لكل قدرة صفيف المثبتة.

في حين أن هذا يبدو مؤسفًا ، فهناك مفاضلة مثيرة للاهتمام في العمل. تقليل إمالة الصفيف يقلل التظليل بين الصفوف. يسمح ذلك بتركيب صفوف من الوحدات مع بعضها البعض ، مما يزيد بشكل فعال من سعة الصفيف المتاحة. تزداد كثافة طاقة السطح مع انخفاض إمالة الصفيف. زيادة كمية الطاقة التي يمكن أن يسهلها السقف ستزيد بشكل عام حصاد الطاقة السنوي أيضًا.

يوضح الفحص السريع لسيناريو السقف المسطح في بورتلاند بولاية أوريغون. وفقًا لـ PVWATTS ، فإن المصفوفة المركبة عند 30 درجة – بالقرب من المستوى الأمثل لإنتاج الطاقة – ستنتج طاقة سنوية بنسبة 6٪ مقارنةً بمجموعة من نفس السعة المركبة عند 10 °. ولكن بالنظر إلى مساحة سقف محدودة ، فإن زاوية الميل الكهروضوئية السفلية سوف تتيح سعة صفيف أكبر بنسبة تصل إلى 50 ٪. هذا هو المكان الذي يتم فيه إنتاج 1080 كيلو واط في الساعة سنويًا لكل صفيف قمة مثبت kW. لذا في هذا السيناريو ، ستؤدي الوحدات الإضافية المثبتة في زاوية أقل إلى نظام كلي أكبر وكذلك قيم إنتاج طاقة أعلى.

عند درجة حرارة 30 مئوية:
8 صفوف من 12 وحدة = 96 × 175 واط = 16.8 كيلو واط
16.8 كيلو واط × 1080 كيلو واط ساعة / السنة / كيلوواط = 18144 كيلو واط ساعة / السنة

عند 10 ° إمالة:
12 صفًا من 12 وحدة = 144 × 175 Wp = 25.2 كيلو واط
25.2 كيلو واط × 0.94 × 1،080 كيلو واط ساعة / السنة / كيلوواط = 25583 كيلو واط ساعة / السنة

اعمال صيانة. هناك اعتبار مبكر آخر للمصممين وهو مستوى صيانة النظام الذي يرغب العميل في تنفيذه. نظرًا لأن المزيد والمزيد من الأنظمة يتم تحديدها وبيعها عن طريق إنتاج الطاقة بدلاً من الحجم الأولي للنظام ، فإن الصيانة – وخاصة وحدات التنظيف – تصبح أحد الاعتبارات المهمة. قد لا يكون ترك صفقة المطر مع غسل الوحدات كافية لبعض الأنظمة التجارية. سوف يلعب موقع المجموعة دورًا مهمًا في هذا القرار. في المنشآت في البيئات الزراعية ، على سبيل المثال ، حيث يوجد مستوى عالٍ من الغبار والجسيمات التي تستقر على المصفوفة ، ستحتاج الوحدات إلى تنظيفها بشكل متكرر للحفاظ على أداء المصفوفة في ذروتها. تم إجراء الدراسات على الخسائر المرتبطة بالتلوث بنتائج مختلفة. سيتطلب كل موقع تقييمًا لإمكانية التلويث وأفضل الطرق لتخفيف المشكلة. في بعض الحالات ، ستؤدي زيادة الميل إلى تقليل التلويث ، خاصة في الحافة السفلية للصفيف.

اعتبارات تحميل السقف. غالبًا ما يكون العنصر الهيكلي للأنظمة الكهروضوئية على السطح أحد أكثر العناصر صعوبة في التغلب على المصممين والتكامل. سيحتاج المهندس الإنشائي إلى تحليل كل هيكل للسقف التجاري تقريبًا للتحقق من قدرة السقف على تحمل أي تحميل إضافي. تنشر الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين (ASCE) أحمال تصميم الحد الأدنى للمباني والهياكل الأخرى (ASCE 7-05) لتأسيس أحمال التصميم المستخدمة في الولايات المتحدة. تستخدم العديد من الولايات القضائية قانون البناء الدولي (IBC) كدليل ، والذي بدوره يشير إلى ASCE 7-05. من الشائع جدًا أيضًا أن يكون لدى الهيئات القضائية متطلبات إضافية تستند إلى IBC أعلاه وتتجاوز المتطلبات العامة. تم إصدار IBC الحالي في عام 2006 ، مثل NEC ، تم إصداره على مدار 3 سنوات.

