نظام تتبع أحادي المحور الأفقي من النوع ١P

نظرة عامة على المنتج

نظام التتبع الأفقي ذي المحور الواحد (١ب) هو هيكل تتبع قياسي في القطاع لمزارع الطاقة الكهروضوئية على نطاق المرافق، المُنصَّبة على الأراضي المستوية أو ذات الانحدار الخفيف. وبتدوير كل صف من الوحدات من الشرق إلى الغرب طوال اليوم لمتابعة اتجاه الشمس الأزيموثي، يلتقط هذا النظام طاقة سنوية تزيد بنسبة ٢٠–٢٨٪ مقارنةً بتثبيت ثابت مكافئ — وهي زيادة تحسّن مباشرةً العائد الداخلي للمشروع (IRR)، وتقلل تكلفة الكهرباء المنتجة (LCOE)، وتعزز القدرة التنافسية لاتفاقات شراء الطاقة (PPA).

صُمم هذا النظام ليتوافق مع المشاريع الضخمة. ويستوعب كل صف من أعمدة التتبع ٦٠–١٢٠ وحدة في تكوين ١ب (أي الوحدات في وضع عمودي على أنبوب عزم واحد)، ويُدار بواسطة محرك دوران مركزي في منتصف الصف. أما النسخة ٢ب من هذا النظام فتُضاعف عدد الوحدات لكل صف ليصل إلى أكثر من ١٢٠ وحدة، وذلك لتخطيطات كثيفة للغاية.

الميزات الهندسية الرئيسية:

محرك دوران (ليس محركاً خطيّاً أو قضيب دفع): يوفّر محرك الدوران قدرة دوران مستمرّة بزاوية ٣٦٠° بكثافة عزم عالية وبدون أي انزياح، وهو مناسب لبيئة التعب الناتجة عن التشغيل المتكرّر لتتبّع الشمس يوميّاً (أكثر من ٩٠٠٠ دورة خلال ٢٥ سنة)

دقة التتبّع: ±٠٫٥°: تحكّم مغلق الحلقة عبر إشارة استرجاع من مقياس الميل، وليس تحكّماً مفتوح الحلقة يعتمد على الزمن والذي ينجرّ دون تصحيح

خوارزميّة فلكيّة + منطق التراجع: يحسب وحدة التحكّم موقع الشمس استناداً إلى إحداثيّات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) والتاريخ/الوقت، مع منطق تراجع يُسطّح الصفوف أثناء زوايا انخفاض الشمس لتفادي الحجب الظلي بين الصفوف

أنبوب عزم من فولاذ مجلفن من نوع Q355B مع حماية ضد التآكل من الفئة C4: تم تحديد أبعاده وفق طول الصفّ والأحمال الرياحيّة المحلّيّة لضمان صلابة كافية في مقاومة العزوم الملويّة ومنع الالتواء في الصفوف وانحراف الوحدات الضوئيّة

الإنتاج الطاقي: المتبّع مقابل الميل الثابت

المواصفات الفنية

التطبيقات

مزارع الطاقة الشمسية الكهروضوئية ذات التضاريس المستوية (١٠ ميغاواط)

المناطق ذات الإشعاع الشمسي العالي (الشرق الأوسط وشمال إفريقيا، جنوب إفريقيا، تشيلي، أستراليا، جنوب غرب الولايات المتحدة، الهند)

مشاريع المناقصات الحكومية ومشاريع مزودي الطاقة المستقلين على نطاق واسع

المواقع التي تبرر تكلفة الأرض اعتماد نسبة تحويل ضوئي أعلى

تدفق العمل الهندسي

تحليل تضاريس الموقع: التحقق من أقصى درجة انحدار من الشمال إلى الجنوب (<٥٪ للتصميم القياسي؛ وأكثر من ٥٪ يتطلب تعديل الصفوف على شكل طبقات متدرجة)

معاملات حمل نفق الرياح: قيم معامل الضغط (Cp) الخاصة بهندسة الوحدة عند جميع زوايا التعقب، وفقًا لاختبارات نفق الرياح أو تحليل ديناميكا الموائع الحاسوبية (CFD)

تحديد أبعاد أنبوب العزم: حساب الصلابة الالتوائية للحد من الالتواء في الصف إلى أقل من درجة واحدة تحت تأثير الرياح التصميمية، لمنع سوء محاذاة الوحدات والإجهادات في الزجاج

تصميم الأساسات: التحقق من قدرة التحمل الجانبي والعزم المُقلِب وفق المعيار الأوروبي EN 1997-1، مع أخذ تضخيم الأحمال الديناميكية الناتج عن حركة نظام التعقب في الاعتبار

تحسين تباعد الصفوف: محاكاة خوارزمية التراجع الذاتي عبر السنة الكاملة لتحديد أصغر مسافة بين الصفوف دون حدوث خسائر بسبب الظلال

عملية التثبيت

دراسة حالة: مشروع تتبع أحادي المحور بقدرة ٨٠ ميغاواط — منطقة كيب الشمالية، جنوب إفريقيا

التحدي: تضاريس صحراوية مسطحة نسبيًّا ذات إشعاع شمسي مباشر عالٍ (أكثر من ٢٢٠٠ كيلوواط·ساعة/متر²/سنة). وتطلّب المشروع تحقيق زيادة في العائد بنسبة ٢٥٪ مقارنةً بالتركيبات الثابتة المائلة لضمان الجدوى المالية حسب نموذج اتفاقية الشراء الكهربائي. كما تصل سرعة هبات الرياح إلى ٣٥ مترًا/ثانية خلال موسم العواصف الرعدية الصيفي.

