چرا انتخاب استراکچر پنل خورشیدی نامناسب باعث افت تولید برق خورشیدی می‌شود؟

استراکچر یا سازهٔ نصب پنل‌های خورشیدی، یکی از ارکان کلیدی هر سیستم فتوولتائیک است. انتخاب اشتباه یا نامناسب استراکچر می‌تواند تأثیر مستقیم بر بازده تولید انرژی، طول عمر تجهیزات و ایمنی کل سیستم داشته باشد. بسیاری از کاربران تنها به قیمت اولیه توجه می‌کنند، در حالی که استراکچر مناسب نقش مهمی در زاویه تابش، تهویه، مقاومت مکانیکی و نگهداری آسان ایفا می‌کند. در این مقاله، دلایل فنی افت تولید ناشی از استراکچر پنل خورشیدی نامناسب، پارامترهای کلیدی انتخاب سازه و نکات عملی برای انتخاب بدون ریسک بررسی می‌شود.

۱ — اهمیت زاویه و جهت نصب پنل‌ها

زاویه نصب پنل‌ها تأثیر مستقیم بر توان تولیدی و کارایی سیستم دارد.

• زاویه تابش بهینه: هر پنل دارای زاویه بهینه برای جذب حداکثری نور خورشید است. در ایران، این زاویه بسته به عرض جغرافیایی و فصل متغیر است. استراکچرهایی که این زاویه را فراهم نمی‌کنند، باعث کاهش راندمان می‌شوند.

• جهت نصب: پنل‌ها باید به سمت جنوب (در نیم‌کره شمالی) و با شیب مناسب نصب شوند. استراکچرهای ثابت بدون قابلیت تنظیم یا طراحی ناصحیح جهت می‌توانند تولید برق را تا ۱۰–۲۰٪ کاهش دهند.

• سیستم‌های قابل تنظیم (Tracking Systems): اگر بودجه اجازه دهد، استراکچرهای تک‌محور یا دومحور با دنبال کردن خورشید، بهره‌وری را ۱۵–۳۰٪ افزایش می‌دهند.

۲ — تهویه و خنک‌سازی طبیعی

دمای سلول‌های خورشیدی رابطهٔ مستقیم با راندمان دارد: هر افزایش ۱۰ درجهٔ سانتی‌گراد بالاتر از دمای استاندارد باعث کاهش تولید می‌شود.

• فضای کافی بین پنل و سطح نصب: استراکچر باید امکان گردش هوا در زیر پنل را فراهم کند تا حرارت سلول‌ها کاهش یابد.

• پنل‌های نزدیک به سقف یا زمین بدون فاصله مناسب: باعث تجمع گرما و افت راندمان می‌شوند.

• سازه‌های حرفه‌ای: طراحی شده‌اند تا تهویه طبیعی بهینه ایجاد کرده و از کاهش توان جلوگیری کنند.

۳ — مقاومت مکانیکی و تحمل شرایط محیطی

استراکچر نامناسب ممکن است تحت تأثیر باد، برف و بارش‌های سنگین دچار تغییر شکل یا لرزش شود:

• لرزش و جابجایی: لرزش زیاد در بادهای شدید می‌تواند زاویه تابش را تغییر دهد و موجب افت تولید برق شود.

• فرسودگی و خمیدگی: تغییر شکل سازه باعث سایه‌افتادن روی سلول‌ها و کاهش راندمان می‌شود.

• استانداردهای مورد نیاز: IEC 61215 و IEC 61730 تضمین‌کننده مقاومت مکانیکی پنل‌ها هستند، اما سازه نیز باید با این استانداردها مطابقت داشته باشد.

۴ — سایه‌اندازی و فاصله بین پنل‌ها

سایه یکی از عوامل اصلی افت تولید برق است:

• استراکچرهای ارزان یا بدون طراحی دقیق ممکن است پنل‌ها را نزدیک هم قرار دهند.

• حتی سایه جزئی روی یک سلول می‌تواند افت تولید پنل کامل را افزایش دهد (اثر Hot Spot).

• رعایت فاصله استاندارد و ارتفاع مناسب از زمین یا سقف، سایه را کاهش می‌دهد و تولید انرژی را بهینه می‌کند.

