کارخانه جدید با PV خورشیدی یکپارچه: طراحی سازه، ساخت و تولید برق در یک راه حل

سقف یک کارخانه صنعتی جدید - و هزینه برق آن برای 25 سال آینده - تا حد زیادی در مرحله نقشه کشی تعیین می شود.

بسیاری از پروژه های صنعتی ابتدا سازه فولادی را طراحی می کنند و پس از تثبیت عملیات، انرژی خورشیدی را اضافه می کنند. اما مقاوم سازی صرفاً «نصب بعدا» نیست. می تواند گران تر، کندتر و مخل تر باشد. طراحی یکپارچه BIPV (فتوولتائیک یکپارچه در ساختمان) بارهای خورشیدی، پروفیل های پانل سقف، دسترسی تعمیر و نگهداری و مسیرهای سینی کابل را در نقشه های اولیه گنجانده است. قطعات پیش ساخته کارخانه می توانند جایگزین سقف های فلزی معمولی شوند. ساختمان و سیستم خورشیدی با هم نصب می شوند و می توانند به عنوان یک پروژه هماهنگ راه اندازی شوند.

این مقاله طراحی یکپارچه را با مقاوم سازی بعدی در سه عامل هزینه - تقویت، زمان بندی و هزینه کل - مقایسه می کند و یک چارچوب تصمیم گیری برای پروژه های صنعتی ارائه می دهد.

 

 

چرا بازسازی اغلب هزینه بیشتری دارد؟

سقف های موجود ممکن است ظرفیت بار کافی نداشته باشند

سیستم‌های خورشیدی پراکنده معمولاً بار دائمی حدوداً اضافه می‌کنند 15-26 کیلوگرم بر متر مربع. طرح‌های سقف موجود ممکن است بر اساس بار تحمیلی 0.5 کیلونیوتن بر متر مربع برای سقف‌هایی باشد که برای دسترسی منظم در نظر گرفته نشده‌اند. هنگامی که بارهای خورشیدی با موارد بارگیری باد و برف ترکیب می شوند، بسیاری از سقف های قدیمی ظرفیت کمی باقی می مانند.

داده های تاریخی ذکر شده در منبع نشان می دهد که کمتر از 50% سقف های فلزی موجود قبل از نصب خورشیدی، بار ساختاری را بررسی می کنند. تقریباً نیمی از آنها ممکن است قبل از نصب ماژول ها نیاز به تقویت داشته باشند.

 

تقویت بودجه مصرف می کند

اگر ارزیابی ظرفیت ناکافی را شناسایی کند، ممکن است تقویت‌کننده مورد نیاز باشد - بخش‌های بزرگ‌تر، مهاربندی اضافی، پرلین‌های جایگزین یا جزئیات اتصال متراکم‌تر. تقویت معمولا به حساب می آید 15٪ - 25٪ از کل بودجه مقاوم سازی

با طراحی یکپارچه، بارها، ضخامت پانل سقف، و مشخصات پرلین در نقشه های اولیه بررسی شده است. اجتناب از مرحله تقویت جداگانه

 

برنامه و زمان توقف تولید

مقاوم‌سازی اغلب مستلزم وقفه‌های تولید مرحله‌ای است: ابتدا کارخانه را بسازید و راه‌اندازی کنید، بخش‌هایی از سقف را از سرویس خارج کنید، مقداری روکش را بردارید، سیستم خورشیدی را نصب کنید و سقف را بازسازی کنید.

طراحی یکپارچه ماژول ها، سیستم نصب، سینی کابل و پانل های سقف را در مدل BIM هماهنگ می کند. قطعات در کارخانه پیش ساخته می شوند و کار سایت عمدتا شامل اتصالات بالابر و پلاگین است. تولید برق می تواند با تکمیل سقف، بدون مرحله دوم نصب آغاز شود.

 

 

 

تعیین کمیت سه عامل هزینه

مقایسه زیر از سقف صنعتی 10000 متر مربعی با ظرفیت نصب شده فرضی حدود 1.2 مگاوات بر ثانیه (مگاوات پیک) استفاده می کند.

