هيكل تثبيت ثابت

2. ركيزة واحدة وعمودان

يتكون نظام الدعم الكهروضوئي ذي الركيزة الواحدة والعمودين أساساً من الأجزاء التالية:

1. جزء الأساسات

1. الأساس الركائزي: يُستخدم عادة أساس من ركائز خرسانية مسلحة مصبوبة في الموقع تمتد إلى باطن الأرض، لتوفير دعم مستقر لهيكل الحامل بأكمله ونقل أحمال الهيكل العلوي إلى طبقات التربة العميقة. ويضمن ذلك استقرار الحامل في مختلف ظروف التشغيل ومقاومته للأحمال الخارجية، مثل أحمال الرياح والزلازل.
   2. جزء الأعمدة
2. العمود الأمامي: يُركب عادة على الجانب الجنوبي من الأساس الركائزي، وفقاً لاتجاه الألواح الكهروضوئية، ويكون أقصر نسبياً. ويُثبت بالأساس الركائزي بواسطة مشبك وعارضة عرضية، ويستخدم لدعم العارضة الطولية وغيرها من الهياكل العلوية، كما يشكل نقطة الدعم الرئيسية للطرف الأمامي من اللوح الكهروضوئي.
3. العمود الخلفي: يُركب على الجانب الشمالي من الأساس الركائزي، ويكون أطول من العمود الأمامي ليتوافق مع زاوية ميل تركيب الألواح الكهروضوئية. ويوفر الدعم للطرف الخلفي من اللوح، ويتحمل مع العمود الأمامي وزن الألواح والمكونات المرتبطة بها والقوى الخارجية.
   3. أجزاء الربط والدعم
4. العارضة الطولية: تُركب على الأعمدة وتُوصل بالمسامير. وتُثبت عارضة طولية مائلة بين كل زوج من العمودين الأمامي والخلفي الممتدين في اتجاه الشمال والجنوب. وهي من المكونات الرئيسية الحاملة للأحمال في هيكل الدعم الكهروضوئي، وتستخدم لدعم المدادات والوحدات الكهروضوئية ونقل أحمال الوحدات إلى الأعمدة.
5. الدعامة المائلة: تقع بين المشابك أسفل العمودين الأمامي والخلفي ووسط العارضة الطولية، وتكوّن مع العمود الأمامي والجزء الأمامي من العارضة، ومع العمود الخلفي والجزء الخلفي منها، هيكلاً مثلثاً. ويسهم ذلك في تعزيز استقرار الحامل ومتانته الإنشائية وتحسين مقاومته للقوى الجانبية والتشوه.
6. صفيحة تثبيت المدادة: تكون عادة على شكل L؛ إذ يُثبت الجزء الأفقي على اللوح العلوي للعارضة الطولية، بينما يُستخدم الجزء الرأسي لتركيب المدادة. وتربط المدادات وتثبتها بحيث تتوزع بالتساوي على العارضة الطولية وتوفر دعماً مستقراً للوحدات الكهروضوئية.
7. المدادة: تُركب عمودياً على العارضة الطولية وعلى مسافات متباعدة على امتدادها، وتدعم الوحدات الكهروضوئية مباشرة، وتتحمل وزنها والأحمال الأخرى وتنقلها إلى العارضة الطولية.
8. الشدادات المائلة والمستقيمة: تُركب الشدادات المائلة بزاوية بين مدادتين متجاورتين، بينما تربط الشدادات المستقيمة جميع المدادات عمودياً وتقع بين عارضتين طوليتين متجاورتين. ويعزز ذلك الترابط والاستقرار العام بين المدادات ويرفع الصلابة الفراغية للهيكل.
9. الشدادات بين العوارض: تُركب بين عارضتين طوليتين متجاورتين، وعادة في ترتيب متقاطع على شكل X. وتمنع بفعالية التشوه الجانبي للعوارض الطولية تحت الأحمال، وتعزز عملها المتناسق وترفع استقرار هيكل الحامل بأكمله.

ركيزة واحدة وعمودانالمزايا

• ثبات الترتيب: يخفض الهيكل ثنائي الأعمدة مركز ثقل الحامل الكهروضوئي ويزيد نقاط اتصاله بالأرض، ما يحسن الاستقرار العام ويقاوم بفعالية أحمال الرياح والثلوج وغيرها من القوى الخارجية، ويقلل خطر ميل الحامل أو انهياره.
• توزيع إنشائي جيد للأحمال: يتقاسم العمودان أحمال الوحدات الكهروضوئية والمكونات المرتبطة بها، ما يجعل انتقال القوى أكثر انتظاماً ومنطقية ويخفض الإجهاد الواقع على كل مكون. ولذلك تقل مخاطر التشوه والتلف عند تحمل الأحمال الكبيرة.
• قدرة جيدة على التكيف مع الظروف الجيولوجية غير الملائمة: في المناطق ذات الظروف الجيولوجية المعقدة أو قدرة التحمل الضعيفة للتربة، يمكن للهيكل ثنائي الأعمدة، من خلال تصميم أساس مناسب مثل استخدام ركائز بقطر أصغر، توزيع الأحمال على مساحة أكبر من التربة وتحسين قدرته على التكيف مع الظروف الجيولوجية المختلفة.
• استهلاك منخفض للفولاذ: مقارنة ببعض الترتيبات الإنشائية، مثل نظام الركيزة الواحدة والعمود الواحد، يمكن للهيكل ثنائي الأعمدة عادة تحقيق قدرة التحمل نفسها باستخدام كمية أقل من الفولاذ، ما يخفض تكلفة المواد.

مزايا التطوير

• تقنية ناضجة: يُستخدم هيكل الركيزة الواحدة والعمودين على نطاق واسع في قطاع الطاقة الكهروضوئية، وقد نضجت تقنيات تصميمه وإنشائه وتركيبه. كما أن المهندسين والعاملين في التنفيذ على دراية بخصائصه الإنشائية وأدائه، ما يساعد على ضمان تنفيذ المشروع وتشغيله بسلاسة.
• موثوقية عالية: أثبتت الممارسة طويلة الأمد موثوقية واستقرار هيكل الركيزة الواحدة والعمودين في مختلف الظروف البيئية. وهو يوفر دعماً طويل الأجل وموثوقاً للوحدات الكهروضوئية، ويضمن التشغيل الطبيعي لنظام توليد الطاقة، ويقلل خسائر الإنتاج وتكاليف الصيانة الناتجة عن مشكلات هيكل الحامل.
• ميزة التكلفة: مع استمرار تطور تقنيات إنتاج الفولاذ والتصنيع واسع النطاق، تظل تكلفته مستقرة نسبياً مع إمكان مزيد من الانخفاض. وبفضل انخفاض كمية الفولاذ المستخدمة في هيكل الركيزة الواحدة والعمودين، يمكن التحكم في التكلفة مع تلبية متطلبات الأداء وتحسين الجدوى الاقتصادية للمشروع الكهروضوئي.
• مجالات استخدام واسعة: يمكن تعديل مواصفات الفولاذ وطرازاته وأشكال الأساسات لتلبية احتياجات المشروعات الكهروضوئية بمختلف الأحجام والظروف البيئية. ويمكن استخدام هذا الهيكل في محطات الطاقة الكهروضوئية الأرضية المركزية الكبيرة وفي أنظمة التوليد الموزعة الصغيرة، ما يمنحه قدرة قوية على التكيف مع السوق.