۵ — نگهداری و دسترسی

استراکچر نامناسب نگهداری پنل‌ها را دشوار می‌کند:

• دشواری در تمیز کردن گرد و غبار و رسوب‌ها باعث کاهش تولید می‌شود، زیرا گرد و غبار تا ۱۵–۲۰٪ توان خروجی را کاهش می‌دهد.

• استراکچرهای با طراحی دسترسی آسان، امکان نظافت و بازرسی منظم را فراهم می‌کنند و تولید انرژی در طول زمان حفظ می‌شود.

۶ — دوام و طول عمر سیستم

انتخاب استراکچر با کیفیت پایین می‌تواند به تدریج باعث آسیب دیدن پنل‌ها، کابل‌ها و اتصالات شود:

• اتصال غیر استاندارد یا استفاده از مصالح نامرغوب باعث خوردگی، شل شدن پیچ‌ها و کاهش پایداری می‌شود.

• استراکچر با دوام و مقاوم در برابر UV، رطوبت و زنگ‌زدگی باعث افزایش طول عمر کل سیستم می‌شود.

۷ — هزینه‌های پنهان و افت ROI

استفاده از سازه نامناسب باعث افزایش هزینه‌های پنهان می‌شود:

1. افت تولید انرژی و کاهش بهره‌وری.

2. هزینه‌های تعمیرات و تعویض قطعات آسیب‌دیده.

3. افزایش نیاز به نگهداری مکرر و شستشو.

4. کاهش طول عمر مفید پنل‌ها و کل سیستم.

در نتیجه، صرفه‌جویی اولیه در خرید استراکچر می‌تواند در طول زمان موجب افزایش هزینه کل مالکیت (TCO) شود.

۸ — نکات تخصصی برای انتخاب استراکچر مناسب

1. میزان مقاومت مکانیکی: بررسی تحمل باد، برف و بارهای جانبی مطابق با استانداردهای منطقه.

2. زاویه نصب قابل تنظیم: حتی سازه‌های ثابت باید زاویه بهینه و مناسب فصل داشته باشند.

3. جنس و پوشش مصالح: آلومینیوم آنودایز شده یا فولاد ضد زنگ با مقاومت در برابر خوردگی و UV توصیه می‌شود.

4. تهویه و ارتفاع مناسب: حداقل فاصله از سقف یا زمین برای جریان هوا و کاهش دمای سلول‌ها.

5. دسترسی برای نگهداری: قابلیت باز و بسته کردن، شستشو و بازرسی منظم.

6. سازگاری با نوع پنل و ابعاد آن: مطابقت دقیق با طول، عرض و وزن پنل‌ها.

سؤالات متداول

۱. آیا استراکچر فقط برای نگهداری پنل‌هاست؟
خیر؛ استراکچر علاوه بر نگهداری، نقش تعیین‌کننده در زاویه تابش، تهویه، مقاومت مکانیکی و کاهش سایه دارد.

۲. چه استانداردهایی برای استراکچر مناسب هستند؟
استانداردهای IEC 61215 و IEC 61730 برای پنل‌ها مهم‌اند و سازه نیز باید تحمل باد، برف و رطوبت منطقه را داشته باشد.

۳. ارتفاع و فاصله مناسب برای تهویه چقدر است؟
حداقل ۱۰–۱۵ سانتی‌متر از سقف و ۲۰–۳۰ سانتی‌متر بین ردیف‌ها برای تهویه و کاهش دما پیشنهاد می‌شود.

۴. استراکچر نامناسب چگونه ROI سیستم را کاهش می‌دهد؟
کاهش تولید انرژی، هزینه تعمیرات و کاهش طول عمر پنل‌ها باعث افت بازگشت سرمایه و افزایش TCO می‌شود.

۹ — جمع‌بندی

استراکچر نقش حیاتی در حفظ زاویه تابش، تهویه، ایمنی و طول عمر پنل‌ها دارد. انتخاب نامناسب آن باعث کاهش راندمان، سایه‌اندازی، مشکلات حرارتی، افزایش لرزش و هزینه‌های پنهان می‌شود. استفاده از سازهٔ مناسب و استاندارد، سرمایه‌گذاری اولیه را توجیه می‌کند و تولید انرژی را در بلندمدت بهینه می‌سازد.