تشمل الأحمال الواجب أخذها في الاعتبار الأحمال الميتة من مجموعة PV والمعدات المرتبطة بها ، وكذلك الأحمال الحية مثل الرياح والثلوج والأمطار والأحداث الزلزالية. يحتوي IBC على تعريفات محددة للأحمال – الأحمال الحية والأحمال الميتة والأحمال الاسمية – والتي سيكون لها تأثير على تصميم المصفوفة. من أجل التقييم الصحيح للنظام الكهروضوئي ، يجب أن يكون لدى المهندس فهم للصفيف الكهروضوئي المراد تثبيته ، والمواقع التقريبية لجميع معدات السطح والخطة الهيكلية المدمجة للبناء.

الحمل الأول الذي يجب أخذه في الاعتبار هو الحمل الميت للصفيف الكهروضوئي. بشكل نموذجي ، ستضيف الوحدة النمطية ذات الإطارات ونظام ربط الأرفف المقترن أقل من 3 أرطال للقدم المربع. على الرغم من أن هذا قد يبدو كحد أدنى من الحمل ، إلا أن الجمع بين التحميل الميت من الصفيف الكهروضوئي بالإضافة إلى الأحمال الحية مثل الرياح والأحداث الزلزالية وتحميل الثلج يجب أن يفي بالحد الأدنى من المستويات المحددة في الكود من أجل تلبية متطلبات ASCE و IBC. بشكل عام ، سيكون لأنظمة الأرفف ذات الأثقال أحمال ميتة أكبر من 5 أرطال للقدم المربع ؛ اعتمادًا على متغيرات الموقع ، قد يتطلب نظام الصابورة أحمالًا كبيرة جدًا.

تحميل الرياح هو اعتبار آخر مهم. تنشر IBC خريطة للولايات المتحدة ، IBC Figure 1609 ، تشير إلى سرعات الرياح الأساسية التي سيتم استخدامها في التصميمات. القيم المذكورة هي التصميم الاسمي لسرعة رياح الرياح لمدة 3 ثوانٍ على ارتفاع 33 قدمًا في منطقة تصنف على أنها تعرض C (تضاريس مفتوحة مع عوائق متناثرة). يمكن أن يكون لتحميل الرياح تأثير كبير على خصائص الصفيف الكهروضوئي – زاوية الإمالة ، وموقع الصفيف وطريقة التركيب بشكل خاص. تعتمد أحمال الرياح التصميمية في أجزاء من الساحل الجنوبي الشرقي للولايات المتحدة على سرعة الرياح 150 ميلاً في الساعة ، على سبيل المثال ، في حين أن سرعة الرياح التصميمية على الساحل الغربي تصل إلى 85 ميلاً في الساعة. في مناطق الرياح الخاصة ، تحدد السلطة المحلية المتطلبات الدقيقة.

سيتم تحديد حجم الصفيف الكهروضوئي جزئيًا عن طريق تحميل الرياح على حافة المبنى. تحتوي حواف هياكل السقف على أحمال رياح أكبر من مركز السقف ، مما يتطلب اعتبارات هيكلية إضافية أقرب إلى حافة السقف. يمكن أن تساعد اختبارات نفق الرياح في تحديد قوى سحب الرياح ورفعها المفروضة على الصفيف. غالبًا ما يتوفر لدى مصنعي الأرفف هذه البيانات لإجراء العمليات الحسابية الهندسية. الصين Solaracks هو أعلى مصنعي الأرفف الشمسية تقديم إرشادات مفصلة حول التصميم والتركيب تتضمن متطلبات ضبط الحافة أو الركن. غالبًا ما تكون مواد الصابورة مطلوبة في هذه المناطق مع نظام الأرفف الصابورة.

تعتبر أحمال الثلج من اعتبارات الحمل المتغير. تقوم الصفائف الكهروضوئية المركبة بزاوية على سطح السطح بتوزيع الثلج بعدة طرق. تميل الثلوج إلى الانجراف على طول السقف وتتجمع على طول الجزء الخلفي من الوحدات ، مما يزيد من الحمل على السطح. يمكن أيضًا للصفيف أن يجمع الثلج أثناء العاصفة ثم يلقي ذلك الثلج بمجرد خروج الشمس. سيؤدي ذلك إلى زيادة تحميل النقطة على الجانب الأمامي للصفيف. لدى IBC الحد الأدنى من متطلبات تحميل الثلج المدرجة على خريطة الولايات المتحدة. تحتوي العديد من المناطق الجغرافية على قيم حمولة ثلج متعددة مدرجة ، بناءً على الارتفاعات. هناك مواقع أخرى على الخريطة مدرجة باسم CS ، وهي اختصار لـ “دراسة الحالة”. في هذه المناطق ، تقوم إدارة المباني المحلية بنشر قيم تحميل الثلج المطلوبة.

