การติดตั้งพลังงานแสงอาทิตย์ภาคพื้นดิน: คู่มือปฏิบัติในการเลือกระบบที่เหมาะสม

Ground Solar Racking คืออะไร และเหตุใดจึงแตกต่างจากการติดตั้งบนชั้นดาดฟ้า

ชั้นวางพลังงานแสงอาทิตย์ภาคพื้นดินเป็นโครงโครงสร้างที่ยึดแผงโซลาร์เซลล์ให้เข้าที่เมื่อติดตั้งโดยตรงบนพื้นที่เปิดโล่งแทนที่จะติดตั้งบนหลังคา ต่างจากระบบบนชั้นดาดฟ้าที่ต้องอาศัยโครงสร้างที่มีอยู่ของอาคารเพื่อรองรับ ชั้นวางแบบติดตั้งบนพื้นจะต้องสร้างรากฐานที่มั่นคงของตัวเอง สามารถรับน้ำหนักลมและหิมะได้อย่างอิสระ และมักจะทำให้เกิดภูมิประเทศที่ไม่เรียบในพื้นที่ติดตั้งขนาดใหญ่ สิ่งนี้ทำให้ระบบชั้นวางภาคพื้นดินโดยทั่วไปมีความแข็งแกร่งและปรับได้ดีกว่าฮาร์ดแวร์บนชั้นดาดฟ้า เนื่องจากมักใช้กับโซลาร์ฟาร์มระดับสาธารณูปโภค โครงการพลังงานแสงอาทิตย์เพื่อการเกษตร และการติดตั้งในที่พักอาศัยซึ่งมีพื้นที่หลังคาจำกัดหรือวางทิศทางการรับแสงแดดได้ไม่ดี

เนื่องจากระบบที่ติดตั้งภาคพื้นดินไม่ได้ถูกจำกัดด้วยระยะพิทช์ของหลังคาหรือภาระของโครงสร้างที่จำกัดวิธีการติดตั้งแผงหลังคา ระบบจึงมีความยืดหยุ่นมากขึ้นในด้านมุมเอียงและการวางแนวของแผง ซึ่งสามารถปรับปรุงการผลิตพลังงานได้อย่างมีนัยสำคัญตลอดอายุการใช้งานของระบบ ความยืดหยุ่นนี้เป็นเหตุผลสำคัญที่ทำให้ชั้นวางพลังงานแสงอาทิตย์ภาคพื้นดินกลายเป็นตัวเลือกมาตรฐานสำหรับการพัฒนาพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์และสาธารณูปโภคขนาดใหญ่

ประเภทหลักของระบบจัดวางบนพื้นดิน

โดยทั่วไประบบขึงภาคพื้นดินจะจัดอยู่ในหมวดหมู่ทั่วไปบางประเภท ซึ่งแต่ละประเภทจะเหมาะสมกับสภาพของสถานที่ งบประมาณ และเป้าหมายด้านประสิทธิภาพที่แตกต่างกัน

ที่ยึดแบบเอียงคงที่

นี่คือตัวเลือกที่ใช้กันทั่วไปและคุ้มค่าที่สุด โดยจะติดตั้งแผงในมุมคงที่ซึ่งเลือกตามละติจูดของสถานที่เพื่อปรับการรับแสงแดดประจำปีให้เหมาะสม ระบบเอียงคงที่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวน้อยกว่า ซึ่งหมายความว่ามีข้อกำหนดในการบำรุงรักษาที่ต่ำกว่าและกระบวนการติดตั้งที่ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับระบบติดตาม

