بثق الألومنيوم لإطارات الألواح الشمسية؟

يواجه العديد من صانعي الألواح الشمسية إطارات ضعيفة تنحني أو تتعطل تحت الضغط. وتسبب هذه الأعطال القلق والتكلفة الإضافية. يوفر البثق حلاً قويًا وثابتًا وفعالاً من حيث التكلفة لإطارات تدوم طويلاً.

يُفضّل البثق لأنه يصنع مقاطع متجانسة وقوية بسرعة ويقلل من النفايات ويبقي التكلفة منخفضة - وهو مثالي لإطارات الألواح الشمسية على نطاق واسع.

وهذا هو السبب في أن البثق هو الخيار الشائع للإطارات الشمسية. أستكشف بعد ذلك بالتفصيل الأسباب والمتطلبات والمعالجات ومرونة التصميم وراء هذا الاختيار.

لماذا يُفضل البثق لإنتاج الإطارات الشمسية؟

غالبًا ما تأتي الأعطال القوية من الوصلات الضعيفة أو المواد الرديئة. يتفادى البثق الوصلات ويستخدم الألومنيوم المستمر، لذا فهو يحل العديد من هذه المشاكل.

يوفر البثق مقطعًا عرضيًا متسقًا وقوة جيدة ونفايات منخفضة وإنتاجًا سريعًا بكميات كبيرة، مما يجعله مثاليًا لتصنيع الإطارات الشمسية.

يحتاج تصنيع إطارات الألواح الشمسية إلى الدقة والاتساق والقوة. يلبي البثق كل هذه الاحتياجات. في عملية البثق تقوم بدفع الألومنيوم من خلال قالب. والنتيجة هي شكل متواصل بنفس الشكل طوال طوله. وهذا الشكل الموحد يجلب العديد من المزايا. أولاً، تكون القوة متساوية على طول الإطار بأكمله. لا توجد أي لحامات أو وصلات تميل إلى أن تكون نقاط ضعف تحت الضغط أو الرياح أو الحمل.

ثانيًا، يُهدر البثق مواد أقل. عند صب أو قطع الأجزاء، غالبًا ما تقوم بقطع الخردة. يدفع البثق المواد اللازمة فقط للخارج. وهذا يقلل من تكلفة المواد. كما أنه يقلل من تكلفة التصنيع الآلي.

ثالثًا، يدعم البثق إنتاج كميات كبيرة. بمجرد إعداد القالب، يمكنك تشغيل أطوال طويلة من التشكيل الجانبي بسرعة. وهذا يساعد في الطلبات الكبيرة أو الإطارات الطويلة.

رابعًا، يسمح البثق بتفاوتات دقيقة. أبعاد المظهر الجانبي متسقة. ويساعد ذلك عندما تحتاج الألواح الشمسية إلى ملاءمة ضيقة بين الزجاج والإطار وأجهزة التركيب.

وأخيرًا، يساعد البثق في المعالجة النهائية. يمكنك الجمع بين البثق والمعالجات السطحية مثل الطلاء بأكسيد الألومنيوم أو مسحوق الطلاء. وهذا يحسن من التشطيب ومقاومة الطقس.

البثق مقابل الطرق الأخرى

من هذا الجدول ترى لماذا يحمل البثق العديد من المزايا للإطارات الشمسية.

وبسبب هذه العوامل، يختار العديد من صانعي إطارات الطاقة الشمسية البثق بدلاً من الصب أو اللحام. يؤدي هذا الاختيار إلى إطارات أقوى وأخف وزنًا وأكثر فعالية من حيث التكلفة.

ما متطلبات الحمولة التي يجب أن تفي بها الإطارات الشمسية؟

تواجه إطارات الألواح الشمسية أحمال الرياح والثلوج والمناولة والتركيب. إذا فشلت الإطارات تحت الحمل، تنكسر الألواح أو تتسرب. لذا يجب أن تستوفي الإطارات معايير القوة والصلابة الصارمة.

يجب أن تدعم إطارات الطاقة الشمسية الرياح والثلوج ووزن الزجاج والوحدة ومقاومة الانحناء أو التشوه في ظروف التحميل النموذجية.

يجب أن تحافظ إطارات الألواح الشمسية على اللوحة بشكل آمن خلال سنوات عديدة من التعرض للخارج. وهذا يعني أن الإطارات يجب أن تقاوم الانحناء والالتواء والضغط. تأتي الأحمال من قوة الرياح، وحمل الثلوج (في بعض المناطق)، ووزن الزجاج والخلايا الشمسية، وضغط أجهزة التركيب.

