پروفیل آلومینیوم برای فتوولتائیک (Photovoltaics)
تاریخچه فتوولتائیک
عبارت فتوولتائیک «Photovoltaic» ترکیبی از واژه یونانی «Photos» به معنی نور با «Volt» به معنای تولید الکتریسیته از نور است. کشف پدیده فتوولتایی به فیزیک دان فرانسوی آلکساندر ادمون بکرل نسبت داده می‌شود که در سال ۱۸۳۹ با چاپ مقاله‌ای (بکرل، ۱۸۳۹) تجربیات خود را با باتری تر (Wet Cell) ارائه نمود. او مشاهده نمود که ولتاژ باتری وقتی که صفحات نقره ای آن تحت تابش نور خورشید قرار می‌گیرند، افزایش می‌یابد.
اما نخستین گزارش از پدیده پی وی در یک ماده جامد در سال ۱۸۷۷ بود، وقتی‌که دو دانشمند کمبریج آر.ئی. دی و دبلیو. جی. آدامز در مقاله‌ای به انجمن سلطنتی تغییراتی که در خواص الکتریکی سلنیوم وقتی که تحت تابش نور قرار می‌گیرد را، توضیح دادند.
در سال ۱۸۸۳ چارلز ادگار فریتس که یک مهندس برق اهل نیویورک بود، یک سلول خورشیدی سلنیومی ساخت که از برخی جهات شبیه به سلول های خورشیدی سیلیکونی امروزی بود. این سلول از یک ویفر نازک سلنیوم تشکیل شده بود که با یک توری از سیم های خیلی نازک طلا و یک ورق حفاظتی از شیشه پوشانده شده بود. اما سلول ساخت او خیلی کم بازده بود. بازدهٔ یک سلول خورشیدی عبارت از درصدی از انرژی خورشیدی تابیده به سطح آن می‌باشد که به انرژی الکتریکی تبدیل شده باشد. کمتر از ۱ درصد انرژی خورشیدی تابیده شده به سطح این سلول ابتدایی به الکتریسیته تبدیل می‌شد. با وجود این، سلول های سلنیومی سرانجام در نورسنج های عکاسی به‌طور وسیعی به کار گرفته شد.
پیش بینی می‌شود که ایالات متحده ظرف پنج سال آینده نزدیک به 100 گیگاوات ظرفیت جدید انرژی خورشیدی نصب کند که نرخ رشد آن 42 درصد است. و پیش بینی می شود که تا سال 2027، بازار جهانی خورشیدی نصب شده از 200 میلیارد دلار فراتر رود.
این پایه نصب شده بین مزارع خورشیدی در مقیاس بزرگ، پشت بام های مسکونی و تجاری و مقدار کمتری در پانل های خورشیدی متحرک بالای خودرو و کامیون تقسیم می شود.
با این حال در تمام این کاربردها، موفقیت فتوولتائیک ها به استفاده از اجزای معماری آلومینیومی برای سازه های ثابت و متحرک بستگی دارد.
در اینجا، ما در مورد مزایا و معایب آلومینیوم برای کاربردها در صنعت انرژی خورشیدی و همچنین برخی ملاحظات طراحی برای سیستم های قاب بندی بحث می کنیم. در ادامه مطلب همراه گروه مهندسی فیلت باشید.
فهرست مطالب
- آلومینیوم در مقایسه با فولاد برای قاب های پنل خورشیدی
- ملاحظات طراحی قاب های آلومینیومی
- مزایای پروفیل آلومینیوم
- معایب چیست؟
- انتخاب آلیاژ آلومینیوم
مقاله پیشنهادی: پروفیل آلومینیوم طرح چوب
گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.
آلومینیوم در مقایسه با فولاد برای قاب های پنل خورشیدی
فولاد به طور سنتی فلز انتخابی برای پروژه های تجاری در مقیاس بزرگ بوده است و دلایل خوبی برای این امر وجود دارد.
فولاد فراوان است و به راحتی تهیه می شود. فولاد برای تحمل بار استاتیک، با مدول الاستیسیته بالا و استحکام عالی است. خواص مکانیکی و شکل دهی فولاد به خوبی درک شده است و بنابراین طراحی اعضای سازه ای مانند قاب ها، خرپاها و تیرهای I نسبتاً ساده است.
اما معایب قابل توجهی نیز در استفاده از فولاد وجود دارد. برای یک نفر سنگین است و باید در مکان های دوردست با هزینه انرژی بالا نصب شود.
ساخت مقاطع فولادی طولانی تر نیاز به اتصال قطعات به یکدیگر از طریق جوش دارد که هزینه ساخت اضافی را به همراه دارد. البته فولاد به راحتی خورده می شود، بنابراین سطح باید غیرفعال، رنگ یا پودر شود که هیچ یک راه حل دائمی برای طول عمر نیست.
خوشبختانه استفاده از اکستروژن آلومینیوم مزایایی دارد که بسیاری از مهندسان و توسعه دهندگان محصولات ممکن است از آن آگاه نباشند. برای بهره برداری از این مزایا، مهندسان ابتدا باید به شرایط دقیقی که سازه باید تحت آن عمل کند، توجه داشته باشند.
آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل شیاردار صنعتی 40*80 میلیمتر سبک
ملاحظات طراحی قاب های آلومینیومی
قبل از در نظر گرفتن پروفیل های آلومینیومی، باید درک روشنی از تنش هایی که سازه باید تحمل کند وجود داشته باشد.
