تعتبر الهياكل المعدنية من العناصر الأساسية لأي مشروع طاقة شمسية كهروضوئية، وأي فشل في الهياكل المعدنية من الممكن أن يحدث أضراراً جسيمة لأي مشروع طاقة شمسية أو يسبب إيقاف عمله بشكل كامل.
أنواع الهياكل المعدنية لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية:
يوجد العديد من أنواع الهياكل المعدنية المتاحة تجارياً لأنظمة الطاقة الكهروضوئية، ويمكن تصنيفها كما يلي:
- أنظمة الأسطح:
- الأسطح الأفقية، وغالبا ما يتم تثبيت الهياكل المعدنية من خلال كتل إسمنتية يتم تثبيتها على هذه الأسطح.
- الأسطح المائلة (مثل أسطح القرميد أو الأسطح المعدنية)
- أنظمة واجهات المباني.
- أنظمة المساحات المفتوحة:
- هياكل التركيب الأرضية الثابتة.
- هياكل التركيب الأرضية المتحركة بشكل يدوي.
- هياكل التركيب الأرضية المتحركة باتجاه واحد.
- هياكل التريب الأرضية المتحركة بإتجاهين.
- أنظمة مواقف السيارات، حيث يتم تركيب الألواح الكهروضوئية كمظلات لمواقف السيارات.
تصميم الهياكل المعدنية:
المتطلب الأساسي لأي هيكل معدني مخصص للاستخدام في أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية أنها يجب تتحمل وزن الوحدات الكهروضوئية وتوزع هذا الحمل بالتساوي على السطح أو الأرض التي سيتم تركيب نظام الطاقة الشسمية عليها. بالإضافة إلى تحمّل الأحمال الإضافية المتوقعة، مثل الأحمال الناتجة عن سرعات الرياح أو تراكم الثلوج على سطح الألواح.
ونظراً لأهمية الهياكل المعدنية في أي نظام طاقة شمسية كهروضوئية، والتفاصيل الكثيرة التي تدخل في تصميم الهياكل المعدنية والتي تؤثر على متانته، من الضروري استشارة مهندس إنشائي في تصميم الهياكل المعدنية.
يتم تصنيع الهياكل المعدنية عادةً من الحديد المجلفن أو الألمنيوم، ويستخدم الألمنيوم بكثرة في الهياكل المعدنية التي يتم تركيبها على الأسطح، خصوصاً الأسطح التي لم يتم تصميمها لتحمل الأوزان الإضافية الناتجة عن تركيب نظام الطاقة الشمسية الكهروضوئية وذلك بسبب انخفاض وزن الألمنيوم مقارنة مع الحديد.
نظام طاقة شمسية على الأسطح المائلة (أسطح القرميد).
نظام طاقة شمسية على الأسطح المائلة (أسطح معدنية).
نظام طاقة شمسية كهروضوئية مثبت على واجهة مبنى.
نظام طاقة شمسية أرضي بهياكل معدنية ثابتة.
نظام طاقة شمسية أرضي بهياكل معدنية متحركة باتجاه واحد.
نظام طاقة شمسية أرضي بهياكل معدنية متحركة باتجاهين.
نظام طاقة شمسية مخصص لمواقف السيارات.