قیمت برق در حال افزایش است و بسیاری از صاحبان کارخانه ها به پشت بام های بدون استفاده خود به عنوان مکان های بالقوه برای PV خورشیدی نگاه می کنند.
چه چیزی باید اول باشد؟ اکثر مالکان با درخواست از شرکت های خورشیدی برای قیمت ماژول شروع می کنند. این فقط نیمی از تصویر است. برای یک ساختمان کارخانه اسکلت فلزی موجود، اولین گام ارزیابی سازه است. اگر سقف نتواند به طور ایمن سیستم را پشتیبانی کند، اقتصاد پروژه جمع نمی شود.
یک تخمین صنعتی نرخ عبور را برای بررسی ظرفیت بار PV روی سقف‌های فلزی موجود نشان می‌دهد زیر 50 درصد. نزدیک به نیمی از ساختمان‌های کارخانه‌های قدیمی ممکن است قبل از نصب خورشیدی نیاز به تقویت داشته باشند. نادیده گرفتن ارزیابی و رفتن مستقیم به نصب می تواند منجر به تغییر شکل پارچه، نشت سقف یا حتی حوادث ایمنی سازه شود.
این راهنما سه بررسی، معیارهای قبولی/شکست آنها و هزینه‌های نشان‌دهنده در صورت عدم موفقیت سقف را توضیح می‌دهد.
بررسی 1: ظرفیت تحمل بار
چه چیزی را بررسی کنید
بررسی کنید که آیا طرح اصلی دارای ظرفیت بار کافی در ذخیره است یا خیر. یک سیستم PV پشت بام (ماژول‌ها، ساختار نصب و کابل‌ها)، نصب شده به موازات شیب سقف، تقریباً اضافه می‌کند. 15-26 کیلوگرم بر متر مربع (0.15-0.26 kN/m²).
این ممکن است زیاد به نظر نرسد، اما یک است بار مرده دائمی. طرح اصلی اغلب تنها 0.5 کیلو نیوتن بر متر مربع بار زنده را برای سقفی که برای دسترسی معمولی در نظر گرفته نشده است، در نظر می گیرد. هنگامی که بار مرده PV با بارهای باد و برف ترکیب می شود، می تواند به راحتی از ظرفیت باقی مانده استفاده کند.
معیارهای قبولی/شکست
| مورد بازرسی | پاس | شکست بخورد |
| نسبت تنش در موارد ترکیبی بار مرده، زنده، باد و برف | در حد مجاز | از حد فراتر می رود |
| انحراف فریم اصلی | ≤ L/250 (روش معمول صنعت) | از حد فراتر می رود |
| جابجایی بالای ستون | در محدوده کد | از حد فراتر می رود |
اگر سقف خراب شد: قاب اصلی را تقویت کنید، برای مثال با افزایش اندازه اعضا یا اضافه کردن مهاربندی. این یک اقدام تقویتی نسبتاً پرهزینه است و به طراحی مهندسی خاص پروژه نیاز دارد.
بررسی 2: دهانه و اندازه بخش
چه چیزی را بررسی کنید
گیره های نصب PV روی پرلین ها ثابت می شوند. از آنجایی که پرلین ها در ابتدا برای بارهای موجود اندازه گیری شده بودند، 15 تا 26 کیلوگرم بر متر مربع اضافی ممکن است آنها را فراتر از ظرفیت مجاز خود فشار دهد. برای ساختمان‌های کارخانه با قاب پورتال با پرلین‌های مقطع C یا Z، از این دو قانون کلی می‌توان برای غربالگری اولیه استفاده کرد:
- دهانه بره در حدود 6 متر با نام بخش زیر 180 → احتمالاً از حد مجاز فراتر می رود
- دهانه بره در حدود 8 متر با تعیین بخش زیر 220 → احتمالاً بیش از حد مجاز
معیارهای قبولی/شکست
| مورد بازرسی | پاس | شکست بخورد |
| نسبت تنش پرلین | در حد مجاز | از حد فراتر می رود |
| انحراف پرلین | ≤ L/150 | از حد فراتر می رود |
| چیدمان پل/کراوات (وقتی دهانه بیش از 6 متر) | حداقل 2 ردیف | فقط 1 ردیف؛ خطر بی ثباتی جانبی |
اگر پرلین ها ناکافی هستند اما قاب اصلی ظرفیت کافی را دارد، تقویت یا تعویض فقط پرلین ها گزینه ای قابل کنترل تر و معمولا کم هزینه ترین از سه اقدام تقویتی است.
بررسی 3: وضعیت خوردگی
چه چیزی را بررسی کنید
پوشش محافظ و از بین رفتن سطح مقطع ناشی از خوردگی را بررسی کنید. به مکان هایی که گرد و غبار یا آب جمع می شود، مناطقی که در معرض خیس شدن و خشک شدن مکرر قرار دارند، اتصالات و مناطق پنهان و لبه های دهانه سقف توجه ویژه ای داشته باشید.
روش: ابتدا پوشش را برای آسیب دیدگی بررسی کنید. در مکان های آسیب دیده، از ضخامت سنج یا کولیس اولتراسونیک برای اندازه گیری ضخامت واقعی مواد و مقایسه آن با ابعاد مقطع اصلی استفاده کنید.