الحل: نظام تتبع أحادي المحور الأفقي، أنبوب عزم بقطر ٢١٩ مم، محرك دوران، خوارزمية فلكية مع مزامنة عبر نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ووظيفة التراجع التلقائي. فولاذ Q355B مغلفن بالغمر الساخن مع طبقة حماية من الفئة C4. أساسات بأعمدة مُدَقَّة. ٩٠ وحدة كهروضوئية لكل صف، وبترتيب عمودي مكوَّن من صفين × ٤٥ وحدة. وظيفة التثبيت التلقائي عند هبات الرياح تُفعَّل عند سرعة ٢٥ مترًا/ثانية.

النتيجة: تم قياس زيادة سنوية في العائد بلغت ٢٦,٤٪ مقارنةً بتركيب ثابت مائل بزاوية ١٠ درجات في الموقع نفسه. وأكَّدت القياسات الميدانية باستخدام مقياس الإشعاع الشمسي عدم حدوث أي خسائر بسبب التظليل بين الصفوف. ومتوسط حالات التثبيت بسبب الرياح بلغ ١٢ حالة سنويًّا؛ دون أي تلف هيكلي أو تلف في وحدات الحركة بعد ثلاث سنوات من التشغيل.

الأسئلة الشائعة

س: ما المدة الزمنية اللازمة لاسترداد تكلفة نظام التتبع مقارنةً بالتركيبات الثابتة؟

في المواقع ذات الكثافة العالية للإشعاع المباشر (٢٠٠٠ كيلوواط ساعة/متر مربع/سنة فأكثر)، يُحقِّق نظام التتبُّع الإضافي (٠٫٠٤–٠٫٠٧ دولار أمريكي/واط تيار مستمر) عائدًا خلال ٣–٥ سنوات بفضل الزيادة في إيرادات الطاقة. ويعتمد ذلك بشكل كبير على الموقع — ففي المواقع ذات الكثافة المنخفضة للإشعاع المباشر (<١٥٠٠ كيلوواط ساعة/متر مربع/سنة)، يزداد زمن الاسترداد ليصل إلى ٦–٨ سنوات، وقد يكون النظام الثابت المائل أكثر ملاءمةً.

س: كيف يعمل نظام التراجع الذاتي ولماذا هو ضروري؟

خلال الساعات الأولى من الصباح والوقت المتأخر من بعد الظهر، عندما يكون ارتفاع الشمس منخفضًا، تلقي الصفوف الأمامية ظلالًا على الصفوف الواقعة خلفها. ويُقلِّل نظام التراجع الذاتي من ميل جميع الصفوف ليصبح قريبًا من الأفقية خلال هذه الفترات، مما يؤدي إلى التضحية ببعض المكاسب الناتجة عن التتبُّع لتفادي التظليل. وبذلك، ينتج عن هذا أثر صافٍ يتمثل في فقدان طاقة طفيف عند الفجر والغسق، لكنه يمنع خسائر تتعلق بالتظليل بنسبة ٥–٨٪ كانت ستطرأ لولا ذلك.

س: ما نوع الصيانة المطلوبة لنظام الدفع؟

محركات الدوران هي وحدات مغلقة ومُشحَّنة بالزيت، وتتطلب فحصًا كل سنتين وإعادة تعبئتها بالزيت عند الحاجة. محرك القيادة هو وحدة ذات تصنيف IP65 ومصممة بتيار مستمر بلا فرشاة لضمان عمر تشغيلي طويل. ويغطي ضمان القيادة لمدة خمس سنوات المحرك وعلبة التروس والإلكترونيات الخاصة بالتحكم.

مكان الصورة

الكلمات الرئيسية لـ SEO

الرئيسي: مُتتبِّع شمسي محور واحد، مُتتبِّع أفقي محور واحد (١P)، نظام تتبع شمسي على نطاق شبكي، شركة مصنِّعة لمُتتبِّعات الألواح الكهروضوئية

الثانوي: مُتتبِّع أفقي محور واحد يحقِّق زيادة في الإنتاج بنسبة ٢٥٪، محرك دوران لمُتتبِّع شمسي، نظام تتبع شمسي بتقنية التراجع الخلفي، نظام تتبع كهروضوئي شبكي