عادةً ما تستخدم مزارع الطاقة الشمسية أو المصفوفات على الأسطح إطارات تحمل زجاجًا ثقيلًا مقسّى ودعامة معدنية. يجب أن يحافظ الإطار على الزجاج مسطحاً، ويتجنب الاعوجاج، ويحافظ على إحكام الإغلاق. إذا انحنى الإطار، فقد تنكسر الأختام ويتسرب الماء.

كما يمكن للرياح أن تدفع أو تسحب الألواح. تتسبب هبوب الرياح القوية في حدوث ضغط أو شفط. يجب أن يظل الإطار صلباً تحت هذه القوى. ويضيف حمل الثلج في المناخات الباردة وزناً إضافياً. يجب أن تتحمل الإطارات هذا الوزن الزائد دون أن تنحني.

غالباً ما يقوم المصنعون بالتصميم وفقاً لعوامل الأمان. فهم يأخذون في الاعتبار السرعة القصوى المتوقعة للرياح، وحمل الثلوج، وهامش الأمان الإضافي. ويختبرون الإطارات من حيث صلابة الانحناء وقوة الخضوع.

معلمات التحميل النموذجية

يجب أن يراعي تصميم الإطار ذلك. إذا تعطل الإطار ولو لمرة واحدة تحت الحمل، فقد تتشقق اللوحة أو تتسرب. وهذا يضيف تكلفة الصيانة والهدر.

يفكر المصنعون أيضًا في العمر الافتراضي. من المتوقع أن تعمل الألواح الشمسية لعقود. يجب أن يحافظ الإطار على شكله بعد الضغوط المتكررة. وهذا يعني أن جودة المواد، وسُمك الجدار، وشكل المقطع العرضي مهم. يساعد البثق هنا. نظرًا لأن المظهر الجانبي موحد وقوي، يتصرف الإطار بشكل متوقع تحت الضغط.

رأيت ذات مرة مزرعة للطاقة الشمسية تستخدم إطارات رخيصة ورقيقة. بعد عاصفة رياح شديدة، تصدعت العديد من الألواح بالقرب من الزوايا. علمني ذلك أن القوة والصلابة ليست اختيارية. بل هما ضروريان.

لذلك ينتج عن البثق إطارات قوية وموحدة تفي بمتطلبات الحمولة. وهذا يضمن بقاء الوحدات الشمسية آمنة خلال عمرها الافتراضي.

كيف تتم معالجة البثق لمقاومة الأشعة فوق البنفسجية؟

قد تتسبب أشعة الشمس على مدار سنوات في تدهور المواد أو الطلاءات. يجب أن تقاوم الإطارات الأشعة فوق البنفسجية والمطر والحرارة والأكسدة. وإلا فإن الإطارات تتلاشى أو تتآكل. العلاج أمر حيوي.

غالباً ما يتم طلاء إطارات الألومنيوم المبثوق بأكسيد الألومنيوم أو طلاء المسحوق لمقاومة الأشعة فوق البنفسجية والتآكل والطقس لعمر طويل في الهواء الطلق.

يقاوم الألومنيوم العاري التآكل إلى حد ما. ولكن التعرض الطويل للشمس والمطر والغبار يمكن أن يؤدي إلى تآكله ببطء. كما أن تشطيب السطح مهم للمظهر والانعكاسية والإغلاق. ولحماية الإطارات، غالباً ما يضيف المصنعون معالجة السطح.

إحدى المعالجات الشائعة هي المعالجة بأكسيد الألومنيوم. في عملية الأنودة، يصبح سطح الألومنيوم طبقة رقيقة من أكسيد الألومنيوم. هذه الطبقة أكثر صلابة وأكثر مقاومة للتآكل وتقاوم التلف الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية. كما أنها تحافظ على اللون واللمسة النهائية لفترة أطول في الهواء الطلق.

وهناك طريقة نموذجية أخرى وهي الطلاء بالمسحوق. يضيف طلاء المسحوق طبقة واقية ملونة تغلق المعدن وتحميه. يقاوم الطلاء الشمس والمطر والتآكل. كما يساعد الإطار في الحفاظ على مظهره ومقاومة التآكل.

قد يستخدم المصنعون أيضاً طلاءات خاصة مثل الدهانات المقاومة للأشعة فوق البنفسجية أو الطلاءات الفلوروكربونية. وتضيف هذه الطلاءات مقاومة إضافية ضد أضرار أشعة الشمس والطقس.