معیارهای قبولی/شکست
| مورد بازرسی | پاس | شکست بخورد |
| پوشش محافظ | سالم یا قابل تعمیر | شکست گسترده پوشش |
| از دست دادن سطح مقطع در اثر خوردگی | ≤ 5٪ | > 5% |
| اتصالات (جوش/پیچ و مهره) | بدون شلی و ترک | بست های شل یا جوش های ترک خورده |
اگر تلفات سطح مقطع ناشی از خوردگی بیش از 5٪ باشد، قبل از ارزیابی مجدد ظرفیت سقف برای بارهای PV، حفاظت در برابر خوردگی را اعمال کنید و بخش آسیب دیده را تقویت کنید. مسائل مربوط به اتصال بر هر چیز دیگری اولویت دارد: قبل از در نظر گرفتن نصب خورشیدی، اتصالات را تعمیر کنید.
اگر سقف شکست بخورد: پول کجا می رود
محدوده هزینه صنعت شاخص:
| کار اصلاحی | هزینه نشان دهنده | یادداشت ها |
| محاسبات تأیید سازه | 1400-4200 دلار آمریکا | مورد نیاز؛ یک شرکت مهندسی سازه واجد شرایط یا شرکت سازه های فولادی را برای مدل سازی و تأیید سازه استخدام کنید |
| آرماتور برلین / تعویض | 2800-7000 دلار آمریکا | رایج ترین دسته تقویت کننده |
| تقویت قاب اصلی | 11000-21000 دلار آمریکا | افزایش اندازه اعضا/افزودن مهاربندی؛ طراحی خاص پروژه مورد نیاز است |
| تقویت فونداسیون | 14000-28000 دلار آمریکا | گسترده ترین گزینه؛ ابتدا تأیید کنید که آیا واقعاً ضروری است یا خیر |
یک مورد احتیاطی: یک کارخانه PV را بدون انجام محاسبات سازه ای ابتدا نصب کرد. یک سال بعد، پره های آن 5 سانتی متر آویزان شده بود. تعمیرات و تقویت حدود 25000 دلار آمریکا هزینه داشت و تولید به مدت یک ماه متوقف شد.
ارزیابی سقف فقط چند هزار دلار هزینه دارد. نادیده گرفتن آن به معنای در معرض خطر قرار دادن سقفی به ارزش صدها هزار دلار - و کل خط تولید است.
پس از ارزیابی: موردی برای طراحی یکپارچه
هنگامی که سقف ارزیابی را پشت سر گذاشت، به جای استفاده از یک مقاوم سازی معمولی PV کاربردی در ساختمان (BAPV) ادغام PV را در طراحی سازه در نظر بگیرید.
- ماژول های PV می توانند بخشی از روکش سقف را در طراحی PV یکپارچه ساختمان (BIPV) جایگزین کنند و به طور بالقوه به جای افزایش بار دائمی را کاهش دهند.
- جزئیات نصب و اتصال را از ابتدا در نقشه ها برنامه ریزی کنید تا از سازگاری در محل جلوگیری کنید.
- برای سقف‌های با دهانه طولانی با ظرفیت بار محدود، BIPV ممکن است هزینه‌های آرماتور را کاهش دهد یا به طور قابل‌توجهی کاهش دهد.
برای یک ساختمان کارخانه جدید، این به معنای "یک طراحی سازه، یک فاز ساخت و ساز و تولید برق ساخته شده است." برای یک کارخانه موجود که ارزیابی را پشت سر می گذارد، مقاوم سازی معمولی یک گزینه مناسب باقی می ماند - اما جزئیات اتصال و توزیع بار باید توسط یک تیم طراحی با تخصص سازه فولادی انجام شود.
سوالات متداول
Q1: آیا تأیید ساختار قبل از نصب خورشیدی روی پشت بام ضروری است؟
بله. برآوردهای صنعت نرخ عبور برای بررسی بار PV در سقف های فلزی موجود را زیر 50 درصد نشان می دهد. محاسبات ساختاری به مدیریت این ریسک کمک می کند. با 1400 تا 4200 دلار آمریکا، یکی از کم هزینه ترین حفاظت ها در پروژه هستند.
Q2: آیا یک ساختمان کارخانه ای که 20 سال از عمر آن می گذرد هنوز می تواند از انرژی خورشیدی پشتیبانی کند؟
سن به تنهایی تعیین کننده نیست. اگر خوردگی کنترل شود و طرح اصلی ظرفیت کافی در ذخیره داشته باشد، ممکن است ساختمان قدیمی‌تر عبور کند. اگر تلفات بخش مربوط به خوردگی از حد مجاز بیشتر شد، ابتدا محافظ خوردگی را اعمال کرده و آن را تقویت کنید.
Q3: چه کسی باید گزارش ارزیابی ساختاری را تهیه کند؟
یک شرکت مهندسی سازه واجد شرایط یا شرکت سازه های فولادی باید این گزارش را صادر کند. باید ترکیب های بار، نسبت تنش، یافته های انحراف و هرگونه توصیه تقویتی را مستند کند.
Q4: به طور کلی چه دهانه و اندازه مقطعی برای خورشیدی روی پشت بام مناسب است؟
به عنوان یک قاعده کلی اولیه، پرلین های مقطع C یا Z با نام مقطع حداقل 180 در دهانه حدود 6 متر، یا 220 در حدود 8 متر، به احتمال زیاد از زیر بارهای PV عبور می کنند. تناسب نهایی باید با محاسبات سازه ای تایید شود.
مطمئن نیستید سقف شما می تواند خورشیدی را پشتیبانی کند؟ برای ارزیابی اولیه رایگان، دهانه، اندازه پارچه، سال ساخت و سقف را ارسال کنید. ایمیل: info@xzbesta.com