การติดตามแบบแกนเดียว

ตัวติดตามแบบแกนเดียวจะหมุนแผงไปตามแกนเดียวตลอดทั้งวันเพื่อติดตามการเคลื่อนที่จากตะวันออกไปตะวันตกของดวงอาทิตย์ ซึ่งช่วยเพิ่มการผลิตพลังงานเมื่อเทียบกับระบบแบบตายตัว ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นนี้มาพร้อมกับต้นทุนล่วงหน้าที่สูงขึ้นและส่วนประกอบทางกลที่มากขึ้นซึ่งต้องมีการบำรุงรักษาเป็นระยะ แต่พลังงานที่ได้รับมักจะสมเหตุสมผลกับการลงทุนในการติดตั้งขนาดใหญ่

การติดตามแบบสองแกน

ระบบแกนคู่ติดตามดวงอาทิตย์ทั้งจากตะวันออกไปตะวันตกและตามการเปลี่ยนแปลงระดับความสูงตามฤดูกาล โดยจะดึงพลังงานที่ได้ออกมาสูงสุดที่เป็นไปได้จากจำนวนแผงที่กำหนด ระบบเหล่านี้เป็นตัวเลือกที่ซับซ้อนและมีราคาแพงที่สุด โดยทั่วไปจะสงวนไว้สำหรับโครงการที่การเพิ่มผลผลิตสูงสุดต่อแผงทำให้ต้นทุนทางกลไกและการบำรุงรักษาที่เพิ่มขึ้นเหมาะสม

การเปรียบเทียบตัวเลือกมูลนิธิ Ground Racking

วิธีการรองพื้นที่ใช้ในการยึด ที่ดึงพลังงานแสงอาทิตย์ภาคพื้นดิน ขึ้นอยู่กับสภาพดิน งบประมาณ และความคงทนในการติดตั้งเป็นอย่างมาก การเลือกประเภทรองพื้นผิดอาจทำให้เกิดความไม่มั่นคงหรือการทำงานใหม่ซึ่งมีค่าใช้จ่ายสูง

ปัจจัยของไซต์ที่ส่งผลต่อการเลือกระบบจัดวางสินค้า

ก่อนที่จะวางระบบชั้นวางบนพื้น จำเป็นต้องประเมินปัจจัยเฉพาะไซต์หลายประการอย่างรอบคอบ เนื่องจากการเลือกตัวเลือกที่ไม่ถูกต้องอาจนำไปสู่ปัญหาด้านโครงสร้างหรือลดการใช้พลังงานในสายการผลิต

• องค์ประกอบของดินและความสามารถในการรับน้ำหนัก ซึ่งกำหนดว่าเสาเข็มขับเคลื่อน เสาเข็มสกรู หรือฐานรากบัลลาสต์มีความเหมาะสมที่สุดหรือไม่
• ข้อกำหนดด้านปริมาณลมและหิมะในท้องถิ่น เนื่องจากชั้นวางต้องได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมให้ทนทานต่อสภาพอากาศเฉพาะของภูมิภาคการติดตั้ง
• ความต้องการภูมิประเทศของไซต์งานและการจัดระดับ เนื่องจากภูมิประเทศที่ไม่เรียบอาจต้องใช้ขาแร็คที่ปรับได้หรือการเตรียมไซต์เพิ่มเติมก่อนการติดตั้ง
• ความลึกของระดับน้ำและรูปแบบการระบายน้ำ ซึ่งอาจส่งผลต่อการเลือกฐานรากและเสถียรภาพของโครงสร้างในระยะยาวในสภาพอากาศที่เปียกชื้น
• การเข้าถึงอุปกรณ์บำรุงรักษา สำคัญอย่างยิ่งสำหรับระบบติดตามที่ต้องบำรุงรักษามอเตอร์และชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวเป็นระยะ

การประเมินสถานที่อย่างเหมาะสมก่อนตัดสินใจใช้ระบบชั้นวางจะช่วยหลีกเลี่ยงความประหลาดใจที่มีราคาแพงระหว่างการติดตั้ง เช่น การค้นหาข้อเท็จจริงที่มีการวางแผนเสาเข็ม หรือปัญหาการระบายน้ำที่ไม่ได้คำนึงถึงในการออกแบบดั้งเดิม