أهمية العلاج

• يمنع الأكسدة والتآكل تحت المطر.
• يتجنب تغير لون السطح تحت أشعة الشمس.
• يساعد في الحفاظ على إحكام الإغلاق من خلال الحفاظ على ثبات شكل المظهر الجانبي.
• يعمل على تحسين المتانة لعقود في الهواء الطلق.

التشطيب المناسب يساعد أيضاً في التركيب. فالسطح الأملس يساعد على إحكام الإغلاق وتأطير الأجهزة. كما أنه يحافظ على نظافة المظهر، وهو أمر مهم لألواح الطاقة الشمسية على الأسطح أو الواجهات.

عندما تتم معالجة الإطارات بشكل صحيح، يمكن أن تدوم من 20 إلى 30 عامًا في الهواء الطلق دون صدأ أو بهتان أو ضعف هيكلي. وهذا يطابق العمر المتوقع لوحدات الطاقة الشمسية.

لذا فإن البثق بالإضافة إلى المعالجة الجيدة للأسطح يخلقان إطارات شمسية قوية ومقاومة للعوامل الجوية وجاهزة للخدمة الطويلة.

هل يمكن أن تختلف التصاميم حسب حجم اللوحة ونوعها؟

تتعدد أحجام الألواح الشمسية وأشكالها وقوتها الكهربائية واحتياجات تركيبها. يجب أن يتطابق تصميم الإطار. وهذا يتطلب مرونة.

يتيح البثق للصانعين تغيير المقطع العرضي للإطار، والمظهر الجانبي، وموضع الفتحة لمطابقة أحجام وأوزان وأنواع الألواح المختلفة بسهولة.

تتنوع الألواح الشمسية. بعضها عبارة عن ألواح صغيرة مثبتة على السطح، وبعضها عبارة عن صفائف كبيرة مثبتة على الأرض. وبعضها يستخدم وحدات زجاجية زجاجية، وبعضها الآخر زجاجية خلفية. بعضها ثقيل وبعضها خفيف. يجب أن يتناسب الإطار مع الحجم والوزن ونوع التركيب ونمط البلاط.

باستخدام البثق، يمكنك تصميم مقاطع عرضية مختلفة. يمكنك إضافة أخاديد أو فتحات على شكل حرف T لتركيب القضبان. يمكنك إضافة مواد إضافية حيث يكون الزجاج أثقل أو حيث يتم تركيب أجهزة التثبيت. وهذا يمنحك مرونة في العديد من أنواع الألواح.

كيفية تكييف المصممين لملامح البثق

يمكن للمصممين ضبط سُمك الجدار وحجم الشفة وعدد الفتحات وأضلاع الدعم المركزية. ويمكنهم أيضًا إجراء ثقوب مسبقة للبراغي أو استخدام قنوات تثبيت موحدة.

البثق يجعل هذه التغييرات سهلة. بمجرد صنع القالب، ما عليك سوى إنتاج أشكال مختلفة. ليست هناك حاجة للحام أو إعادة تصنيع الأجزاء الثقيلة. وهذا يقلل من المهلة الزمنية ويقلل التكلفة.

يساعد التخصيص أيضًا في أسواق التصدير. ففي بعض البلدان، يفضل القائمون على التركيب في بعض البلدان أحجامًا معينة لقضبان التثبيت. مع البثق يمكن للصانع إضافة أو إزالة فتحات لتتناسب مع تلك المعايير.

مع تطور تكنولوجيا الألواح، تتغير التصميمات. على سبيل المثال، قد تستخدم الألواح الشمسية الأحدث تصميمًا بدون إطار أو إطارات أرق. ومع البثق يمكن للصانعين التكيف بسرعة. فيمكنهم تصميم مظهر جانبي أنحف. ويمكنهم أيضًا تصميم إطارات للألواح ثنائية الوجه التي تحتاج إلى جانب خلفي مفتوح لتمرير الضوء.

وبالتالي، يوفر البثق مرونة كبيرة. فهو يتيح لصانعي الإطارات الشمسية خدمة العديد من أنواع الألواح دون تكلفة كبيرة أو تأخير.

الخاتمة

يوفر قذف الألومنيوم القوة والثبات ومقاومة الطقس ومرونة التصميم لإطارات الألواح الشمسية. إنه يحل المشاكل الرئيسية للتركيبات الشمسية طويلة الأمد والآمنة والمتعددة الاستخدامات.