عوامل کاهش دهنده شامل بارهای برف، بادهای شدید و تغییرات زیاد دما بین روز و شب است. آیا سازه ثابت است یا متحرک و آیا به طور بالقوه در معرض اسپری آب شور یا سایر آلاینده های محیطی قرار خواهد گرفت؟
با طراحی دقیق و استفاده از آلیاژهای مناسب می توان بر تمامی این چالش ها غلبه کرد. در اینجا تنها برخی از مزایای استفاده از اکستروژن آلومینیوم برای نصب پنل های خورشیدی آورده شده است.
آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل آلومینیوم اچ نما کامپوزیت 6 میلیمتر
مزایای پروفیل آلومینیوم
- پروفیل های آلومینیومی در پیچیدگی طراحی تقریباً نامحدود هستند. این به این معنی است که هر نیاز احتمالی مهندسی را می توان با تنظیم مشخصات مطابق با الزامات عملکرد دقیق برآورده کرد.
- آلومینیوم به طور طبیعی در برابر خوردگی مقاوم است و هنگامی که در معرض اکسیژن قرار می گیرد، یک لایه اکسید آلومینیوم سخت تشکیل می دهد که به جلوگیری از خوردگی بیشتر کمک می کند. آلومینیوم را می توان آندایز کرد تا ضمن افزایش جذابیت زیبایی، محافظت بیشتری به آن اضافه کند.
- وزن سبک تر آلومینیوم، آن را برای مجموعه های متحرکی که باید خورشید را در سراسر آسمان دنبال کنند، ایده آل می‌کند. این همچنین یک مزیت واضح برای پایه های پانل روی پشت بام و ماشین است.
- پروفیل ها برای تاسیسات مدولار که می توانند به راحتی با اتصال دهنده هایی که امکان انبساط حرارتی و انقباض لازم سیکل های گرمایش و سرمایش را فراهم می کنند، متصل شوند ایده آل هستند.
آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل لوله آلومینیوم به قطر خارجی 10، قطر داخلی 7 و ضخامت 1.5 میلیمتر
معایب چیست؟
بر حسب واحد وزن، آلومینیوم ماده گران تری نسبت به فولاد است و معمولاً در مرحله اولیه کار طراحی بیشتری انجام می‌شود. با این حال، مطالعات به طور قطعی نشان می دهد که این هزینه های اولیه بیشتر از پرداخت هزینه های خود در دراز مدت از طریق عملکرد بهتر، هزینه های نصب کمتر و افزایش طول عمر است.
انتخاب آلیاژ آلومینیوم
بهترین نوع آلومینیوم کدام است؟ هیچ پاسخ کاملی وجود ندارد، بنابراین باز هم بستگی به برنامه دارد.
اما چندین انتخاب خوب به راحتی در دسترس می باشد.
آلومینیوم آلیاژ 6063
این آلیاژ کم هزینه ترین و همچنین دارای کمترین استحکام نهایی است. اما اکسترود کردن آن نیز آسان است و بهترین سطح را دارد. خواص شیمیایی و مکانیکی 6063 به خوبی شناخته شده است و آلیاژ انتخابی برای آندایز بعدی است.
آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل قوطی آلومینیوم 35*55 میلیمتر با ضخامت 1.8 میلیمتر
آلومینیوم آلیاژ 6061
هزینه کمی بالاتر و استحکام بالاتر از 6063، اما اکسترود کردن آن دشوارتر است.
آلومینیوم آلیاژ 6005A
این یکی از آلیاژهای جدیدتر با خواص مفید فراوان است. سبک، قوی، اکسترود آسان است و سطح عالی را تولید می کند. این احتمالاً بهترین انتخاب برای کاربردهای سلول خورشیدی است.
مهندسان برای به دست آوردن بیشترین سود از فرآیند اکستروژن، باید اصول طراحی خوب را رعایت کنند. ضخامت دیواره را ثابت نگه دارید و از تغییرات ناگهانی ضخامت در مناطق مجاور خودداری کنید. تا حد امکان پروفایل ها را متقارن نگه دارید. اجتناب از گوشه های تیز و فرورفتگی؛ از نسبت های کوچک زبان استفاده کنید.
به دلیل ویژگی های منحصر به فرد فرآیند اکستروژن، به توسعه دهندگان توصیه می‌شود که از نزدیک با سازنده همکاری کنند تا طرح های خود را برای تولید بهینه کنند. اگر در مورد اینکه چگونه پروفیل آلومینیوم می تواند به شما کمک کند سؤالی دارید، کارشناسان گروه مهندسی فیلت آماده ارائه تخصص حرفه ای هستند. امروز با ما تماس بگیرید.
آشنایی با تولیدات گروه مهندسی فیلت: پروفیل تسمه آلومینیوم عرض 20 و ضخامت 3 میلیمتر
گروه مهندسی فیلت؛
طراحی نقشه، ساخت قالب اكستروژن و تولید كننده پروفیل آلومینیوم در مقاطع عمومی و اختصاصی همراه با خدمات آندایزینگ و رنگ پودری الکترواستاتیک و برشکاری در خدمت مشتریان محترم و بزرگوار می باشد.
جهت مشاوره فنی و سفارش تماس حاصل فرمایید.
02144675798 – 09123018710