วัสดุที่ใช้ในการก่อสร้างแบบกราวด์

วัสดุที่ใช้ในชั้นวางพลังงานแสงอาทิตย์ภาคพื้นดินส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานและความต้านทานต่อการสึกหรอต่อสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ชายฝั่งทะเลหรือบริเวณที่มีความชื้นสูง ซึ่งการกัดกร่อนเป็นปัญหาที่ใหญ่กว่า

• เหล็กกัลวาไนซ์เป็นวัสดุที่ใช้กันทั่วไปในการดึง มีความแข็งแรงและทนต่อการกัดกร่อนได้ดีโดยมีต้นทุนปานกลาง
• ชั้นวางอะลูมิเนียมมีน้ำหนักเบากว่าและทนทานต่อการกัดกร่อนตามธรรมชาติ ทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมสำหรับการติดตั้งบริเวณชายฝั่งซึ่งการสัมผัสเกลือจะช่วยเร่งการกัดกร่อนของเหล็ก
• ฮาร์ดแวร์สแตนเลสมักจะใช้สำหรับตัวยึดและตัวเชื่อมต่อ เนื่องจากส่วนประกอบขนาดเล็กเหล่านี้มีความเสี่ยงที่จะเกิดสนิมเป็นพิเศษหากใช้วัสดุเกรดต่ำกว่า

การเลือกวัสดุเกรดสูงกว่าล่วงหน้ามักจะมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าในตอนแรก แต่จะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาในระยะยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการติดตั้งที่คาดว่าจะใช้งานได้เป็นเวลายี่สิบห้าปีขึ้นไปโดยไม่มีการซ่อมแซมโครงสร้างที่สำคัญ

แนวทางปฏิบัติในการบำรุงรักษาที่ทำให้ระบบชั้นวางมีความน่าเชื่อถือ

โดยทั่วไปแล้ว ชั้นวางพลังงานแสงอาทิตย์ภาคพื้นดินต้องการการบำรุงรักษาน้อยกว่าแผงหรือส่วนประกอบไฟฟ้าที่รองรับ แต่การตรวจสอบตามปกติบางประการจะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาทางโครงสร้างไม่ให้เกิดขึ้นโดยไม่มีใครสังเกตเห็นเมื่อเวลาผ่านไป ตรวจสอบการเชื่อมต่อของฐานรากเป็นระยะๆ เพื่อดูสัญญาณของการคลายตัว โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากเหตุการณ์สภาพอากาศเลวร้าย เช่น พายุหนักหรือวงจรการแข็งตัวของพื้นดินและการละลายที่อาจทำให้ดินเคลื่อนตัวรอบๆ ฐานรากของเสาเข็มได้ ตรวจสอบการกัดกร่อนบนส่วนประกอบที่เป็นเหล็ก โดยเฉพาะที่จุดสัมผัสระดับพื้นดินซึ่งความชื้นมีแนวโน้มที่จะสะสมและเร่งการเกิดสนิม

สำหรับระบบติดตาม มอเตอร์และแบริ่งจำเป็นต้องหล่อลื่นและการตรวจสอบเป็นระยะเพื่อให้แน่ใจว่าการหมุนราบรื่นตลอดทั้งวัน เนื่องจากตัวติดตามที่ติดขัดหรือทำงานผิดปกติสามารถลดการผลิตพลังงานได้อย่างมากจนกว่าจะได้รับการซ่อมแซม การเก็บบันทึกการบำรุงรักษาสำหรับการติดตั้งขนาดใหญ่จะช่วยระบุปัญหาที่เกิดซ้ำได้ตั้งแต่เนิ่นๆ ไม่ว่าจะเป็นประเภทฐานรากเฉพาะที่ต้องดิ้นรนในสภาพดินบางประเภทหรือส่วนชั้นวางโดยเฉพาะที่แสดงการสึกหรอมากกว่าส่วนอื่นๆ ทั่วทั้งไซต์