
حاسبة هياكل الألواح الشمسية تحسب الهيكل المناسب لعدد ألواحك ومكان تركيبها: ترتيب الألواح في صفوف، وعدد الإطارات، وارتفاع الرجل الأمامية والخلفية لزاوية الميل المطلوبة، والمسافة بين بداية صف والآخر حتى لا تتظلل الألواح، ثم أطوال الحديد والقواعد والمشابك والبراغي ووزن الهيكل الإجمالي. تختار مكان التركيب وتدخل بيانات الألواح والزاوية والمدينة، وتظهر النتيجة مع مقطع جانبي للهيكل.
- أربعة أماكن تركيب: سطح خرساني مائل، سطح صاج، أرضي، ومرتفع.
- المدينة تدخل في حساب المسافة بين الصفوف، لأن زاوية الشمس في الشتاء تختلف بين الشمال والجنوب.
- تختار مادة الهيكل (حديد مجلفن بالغمر الساخن أو ألمنيوم) ومنطقة الرياح (عادية أو قوية وساحلية).
- الكميات تقديرية لتصميم نموذجي، والمقاطع النهائية تُعتمد بحساب إنشائي وفق كود البناء السعودي.
لماذا تحتاج حاسبة خاصة بالهياكل؟
الهيكل هو الجزء الذي يبقى تحت الألواح خمساً وعشرين سنة أو أكثر في الشمس والغبار والرياح. اختياره بشكل صحيح يحدد ثلاثة أشياء: سلامة المنظومة في العواصف، وإنتاجها (لأن الزاوية والظل يؤثران مباشرة)، والمساحة التي تحتاجها على السطح أو الأرض. والخطأ الأشهر في المشاريع الأرضية هو تقريب الصفوف من بعضها لتوفير المساحة، فيظلل الصف الأمامي الخلفي في ساعات الشتاء.
الخطوة الأولى: مكان التركيب
| المكان | طريقة الهيكل | ملاحظة |
|---|---|---|
| سطح خرساني مائل | هيكل بزاوية ميل مثالية على سطح مستوٍ | يحتاج تثبيتاً لا يضر العزل |
| سطح صاج | ريل وكلبسات موازية لميل السقف | خفيف وسريع، والزاوية هي زاوية السقف |
| أرضي | هيكل بقواعد خرسانية لكل رجل | للمزارع والمحطات، والمسافة بين الصفوف مهمة |
| مرتفع | هيكل عالٍ يمشي الناس تحته | يستفيد من المساحة تحته كممر أو موقف |
شرح كل نوع ومتى يناسب في مقال هياكل تثبيت الألواح الشمسية، ومنتجات المصنع مثل الهيكل الأرضي وهيكل الأسطح الخرسانية.
الخطوة الثانية: بيانات الألواح
- عدد الألواح وقدرة اللوح: تحسب منها القدرة الإجمالية بالكيلوواط ذروة.
- اتجاه اللوح: طولي أو عرضي. الطولي يعني أن الضلع الطويل للوح باتجاه الميل.
- طول اللوح وعرضه بالمليمتر: من ورقة بيانات اللوح. الألواح الحديثة الكبيرة تقارب 2.4 × 1.3 متر.
إذا حسبت المنظومة في حاسبة الطاقة الشمسية أولاً، يمكنك نقل عدد الألواح من رابط «احسب هيكل التركيب لهذه الألواح».
الخطوة الثالثة: الزاوية والمدينة والمادة والرياح
- زاوية الميل: الافتراضي 25 درجة، وتستطيع تغييرها. الزاوية الأكبر ترفع الرجل الخلفية وتزيد المسافة المطلوبة بين الصفوف.
- المدينة: تستخدمها الحاسبة لحساب المسافة بين الصفوف من زاوية الشمس.
- المادة: حديد مجلفن بالغمر الساخن (الأكثر استخداماً في المشاريع الأرضية) أو ألمنيوم (أخف وزناً).
- منطقة الرياح: عادية، أو رياح قوية وساحلية تزيد من الحديد والقواعد.
مثال توضيحي: هيكل أرضي لـ 16 لوحاً في الرياض
هذا المثال الافتراضي عند فتح الحاسبة، والأرقام تقديرية:
- 16 لوحاً بقدرة 645 واط ومقاس 2,384 × 1,303 مم، أي قرابة 10.3 كيلوواط ذروة.