جنبه	طراحی یکپارچه BIPV	مقاوم سازی (BAPV)	منبع تفاوت
تقویت سازه	0	15 تا 25 درصد بودجه مقاوم سازی	بررسی بار خرابی سقف موجود
مصالح سقف	پاکت یکپارچه + ماژول	ورق های فلزی + سیستم نصب بعدی	آیا سقف و ماژول ها یکپارچه هستند
برنامه در محل	تولید برق پس از اتمام نیروگاه	یک یا دو خاموش شدن مرحله ای پس از شروع عملیات	اینکه آیا کار به صورت مرحله ای انجام می شود
استفاده از فولاد	کاهش 8٪ تا 12٪ (همانطور که گزارش شده است)	0	اتصالات مشترک + بخش های بهینه شده + سقف یکپارچه
سینی کابل و دسترسی به تعمیر و نگهداری	در مرحله طراحی رزرو شده است	حفاری بعد + نصب	آیا خورشیدی در مرحله طراحی در نظر گرفته شده است یا خیر
درآمد 25 ساله تولید برق	بدون تغییر	بدون تغییر	همینطور برای ظرفیت نصب شده برابر

در کنار هم، طراحی یکپارچه می تواند هزینه کل را 15% تا 25% کاهش دهد و برنامه را 30% تا 50% در مقایسه با مقاوم سازی کوتاه کند.

توجه: "بودجه مقاوم سازی" در جدول به معنای هزینه کل اصلاحات سقف، بدون احتساب قیمت ماژول است. تقویت سازه معمولاً 15 تا 25 درصد از این بودجه را تشکیل می دهد.

 

کدام پروژه ها با طراحی یکپارچه مناسب هستند؟

هر نیروگاه جدید نباید خورشیدی را در نقشه های اولیه قرار دهد. طراحی یکپارچه به ویژه برای این چهار نوع پروژه مناسب است:

1. هندسه سقف منظم-چیدمان های مستطیلی، چند طرفه یا دندانه اره ای می توانند از ماژول ها استفاده موثری کنند.
2. تقاضای بالای برق در روز -مشخصات بار با تولید خورشیدی هماهنگ است و به طور بالقوه امکان مصرف بالای 70 درصد را فراهم می کند.
3. انتظار می رود سقف ها بیش از 15 سال در خدمت باقی بمانند -سرمایه گذاری اولیه را می توان در یک دوره خدمات طولانی تر تقسیم کرد.
4. یک زنجیره تامین BIPV محلی بالغ-پاکت و اجزای خورشیدی را می توان با یک تامین کننده مطابقت داد و از جستجوی بعدی تامین کننده اجتناب کرد.

موارد کمتر مناسب شامل کارخانه های کوچک، سقف های نامنظم، مصرف برق بسیار کم، یا بازارهای بدون زنجیره تامین BIPV بالغ می شود. بهسازی بعدی BAPV ممکن است مقرون به صرفه تر باشد.

 

 

سه نقطه هماهنگی کلیدی

مفروضات بارگذاری

در محاسبات اولیه سازه، بار خورشیدی دائمی 15 تا 26 کیلوگرم بر متر مربع را لحاظ کنید. سقف ها، پرلین ها، خرپاها، مقاطع و اتصالات باید از ابتدا برای بار ترکیبی طراحی شوند. به جای باقی گذاشتن ظرفیت برای اضافه شدن بعدی.

 

ادغام سقف و ماژول های خورشیدی

در سقف فلزی معمولی ابتدا سقف نصب می شود و ماژول های خورشیدی بالای آن نصب می شوند. BIPV یکپارچه از یک سیستم سقف استفاده می کند که در آن پانل سقف خود بخشی از مجموعه خورشیدی را تشکیل می دهد.

این سه مزیت بالقوه را ارائه می دهد:

• سقف و اجزای خورشیدی را برای عمر مفید (25 سال) انتخاب کنید.
• مقاومت در برابر بالا آمدن باد بهبود یافته زیرا ماژول ها و سقف به عنوان یک سیستم یکپارچه عمل می کنند.
• ظاهری تمیزتر بدون قاب های نصب شده در معرض دید.

