Giá đỡ năng lượng mặt trời là gì? Tìm hiểu các thành phần lắp đặt năng lượng mặt trời
Hệ thống giá đỡ năng lượng mặt trời hoặc giá treo bảng điều khiển năng lượng mặt trời được sử dụng để hỗ trợ tấm pin mặt trời trên bất kỳ bề mặt nào, thường là trên mái nhà hoặc trực tiếp trên mặt đất. Giá treo trên mái nhà thường ít tốn kém hơn vì chúng có thể sử dụng kết cấu hỗ trợ của mái nhà hiện có. Tuy nhiên, hệ thống gắn trên mặt đất dễ tiếp cận và bảo trì hơn, đồng thời không bao gồm những lo ngại về an toàn khi làm việc trên mái nhà.
Các loại gắn kết
Trên mái nhà, hầu hết các giá đỡ đều bao gồm một khung được gắn chặt vào kết cấu dầm và xà nhà của mái nhà. Nếu không mong muốn sử dụng hệ thống xuyên qua mái nhà, chẳng hạn như trên mái ngói đất sét, mái kim loại hoặc mái bằng nơi nước có thể đọng lại, thì hệ thống giá đỡ có thể đứng tự do và được dằn.
Hệ thống giá đỡ gắn trên mặt đất là khung kim loại được cố định vào tấm xi măng hoặc được gắn trên cột để cho phép giải phóng mặt bằng bên dưới dễ dàng hơn, chẳng hạn như ở các khu vực có tuyết dày hoặc trong các hệ thống có mục đích kép như nông điện, tích hợp nông nghiệp với các tấm pin mặt trời.
Hầu hết các bộ phận của kệ trong hệ thống trên mái nhà và trên mặt đất đều được làm bằng nhôm và thép không gỉ cao cấp. Một yếu tố quan trọng cần cân nhắc là độ bền của giá đỡ, cần phải chịu được tuyết và gió lớn ở nhiều khu vực. Một hệ thống giá đỡ chắc chắn có thể hỗ trợ tải tuyết lên tới 90 pound trên mỗi foot vuông và sức gió 190 dặm/giờ.
Thành phần mái nhà
Ba thành phần chính của hệ thống năng lượng mặt trời gắn trên mái nhà là:
Các phụ kiện mái, được gắn chặt vào kết cấu mái
Đường ray gắn trên đó các tấm pin mặt trời được gắn
Kẹp, dùng để gắn các thanh ray lắp vào các bộ phận gắn trên mái nhà và các tấm vào các thanh ray.
Các phụ kiện gắn trên mái có thể khác nhau, tùy thuộc vào loại mái. Các phụ kiện gắn mái phổ biến nhất, được sử dụng trong mái lợp ván lợp, được khoan vào dầm chịu lực và xà của mái, sau đó được bịt kín bằng vật liệu chớp và bịt kín. Trên mái kim loại có mối nối, các kẹp mái hoặc giá đỡ gắn vào tấm kim loại sẽ đỡ các thanh ray lắp đặt.
Hệ thống mái có chấn lưu bao gồm khung ray và khung kẹp ngoại trừ các phần gắn trên mái, được thay thế bằng khối bê tông để giữ khung. Một số khung thương mại có kèm theo các bộ phận dằn được tích hợp bên trong. Do trọng lượng của chúng, hệ thống dằn chỉ hoạt động trên mái có độ dốc thấp và nhiều mái nhà cũ có thể không chịu được trọng lượng tăng thêm.
Các bộ phận khác phổ biến của hệ thống trên mái nhà là giá đỡ ống dẫn, giúp nâng hệ thống dây điện ra khỏi mái nhà để bảo vệ mái nhà khỏi quá nóng.