- تركيب أرضي، زاوية 25 درجة، الرياض، حديد مجلفن بالغمر الساخن، رياح عادية.
النتيجة
| البند | القيمة |
|---|---|
| ترتيب الألواح | صف واحد × 8 ألواح، لوحان بالارتفاع |
| عدد الإطارات | 5 إطارات، إطار كل 3.0 م |
| ارتفاع الرجل الأمامية والخلفية | 0.60 م و2.63 م |
| المسافة بين بداية صف والآخر | 6.63 م |
| الممر الحر بين الصفوف | 2.27 م |
| أطوال ريل تثبيت الألواح | 43.6 م |
| المساحة المطلوبة | قرابة 70 م² |
| وزن الهيكل | 270 كجم، أي قرابة 16.9 كجم لكل لوح |
| القواعد | 10 قواعد خرسانية بحجم إجمالي 1.3 م³ تقريباً |
وفي قائمة المواد: الريل والمدادات المائلة (الرافترات) والأرجل والدعامات المائلة بأطوالها، و36 مشبكاً للألواح (وسط وطرف)، و72 برغي ربط M10.
كيف تفهم المسافة بين الصفوف؟
المسافة بين بداية صف والآخر (6.63 م في المثال) تُحسب بحيث لا يقع ظل الصف الأمامي على الخلفي في ساعات منتصف النهار طوال السنة، وأسوأ حالة هي الشتاء حين تكون الشمس منخفضة. لو قرّبت الصفوف لتوفير المساحة، يخسر الصف الخلفي جزءاً من إنتاجه في الشتاء، وقد يتسبب الظل الجزئي على جزء من اللوح في خسارة أكبر من مساحته.
وإذا كانت المساحة محدودة، فلديك خياران: تقليل زاوية الميل (فينخفض ارتفاع الرجل الخلفية ويقصر الظل)، أو ترتيب الألواح في صفوف أقل وأطول. والحاسبة تتيح لك تجربة الخيارين ومقارنة النتيجة. ولفهم أثر الزاوية على الإنتاج راجع أفضل اتجاه وزاوية ميل للألواح في مدن المملكة.
متى تحتاج تصميماً إنشائياً مفصلاً؟
- الهياكل المرتفعة والمظلات، لأن الأحمال على الأعمدة والقواعد أكبر.
- المواقع الساحلية والمكشوفة للرياح القوية.
- الأسطح القديمة أو غير المعروفة قدرة تحملها.
- التربة الرملية أو الضعيفة في المشاريع الأرضية.
في هذه الحالات تعتمد المقاطع وتباعد الإطارات والقواعد على حساب إنشائي حسب سرعة الرياح في الموقع وفق كود البناء السعودي، كما تذكر الملاحظة أسفل الحاسبة.
أسئلة شائعة
هل الألمنيوم أفضل من الحديد المجلفن للهيكل؟
الألمنيوم أخف ومقاوم للتآكل، والحديد المجلفن بالغمر الساخن أقوى وأوفر غالباً في المشاريع الأرضية الكبيرة. الاختيار يعتمد على المكان والميزانية.
لماذا يتغير وزن الهيكل عند تغيير منطقة الرياح؟
لأن الرياح القوية تحتاج إطارات أقرب ومقاطع أقوى وقواعد أكبر لمقاومة الرفع والانقلاب.
هل تشمل الحاسبة الألواح والمحولات؟
لا، الحاسبة للهيكل فقط مع القواعد والمشابك والبراغي. لحساب الألواح والمحوّل استخدم حاسبة الطاقة الشمسية.
كم مساحة أحتاج لكل كيلوواط؟
تختلف حسب طريقة التركيب والزاوية والمسافة بين الصفوف، والحاسبة تعطيك المساحة المطلوبة لمشروعك تحديداً.
تحتاج هيكلاً لألواحك؟ يصنّع مصنع MITS GROUP في الخرج هياكل الأسطح الخرسانية والمعدنية والهياكل الأرضية والمرتفعة من حديد مجلفن بالغمس الساخن، مع الألمنيوم كخيار، ويوردها لجميع مناطق المملكة.