يتمثل دور حوامل الخلايا الكهروضوئية في أنظمة الطاقة الكهروضوئية في دعم وتثبيت الوحدات الكهروضوئية لضمان استقبالها لأشعة الشمس بشكل مستقر وتحويلها إلى طاقة كهربائية. وفي الوقت نفسه، يمكن لهذه الحوامل أيضًا ضبط زاوية واتجاه الوحدات الكهروضوئية لتحسين كفاءة تحويل الطاقة وحماية الوحدات من التلف الناتج عن البيئة الخارجية. تُمكّن هذه الوظائف أنظمة الطاقة الكهروضوئية من العمل بكفاءة وموثوقية أكبر، مما يوفر للناس طاقة نظيفة ومتجددة.

ال أساس قوس الطاقة الكهروضوئية هو جزء مهم من نظام قوس الطاقة الكهروضوئية يوفر دعامة متينة لحامل الألواح الكهروضوئية، مما يضمن تشغيل الوحدات الكهروضوئية بأمان واستقرار في مختلف الظروف المناخية. يجب تحديد أساسات حامل الألواح الكهروضوئية وفقًا للظروف الجيولوجية والمناخية والمتطلبات الهندسية لموقع التركيب.

ما هو أساس قوس الطاقة الشمسية ؟

يُشير أساس حامل الخلايا الكهروضوئية المستقل إلى هيكل أساسي يُستخدم في أنظمة توليد الطاقة الكهروضوئية لدعم حاملات الخلايا الكهروضوئية والألواح الشمسية، ويتحمل وزنها، بالإضافة إلى الأحمال الخارجية كالرياح والثلوج. لذلك، يجب أن يتمتع بقدرة تحمل واستقرار كافيين لضمان التشغيل الآمن لنظام توليد الطاقة الكهروضوئية.

أشكال الأساس المستخدمة عادة من قبل أقواس الخلايا الكهروضوئية تشمل الأساسات المستقلة المصنوعة من الخرسانة المسلحة، وأساسات الشريط المصنوعة من الخرسانة المسلحة، وأساسات الأكوام الفولاذية الحلزونية، وأساسات عمود الأكوام الخرسانية المسلحة، وأساسات مرساة الصخور، وما إلى ذلك.

ما هو الأساس المستقل للخرسانة المسلحة؟

أساسات الخرسانة المسلحة المستقلة هي من أقدم أشكال أساسات الركائز الكهروضوئية التقليدية، وهي أيضًا ذات استخدامات واسعة. وهي أساسات مستقلة من الخرسانة المسلحة تُركّب أسفل العمودين الأمامي والخلفي للركائز الكهروضوئية، وتتكون من صفيحة سفلية وعمود قصير فوق الصفيحة السفلية.

يتم تثبيت الجزء العلوي من العمود القصير بلوحة فولاذية مدمجة (أو مسمار مدمج) للاتصال بالقوس الكهروضوئي العلوي، والذي يتطلب عمق دفن معين ومنطقة قاع أساس معينة؛ يتم تغطية اللوحة السفلية للأساس بالتربة، ويتم استخدام الوزن الذاتي للأساس وجاذبية التربة على الأساس لمقاومة السحب لأعلى الناتج عن الحمل البيئي، ويتم استخدام مساحة قاع الأساس الأكبر لتشتيت الحمل الرأسي للقوس الكهروضوئي إلى الأسفل، ويتم استخدام الاحتكاك بين السطح السفلي للأساس والتربة والمقاومة بين جانب الأساس والتربة لمقاومة الحمل الأفقي.

تتميز الأساسات الخرسانية المسلحة المستقلة بسهولة نقل القوة، وموثوقية القوة، ونطاق تطبيق واسع، وعدم الحاجة إلى آلات بناء خاصة. كما تتميز هذه القاعدة بقدرة عالية على مقاومة الأحمال الأفقية.