Linh kiện gắn trên mặt đất
:max_bytes(150000):strip_icc():format(webp)/GettyImages-610521250-430dc622479046e58f48352353a8b4fd.jpg)
Hệ thống gắn trên mặt đất sử dụng khung cũng tương tự như hệ thống trên mái nhà, ngoại trừ việc khung được đặt vào tấm bê tông, đòi hỏi phải thực hiện thêm các bước đào, đặt móng và đổ xi măng. Nhiều khung gắn trên mặt đất có thể được điều chỉnh thủ công để tối đa hóa khả năng tiếp xúc với ánh nắng mặt trời.
Hệ thống gắn trên cột sử dụng một cột được cố định vào một lỗ đổ đầy bê tông có chiều dài khoảng một nửa chiều dài của cột. Các hệ thống gắn trên cột có thể đi kèm với bộ theo dõi năng lượng mặt trời tự động hoặc được điều chỉnh thủ công. Các hệ thống này có thể sử dụng nhiều cực, có thể hỗ trợ dãy bảng lớn hơn với diện tích nhỏ hơn so với khi gắn khung trực tiếp vào tấm bê tông.
Các thành phần chung cho tất cả các hệ thống giá đỡ
Hệ thống giá đỡ năng lượng mặt trời đi kèm với bộ biến tần chuyển đổi dòng điện một chiều (DC) mà hệ thống quang điện mặt trời tạo ra thành dòng điện xoay chiều (AC) mà các tòa nhà dân cư và thương mại sử dụng. Những bộ biến tần đó đôi khi được lắp trực tiếp vào hệ thống giá đỡ, nhưng trong hầu hết các hệ thống, chúng được gắn bằng kẹp.
Hệ thống dây điện chạy qua một mảng năng lượng mặt trời bên trong các thanh ray lắp đặt, kết nối hộp nối điện được gắn ở mặt sau của tấm pin mặt trời với hộp nối hệ thống.
Chốt, bu lông, nắp cuối, kẹp cuối, kẹp dây, giá đỡ và nhiều phần cứng lắp đặt khác cũng là những bộ phận phổ biến của bất kỳ hệ thống giá đỡ nào.
Tìm độ nghiêng phù hợp
Trên mái nhà hoặc khung gắn trên mặt đất không có góc lý tưởng để tiếp xúc với ánh nắng nhiều nhất có thể, các chân nghiêng có thể điều chỉnh các tấm sao cho chúng nghiêng ở các góc lý tưởng với mặt trời, cả theo chiều ngang và chiều dọc.
Góc nghiêng là góc đứng trong khi góc phương vị là góc ngang so với đường xích đạo. Đặt góc tiêu đề thật dễ dàng: Đặt nó theo vĩ độ của bạn. Việc tìm góc phương vị có phần khó khăn hơn.
Ở Bắc bán cầu, các tấm (hầu như luôn luôn) phải hướng về phía nam thực sự chứ không phải phía nam từ tính, điều này có thể thay đổi tùy thuộc vào từ trường của Trái đất. Bạn có thể tìm thấy hướng nam thực sự nếu bạn có la bàn và hệ số suy giảm từ trường bằng máy tính từ trường của NOAA.
Chi phí
Giá đỡ trên mái nhà có thể chiếm 10% tổng chi phí của một hệ thống năng lượng mặt trời trên mái nhà trung bình, hoặc khoảng 40 đến 80 USD cho mỗi tấm pin, chưa bao gồm lắp đặt. Ngược lại, phần cứng giá đỡ cho hệ thống khung gắn trên mặt đất có thể có giá từ 60 đến 100 USD cho mỗi bảng. Tuy nhiên, vì hệ thống lắp đặt trên mặt đất cần thêm đường ống và bê tông nên chi phí đó có thể tăng gấp đôi.
Hệ thống gắn trên cột có thiết bị theo dõi là lựa chọn đắt nhất, có giá cao gấp đôi so với hệ thống khung gắn trên mặt đất. Tuy nhiên, hiệu suất tăng lên của các tấm pin mặt trời sử dụng thiết bị theo dõi có thể khiến chi phí trả trước tăng thêm đáng giá.
