Κοινά Είδη Χαλύβδινων Φερόντων Δομών

1. Τριγωνική Δομή Στήριξης
Αυτός ο τύπος δομής χρησιμοποιήθηκε ευρέως σε πρώιμα φωτοβολταϊκά έργα, όπως φαίνεται στο Σχήμα 1. Διαθέτει μπροστινά και πίσω πόδια διαφορετικού μήκους, τα οποία είναι βιδωμένα στο θεμέλιο. Ένα διαγώνιο στήριγμα στηρίζει το μακρύτερο πόδι στη βάση του και συνδέεται με το μέσο της κεκλιμένης δοκού. Διαμήκεις δοκοί στηρίζονται στην κεκλιμένη δοκό, σχηματίζοντας το σύστημα στήριξης των ηλιακών πάνελ. Αυτή η δομή είναι ένα γεωμετρικά σταθερό σύστημα χωρίς περιττούς περιορισμούς.

Η τυπική σύνδεση μεταξύ της βάσης της κολώνας και του θεμελίου για τέτοιες δομές απεικονίζεται στο Σχήμα 2. Εάν η βάση της κολώνας θεωρείται ως σύνδεση με μεντεσέ, η δομή τείνει να παραμορφώνεται σημαντικά, απαιτεί περισσότερο χάλυβα και συχνά οδηγεί σε υψηλό ποσοστό θραύσης των φωτοβολταϊκών μονάδων χωρίς πλαίσιο λόγω παραμόρφωσης.

2. Τροποποιημένη Τριγωνική Δομή Στήριξης
Η τριγωνική δομή στήριξης θέτει υψηλές απαιτήσεις στη σύνδεση μεταξύ των ποδιών και του θεμελίου. Για την αποτελεσματική αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος, αναπτύχθηκε η τροποποιημένη τριγωνική δομή στήριξης. Αυτός ο σχεδιασμός προσθέτει διαγώνια στηρίγματα στην αρχική τριγωνική δομή, ενισχύοντας τη συνολική σταθερότητα. Παρόλο που αυξάνει ελαφρώς τη χρήση χάλυβα, μειώνει την παραμόρφωση συντονίζοντας την κίνηση των μπροστινών και πίσω κολώνων. Είναι κατάλληλη για διάφορους τύπους στηριγμάτων φωτοβολταϊκών μονάδων, ειδικά σε έργα με υψηλά φορτία ανέμου, ανώμαλο έδαφος ή ορεινές περιοχές όπου απαιτείται υψηλή δομική ακεραιότητα και ελάχιστη παραμόρφωση.

3. Δομή Στήριξης Δικλίδας
Η δομή στήριξης δικλίδας ακολουθεί τον «κανόνα των τριών άκαμπτων σωμάτων» στη δομική μηχανική: τρία άκαμπτα σώματα συνδεδεμένα ανά ζεύγη με τρεις μη συνευθειακούς απλούς μεντεσέδες σχηματίζουν ένα σταθερό σύστημα χωρίς περιττούς περιορισμούς. Είναι μια απλή δυαδική δομή. Εξαλείφοντας την ανάγκη για πόδια διαφορετικού μήκους, μειώνει τη χρήση χάλυβα, απλοποιεί τη δομή και διευκολύνει την εγκατάσταση.

Ωστόσο, αυτή η δομή έχει ορισμένους περιορισμούς:
1) Εφόσον δεν μπορεί να ρυθμίσει το ύψος, είναι κατάλληλη μόνο για επίπεδο ή ελαφρώς επικλινές έδαφος.
2) Η εξάλειψη των μπροστινών και πίσω ποδιών αυξάνει το μήκος πρόβολης της δοκού. Υπό υψηλότερα φορτία, η παραμόρφωση της δομής αυξάνεται, θέτοντας σε κίνδυνο τη σταθερότητα του συστήματος στήριξης των φωτοβολταϊκών και το ποσοστό θραύσης των φωτοβολταϊκών μονάδων χωρίς πλαίσιο. Επομένως, η δομή στήριξης δικλίδας είναι κατάλληλη μόνο για περιβάλλοντα με χαμηλά φορτία ανέμου.

4. Τροποποιημένη Δομή Στήριξης Δικλίδας
Για την αντιμετώπιση του ζητήματος της υψηλής χρήσης χάλυβα στις κεκλιμένες δοκούς της δομής στήριξης δικλίδας, αναπτύχθηκε μια τροποποιημένη έκδοση. Αυτός ο σχεδιασμός ενσωματώνει χαρακτηριστικά της τριγωνικής δομής στήριξης προσθέτοντας ένα πίσω πόδι στη στήριξη δικλίδας, μειώνοντας έτσι το μήκος πρόβολης της δοκού. Αυτό ενισχύει τη σταθερότητα του συστήματος στήριξης και μειώνει το ποσοστό θραύσης των φωτοβολταϊκών μονάδων. Η τροποποιημένη δομή στήριξης δικλίδας χρησιμοποιεί μόνο ελαφρώς περισσότερο χάλυβα από τον αρχικό σχεδιασμό δικλίδας, αλλά είναι πιο οικονομική σε σύγκριση με δύο τριγωνικές δομές στήριξης.

5. Μονο-Κολωνική Δομή Στήριξης Φωτοβολταϊκών
Η μονο-κολωνική δομή στήριξης φωτοβολταϊκών αποτελείται κυρίως από βασικά εξαρτήματα όπως η κύρια δοκός, η δευτερεύουσα δοκός, η μπροστινή στήριξη, η πίσω στήριξη, η χαλύβδινη κολώνα, ο σφιγκτήρας και το θεμέλιο μονής πασσάλου. Χρησιμοποιεί δύο διαγώνια στηρίγματα για να στηρίξει τις κύριες και δευτερεύουσες δοκούς, οι οποίες με τη σειρά τους συγκρατούν τα φωτοβολταϊκά πάνελ. Η σύνδεση μεταξύ των χαλύβδινων διαγώνιων στηριγμάτων και του θεμελίου μονής πασσάλου επιτυγχάνεται μέσω σφιγκτήρων, καθιστώντας τη δομή απλή και αποτελεσματική.

Επιπλέον, η μονο-κολωνική δομή στήριξης φωτοβολταϊκών καταλαμβάνει λιγότερο χώρο, επιτρέποντας την αποτελεσματική χρήση της γης μεταξύ των μπροστινών και πίσω σειρών φωτοβολταϊκών συστοιχιών. Οι μπροστινές και πίσω στηρίξεις αυτής της δομής είναι ουσιαστικά επιμήκεις εκδόσεις των μπροστινών και πίσω κολώνων σε δομές διπλής κολώνας. Ωστόσο, λόγω της προσθήκης σφιγκτήρων, χαλύβδινων κολώνων και άλλων εξαρτημάτων, η μονο-κολωνική δομή στήριξης απαιτεί σημαντικά περισσότερο χάλυβα σε σύγκριση με τις δομές διπλής κολώνας.