يجب أيضًا أخذ الأحمال الزلزالية في الاعتبار في الحسابات الهيكلية. ASCE 7-05 والقسم 1613 من IBC تغطي أحمال الزلازل وفئات التصميم الزلزالي. من أجل تلبية المتطلبات الزلزالية بنظام الأثقال ، يجب معالجة القسم 13.4 ، القسم 13.4. غالبًا ما تفرض السلطات القضائية المحلية متطلبات ، تتراوح بين استخدام وزن الصابورة كوسيلة التنسيب الوحيدة إلى طلب مزيج من الصابورة والحد الأدنى من اختراقات السقف.

كم سقف يمكنك تغطية؟ تتمثل إحدى المصاعب الشائعة التي تواجه مصممي الكهروضوئية في ملء السقف بأكبر قدر ممكن من الطاقة الشمسية. في حين أنه من المغري إجراء تحليل تظليل للسقف ومن ثم العثور على طريقة لملء كل زاوية غير مظللة ، فإن هذا لا يعتبر عمومًا ممارسة جيدة ولن يفوز بأي أصدقاء في فرق البناء أو الصيانة.

السقوف ليست أرض قاحلة جرداء حيث لن يغامر أحد من جديد. في كثير من الأحيان سوف HVAC القائمة و RTUs الأخرى تتطلب الصيانة. من المهم أن تتذكر أنه سيكون هناك أشخاص على السطح ، وأنك لا تريد أن تتعرض صفيف PV لأية طريقة بسبب خلوصها ، أو عدم توفرها ، حول معدات السطح. من الشائع رؤية نقاط ربط مدمجة في السقف لغسالات النوافذ. إذا كانت هذه موجودة ، فمن الأفضل عدم وضع مجموعة PV بين هذه وحافة السقف. إذا كانت هناك منصات المشي الموجودة على السطح ، فمن الممارسات التصميمية الجيدة أيضًا تجنب إعاقة تلك المسارات.

يجب أن يكون هناك دائمًا ممرات مصممة في مجموعة PV. هذا مفيد لكل من طاقم التركيب وكذلك فنيي الصيانة في المستقبل. من المحتمل أن يكون لدى هؤلاء الأفراد أحزمة أدوات وصناديق أدوات ، لذلك يجب أن يكون هناك بعض الممرات واسعة بما يكفي لهذا المستوى من النشاط. يجب أن يكون الناس قادرين على المرور بعضهم البعض دون الإضرار بالصفيف. بغض النظر عن المسافة بين الصفوف ، من الممارسات الجيدة توفير مسارات حتى لا يتم إغراء الأشخاص بإجراء اختصارات عبر الصفيف. إذا كانت المسافة بين الصفوف كافية للممرات ، فكر جيدًا في مجرى المواسير والأرفف بين الصفوف. يجب اعتبار القناة المرتفعة مخاطر رحلة وتصنيفها عند الاقتضاء ، خاصة عند التقاطعات مع الممرات.

أفضل الممارسات الأخرى هي تعيين محيط حول RTUs للسماح بالوصول السهل على جميع جوانب الجهاز. الحد الأدنى العام للانتكاسة من 4 أقدام هو قيمة مستهدفة جيدة. سيكون هناك أيضًا حد أدنى لمتطلبات NEC لتطهير العمل حول المكونات الحية ؛ المادة 110 تحدد هذه المتطلبات على أساس الجهد الاسمي على الأرض. تملي NEC حد أدنى من عمق العمل 3 أقدام. إذا تم تحديد محيط الحد الأدنى حول هذه الوحدات ، بغض النظر عن التظليل ، فلن تعرقل مجموعة PV على الوحدات الميكانيكية الأخرى الموجودة على السطح.

أخيرًا وليس آخرًا ، تفرض إدارة السلامة والصحة المهنية (OSHA) متطلبات سلامة أطقم التركيب والصيانة. تحدد المسافة التي يبعدها العمال عن حافة السطح ما إذا كان يجب شدها أم لا. اعتمادًا على تصميم الصفيف وحركة المرور المستقبلية على السطح ، قد لا ينطبق هذا المتطلب فقط أثناء التثبيت ولكن أيضًا أثناء مكالمات الخدمة المستقبلية. غالبًا ما يتم تحديد النكسات ومتطلبات الحماية من السقوط من خلال ارتفاع جدار الحاجز. كقاعدة عامة ، سوف تحتاج إلى تسخير أي عامل على مسافة 6 أقدام من حافة السقف ، ولكن ارتفاع جدار الحاجز المحيط قد يفرض متطلبات نكسة مختلفة. يجب على مقاول التثبيت التحقق من الامتثال قبل بدء الإنشاء.

الصين تركيب نظام Solaracks فئات

مصدر: https://solarprofessional.com/articles/products-equipment/racking/flat-roof-mounting-systems