ما هو أساس الشريط الخرساني المسلح؟

أساس الشريط الخرساني المسلح هو عبارة عن حزمة أساس موضوعة بين العمود الأمامي والخلفي لقوس كهروضوئي، وبالتالي تحريك مركز ثقل الأساس بين العمودين الأمامي والخلفي، مما يزيد من ذراع الانقلاب للأساس، ويكون قادرًا على مقاومة لحظة الانقلاب للقوس الكهروضوئي الناجم عن أحمال الرياح فقط بواسطة الوزن الذاتي للأساس؛ في نفس الوقت، لأن أساس الشريط لديه مساحة اتصال كبيرة مع تربة الأساس.

يمكن استخدام أساسات الشريط الخرسانية المسلحة عندما تكون قدرة تحمل التربة السطحية للموقع منخفضة، وهي مناسبة للمناطق ذات الأراضي المسطحة نسبيًا ومستويات المياه الجوفية المنخفضة. ونظرًا لأن أساسات الشريط الخرسانية المسلحة المصبوبة في الموقع توفر مقاومة كافية للأحمال الأفقية من خلال مساحة قاع واسعة، فإنها لا تتطلب عمق دفن كبير، يتراوح عادةً بين 200 و300 مم، مما يقلل بشكل كبير من كمية حفر التربة.

هذا الشكل من الأساس، أساس الشريط الخرساني المسلح، لديه مقاومة أفضل للحمل، ولا يتطلب آلات بناء خاصة، ولديه عملية بناء بسيطة.

ما هو أساس الكومة الفولاذية الحلزونية؟

أساسات الأكوام الفولاذية الحلزونية، والمعروفة أيضًا باسم المرساة الفولاذية، هي أساسات دعم للألواح الكهروضوئية شائعة الاستخدام. تستخدم هذه الأساسات أكوامًا من أنابيب فولاذية مجلفنة بالغمس الساخن مع شفرات حلزونية أسفل العمودين الأمامي والخلفي للدعامة الكهروضوئية. يمكن أن تكون الشفرات الحلزونية كبيرة أو صغيرة، متصلة أو متقطعة، ويتم لحامها باستمرار. أثناء عملية البناء، يمكن تثبيتها في التربة باستخدام آلات متخصصة.

الجزء العلوي من أساس الخازوق الحلزوني الفولاذي مكشوف على الأرض ومتصل بعمود الدعم العلوي بواسطة مسامير. آلية دفعه مشابهة لآلية دفع البراغي الشائعة في الحياة اليومية. يُثبّت في التربة بواسطة آلات داعمة، والاحتكاك الجانبي بين جانب الخازوق الحلزوني والتربة، وخاصة قوة العض بين الشفرة الحلزونية والتربة، يقاوم قوة السحب ويتحمل الحمل الرأسي، ويستخدم تفاعل الخازوق مع التربة بين جسم الخازوق والشفرة الحلزونية والتربة لمقاومة الحمل الأفقي.

تتميز أساسات الأكوام الفولاذية الحلزونية بمزايا رائعة. فهي تتميز بسرعة بناء عالية، ولا تتطلب تسوية الموقع، ولا تتطلب حفرًا ترابيًا. ويمكن اختيار أشكال متنوعة منها وفقًا للظروف الجيولوجية لحقل الطاقة الكهروضوئية. كما تتميز بأداء بيئي ممتاز، وتحمي الغطاء النباتي في الموقع إلى أقصى حد، ولها تأثير ضئيل على البيئة، ويسهل استعادتها إلى شكلها الأصلي.

يتميز الركيزة الحلزونية الفولاذية بسهولة تعديل الدعامة العلوية، ويمكن تعديل ارتفاع الدعامة حسب طبيعة الأرض. تتميز الطبقة المجلفنة على سطح جسم الركيزة بمقاومة عالية للتآكل، مما يضمن قدرة تحمل عالية تحت الأرض، مما يسمح بإعادة استخدامها حسب الحاجة.

ما هو أساس الأكوام الخرسانية المسلحة؟

تنقسم أساسات الأكوام الخرسانية المسلحة إلى أكوام خرسانية مسلحة مصبوبة في الموقع وأكوام خرسانية مسلحة جاهزة.

