تحليل الدور الأساسي للأنابيب المربعة في هياكل دعم الخلايا الكهروضوئية

مع التطور المستمر لاستراتيجية "الكربون المزدوج" والنمو السريع لصناعة الخلايا الكهروضوئية، بات نظام دعم الخلايا الكهروضوئية، باعتباره جزءًا أساسيًا من محطات الطاقة الشمسية، يحظى باهتمام متزايد نظرًا لمتانته الهيكلية وسهولة تركيبه وقدرته على التحكم في التكاليف. وقد أصبحت الأنابيب المربعة (أو المستطيلة) من المواد الأساسية في هياكل دعم الخلايا الكهروضوئية لما تتمتع به من خصائص ميكانيكية عالية الجودة، ومرونة في تغيير الحجم، وسهولة في اللحام. ستتناول هذه المقالة تحليل مزايا استخدام الأنابيب المربعة في دعم الخلايا الكهروضوئية، وتحسين هيكلها، ودراسات تطبيقية عملية لها.

1. لماذا يتم اختيار الأنبوب المربع كمادة هيكلية لدعم الخلايا الكهروضوئية؟

بالمقارنة مع الأنابيب المستديرة أو الفولاذ الزاوي، تتمتع الأنابيب المربعة بمزايا أكثر شمولاً في أنظمة دعم الخلايا الكهروضوئية:

استقرار هيكلي قوي: يوفر مقطعه العرضي المستطيل المغلق مقاومة ممتازة للضغط والانحناء، ويمكنه مقاومة أحمال الرياح وأحمال الثلوج؛
قدرة تحمل موحدة: سمك جدار الأنبوب موحد، والهيكل المتناظر رباعي الجوانب يساعد على توزيع الأحمال بشكل موحد؛
طرق توصيل متنوعة: مناسبة لتوصيل البراغي واللحام والتثبيت بالمسامير وغيرها من الأشكال الهيكلية؛
 
سهولة التركيب في الموقع: يسهل تحديد موقع الواجهة المربعة وتجميعها وتسويتها، مما يحسن كفاءة التركيب؛
 
معالجة مرنة: تدعم مجموعة متنوعة من طرق المعالجة المخصصة مثل القطع بالليزر، والتثقيب، والنشر، وما إلى ذلك.
 
هذه الخصائص تجعلها مناسبة بشكل خاص لسيناريوهات متنوعة مثل محطات الطاقة الأرضية واسعة النطاق، ومحطات الطاقة الصناعية والتجارية على أسطح المباني، ومشاريع الخلايا الكهروضوئية المدمجة في المباني.

2. مواصفات الأنابيب المربعة الشائعة الاستخدام وتكوين المواد

في نظام دعم الخلايا الكهروضوئية، ووفقًا لبيئة الاستخدام ومتطلبات الحمل، يكون الاختيار الشائع للأنابيب المربعة كما يلي:

كما ندعم تخصيص المواصفات الخاصة (مثل النوع السميك، ونوع الفتحة ذات الشكل الخاص، وما إلى ذلك) لتلبية متطلبات التصميم للمشاريع المختلفة.

3. الأداء الهيكلي للأنابيب المربعة في سيناريوهات مختلفة للخلايا الكهروضوئية

محطة توليد الطاقة الكهروضوئية المركزية الأرضية

تُستخدم الأنابيب المربعة لدعم هياكل الأقواس ذات الامتداد الكبير، وتُظهر قدرة ممتازة على التكيف وأداءً ممتازًا في تحمل الأحمال في التضاريس المعقدة مثل الجبال والتلال والصحاري.
 
مشاريع أسطح صناعية وتجارية
 
استخدم أنابيب مربعة خفيفة الوزن كقضبان توجيه ومكونات دعامة قطرية لتقليل أحمال السقف، مع تحسين الاستقرار الهيكلي العام وسهولة التركيب.
 
نظام الخلايا الكهروضوئية للمباني المدمجة في المباني
 
يمكن تخصيص الأنابيب المربعة ذات الحواف الضيقة والأنابيب المربعة ذات الأشكال الخاصة وفقًا لشكل المبنى، وهو ما لا يلبي متطلبات تحمل الأحمال الهيكلية فحسب، بل يأخذ في الاعتبار أيضًا الجوانب الجمالية ومتطلبات دمج مكونات الخلايا الكهروضوئية.
أنبوب مستطيل صيني

4. تعمل تقنية معالجة الأنابيب المربعة ومعالجة الأسطح على تحسين المتانة

نظراً لتعرض مشاريع الطاقة الشمسية الكهروضوئية لظروف خارجية طويلة الأمد، يجب معالجة الأنابيب المربعة بمواد مضادة للتآكل قبل مغادرتها المصنع:

المعالجة بالجلفنة بالغمس الساخن: تشكيل طبقة موحدة من الزنك، ويمكن أن يصل عمر مقاومة التآكل إلى أكثر من 20 عامًا؛
طلاء ZAM (الزنك والألومنيوم والمغنيسيوم): يعزز القدرة على مقاومة التآكل للزوايا ويحسن مقاومة رذاذ الملح عدة مرات؛
المعالجة بالرش/داكروميت: تستخدم للأجزاء الثانوية من الهيكل لتحسين المظهر والتناسق والالتصاق.
لقد اجتازت جميع المنتجات اختبار رذاذ الملح واختبار الالتصاق لضمان التشغيل المستقر في بيئات الغبار والرطوبة العالية والملوحة والقلوية.
خامساً: وصف موجز لحالات التطبيق العملي
الحالة الأولى: مشروع محطة طاقة شمسية أرضية بقدرة 100 ميغاواط في نينغشيا

تُستخدم أنابيب مربعة الشكل بأبعاد 100×100×3.0 مم كأعمدة رئيسية، مع عوارض بأبعاد 80×40 مم، ويتم جلفنة الهيكل بالكامل بالغمس الساخن. يظل الهيكل العام مستقرًا بدرجة كافية تحت مستوى أحمال الرياح 13.
الحالة الثانية: مشروع جيانغسو للألواح الكهروضوئية على أسطح المباني الصناعية والتجارية
يعتمد هيكل المشروع على هيكل إضاءة أنبوبي مربع 60×40، بمساحة سقف واحدة تزيد عن 2000 متر مربع، وتستغرق دورة التركيب 7 أيام فقط، مما يحسن كفاءة البناء.
تُعدّ الأنابيب المربعة مادة فولاذية أساسية لأنظمة دعامات الخلايا الكهروضوئية، وقد أصبحت مواد داعمة للعديد من مشاريع الطاقة الشمسية بفضل خصائصها الميكانيكية الفائقة، وقابليتها العالية للتشكيل، ومقاومتها للتآكل. وفي المستقبل، ومع تزايد انتشار المباني الكهروضوئية المدمجة في المباني والتصنيع الأخضر، ستواصل الأنابيب المربعة استغلال مزاياها الثلاث المتمثلة في "خفة الوزن + القوة + المتانة" لتعزيز جودة بناء الطاقة النظيفة.
تاريخ النشر: 3 يوليو 2025