 

سینی کابل و دسترسی به تعمیر و نگهداری

سینی‌های کابل، مکان‌های جعبه ترکیبی، مسیرهای تمیز کردن ماژول، و راهروهای تعمیر و نگهداری را رزرو کنید در نقاشی ها. سوراخ کردن بعداً می تواند به سقف آسیب برساند و نقاط نشتی اضافی ایجاد کند.

 

 

 

سوالات متداول

Q1: آیا طراحی یکپارچه ساخت کارخانه را به تاخیر می اندازد؟

نه لزوما. هماهنگی BIPV عمدتا در طول طراحی انجام می شود، در حالی که پیش ساخته کارخانه و نصب سایت می تواند در کنار ساخت و ساز فولادی معمولی پیش رود. ماژول ها، اجزای نصب، سینی کابل، و پانل های سقف به عنوان بخشی از یک بسته هماهنگ می رسند، بنابراین برنامه کلی می تواند تا حد زیادی بدون تغییر باقی بماند.

 

Q2: کاهش 8٪ تا 12٪ در استفاده از فولاد چگونه محاسبه می شود؟

این برآورد سه اثر را ترکیب می‌کند: جزئیات اتصال مشترک پس از سقف و ماژول‌ها یکپارچه شده‌اند، بخش‌های بهینه‌سازی شده بر اساس بارهای نهایی خورشیدی، و یک سیستم سقف/پوشش ساده شده.

 

Q3: بار سقف 15-26 کیلوگرم بر متر مربع چگونه باید انتخاب شود؟

این بستگی به نوع ماژول، ترتیب نصب و زاویه شیب دارد. ماژول های نصب شده بر روی سقف تخت ممکن است حدود 15 تا 20 کیلوگرم بر متر مربع اضافه کنند، در حالی که سیستم های نصب کج ممکن است حدود 20 تا 26 کیلوگرم بر متر مربع اضافه کنند. یک مهندس سازه باید طرح واقعی را در برابر الزامات باد محلی و بار برف تأیید کند.

 

Q4: اگر سقف موجود در ارزیابی ساختاری شکست بخورد، آیا این بدان معناست که خورشیدی نمی تواند نصب شود؟

خیر. تقویت یک راه حل استاندارد و جا افتاده است. مسئله صرفاً این نیست که آیا نصب امکان پذیر است یا خیر، بلکه این است که چقدر هزینه دارد و در مقایسه با طراحی یکپارچه چقدر ممکن است تولید را مختل کند.

 

Q5: آیا سقف BIPV یکپارچه واقعاً 25 سال دوام می آورد؟

سقف، ماژول ها، اجزای نصب و مهر و موم ها باید برای یک عمر مفید 25 ساله انتخاب شوند. اگر سقف فلزی 5 تا 10 ساله با ماژول های 25 ساله ترکیب شود، عمر کلی سیستم همچنان توسط جزء با عمر کوتاه تر محدود می شود. تطبیق طول عمر یک اصل اصلی طراحی BIPV است.

 

 

مشاوره عملی برای صاحبان پروژه

در مرحله برنامه ریزی پروژه و طرح مفهومی – نه پس از تکمیل نقشه های ساخت و ساز – خورشیدی را به عنوان یک زیر سیستم مورد نیاز به جای یک افزونه اختیاری در نظر بگیرید.

این تصمیم بر:

• این که آیا سازه سقف از ابتدا برای بارهای خورشیدی طراحی شده است.
• اینکه آیا یک سیستم یکپارچه پانل سقفی انتخاب شده است یا خیر.
• آیا سینی کابل و دسترسی به تعمیر و نگهداری از قبل رزرو شده است.
• آیا اتصال به شبکه در برنامه پروژه اصلی گنجانده شده است یا خیر.

حل این چهار سوال در اولین بررسی طراحی است بسیار ارزان تر از تجدید نظر در نقشه ها بعدا.

 

 

برنامه ریزی یک کارخانه صنعتی جدید؟ ایمیل: info@xzbesta.com