تستخدم أكوام الخرسانة المسلحة المصبوبة في الموقع جسرًا دائريًا قصيرًا مصبوبًا في الموقع، يبلغ قطره حوالي 300 مم، كأساس لتثبيت الدعامة. يبلغ طول الدعامة المغروسة في التربة حوالي مترين، وترتفع عن سطح الأرض بمقدار 300 إلى 500 مم. يُحدد طول الدعامة المغروسة في التربة وفقًا للخواص الميكانيكية لطبقة التربة. تُربط اللوحة الفولاذية العلوية أو البراغي بالعمودين الأمامي والخلفي للدعامة العلوية.

آلية قوة أكوام الخرسانة المسلحة المصبوبة في الموقع هي نفسها المستخدمة في أكوام الخرسانة المسلحة المثقوبة. يُستخدم الاحتكاك الجانبي بين جانب الكومة والتربة لمقاومة قوة السحب الصاعدة الناتجة عن الدعامة تحت تأثير الأحمال البيئية، بينما يُستخدم الاحتكاك الجانبي بين جانب الكومة والتربة والقوة الطرفية بين طرف الكومة والطبقة الحاملة لتحمل الحمل الهابط للدعامة معًا.

تُحفر أكوام الخرسانة المسلحة المصبوبة في الموقع أولًا في طبقة التربة، ثم تُدخل قضبان فولاذية، ثم تُصب الخرسانة في الحفرة. ومن مزاياها توفير المواد، وانخفاض التكلفة، وسرعة البناء.

عادةً ما تُصنع الأكوام المربعة الخرسانية المسلحة الجاهزة في المصانع، مما يجعل هيكلها منتظمًا، ويضمن جودتها بسهولة، ومقاومتها للتآكل قوية. ولأن الأكوام الجاهزة تُدق عادةً في التربة (أو تُضغط بشكل ثابت)، فإن كفاءتها الإنشائية عالية ومدة بنائها قصيرة.

بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن الأكوام الجاهزة هي أكوام تضغط على التربة، فإنها تتمتع بتأثير مضغوط على التربة المحيطة، وبالتالي تتمتع بمقاومة قوية للسحب، مما يمكن أن يمنع بشكل فعال سحب أساس قوس الطاقة الكهروضوئية في الرياح القوية.

ما هو أساس مرساة الصخور؟

تُستخدم أساسات المرساة الفولاذية غالبًا في طبقات التربة الصلبة، مثل طبقات الحصى والرمل والطبقة الصخرية، إلخ. سطح المرساة الفولاذية مزود بشفرات أو شفرات حلزونية متصلة ذات قطر صغير جدًا. أثناء البناء، يلزم استخدام الآلات لحفر ثقوب مسبقة في طبقة التربة الصلبة. قطر الثقب أكبر من قطر المرساة الفولاذية. بعد إدخال المرساة الفولاذية، يُسكب خليط الأسمنت، ويُوصل الجزء العلوي من المرساة الفولاذية بعمود الدعم. تُناسب أساسات المرساة الفولاذية طبقات التربة الصلبة، مثل الطبقة الصخرية.

إذا كانت محطة الطاقة الكهروضوئية ستُبنى على أساس صخري (خاصةً على سطح صخري على سفح تل)، فإن أساس المرساة الصخرية هو الشكل المُفضّل للأساس. يتطلب أساس المرساة الصخرية متطلباتٍ مُحددة. يجب أن يكون الأساس الصخري صخرًا مُعرّضًا لعوامل التجوية بشكلٍ معتدل أو طفيف. الصخور المُعرّضة لعوامل التجوية الشديدة غير مُناسبة لأساس المرساة الصخرية.

وفي الوقت نفسه، من الضروري أيضًا ألا تكون هناك فواصل واضحة في أساس الصخر لمنع الصخر من التشقق على طول الفواصل أثناء عملية البناء، مما يتسبب في فشل أساس مرساة الصخر.

عند إجراء مسوحات الهندسة الجيوتقنية لأساسات مرساة الصخور، يجب زيادة عدد ثقوب الحفر بشكل مناسب وفقًا للموقف المحدد لضمان أن تكون معلومات تكوين الصخور شاملة ومفصلة وموثوقة.