الألياف الكربونية عالية الأداء لأنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية الجديدة: إعادة تعريف كفاءة الطاقة الشمسية
1. مزايا مادة ألياف الكربون: مصممة للبيئات الشمسية الكهروضوئية
تُصنع منتجاتنا المصنوعة من ألياف الكربون (إطارات الألواح الشمسية، وأقواس التثبيت، وأجهزة التتبع، وصواني الكابلات) للأنظمة الكهروضوئية (PV) من مركبات ألياف الكربون عالية الجودة (درجة T700/T800 مع طلاء راتينج مضاد للأشعة فوق البنفسجية)، مما يحل مشاكل المكونات الكهروضوئية التقليدية المصنوعة من الألومنيوم/الفولاذ، ويوفر أداءً فائقًا لتوليد الطاقة الشمسية على المدى الطويل:
- خفيفة الوزن للغاية وسهلة التركيب: 50%-60% أخف وزنًا من الألومنيوم و70%-80% أخف وزنًا من الفولاذ. يزن إطار اللوح الشمسي 1.6 متر × 1 متر 1.6 متر فقط 1.2-1.5 كجم (مقابل 3-4 كجم لإطارات الألومنيوم)، مما يقلل من تكاليف النقل بمقدار 30% ويقلل من وقت التركيب في الموقع بمقدار 40%. لا حاجة إلى معدات رفع ثقيلة - يمكن لثلاثة عمال تركيب أكثر من 50 لوحًا في اليوم، مما يقلل من تكاليف العمالة للمشاريع الكهروضوئية الكبيرة الحجم.
- مقاومة فائقة للرياح والأحمال: تتمتع ألياف الكربون بقوة شد تصل إلى 3600 ميجا باسكال ومعامل مرونة 230 جيجا باسكال - 2.5 أضعاف قوة الألومنيوم. تتحمل أقواس التثبيت الكهروضوئية (المصنوعة من هيكل قرص العسل المصنوع من ألياف الكربون) سرعة رياح تصل إلى 250 كم/ساعة (أعاصير من الفئة 10) وأحمال ثلوج تبلغ 1.5 كيلو نيوتن/م²، مما يجنب الإطار الانحناء أو تشوه المتعقب (الشائع في أنظمة الألومنيوم). مثالية للمناطق الساحلية أو المرتفعات العالية أو المناطق المعرضة للثلوج.
- مقاومة الطقس والأشعة فوق البنفسجية: تفي مكونات ألياف الكربون بمعايير IP68 المقاومة للماء وتقاوم درجات الحرارة القصوى (-40 درجة مئوية إلى 85 درجة مئوية). يمنع الطلاء المضاد للأشعة فوق البنفسجية تقادم المواد من التعرض لأشعة الشمس على المدى الطويل (شائع في الأجزاء البلاستيكية أو الألومنيوم)، مما يضمن أداءً مستقرًا لأكثر من 25 عامًا (يطابق عمر الألواح الشمسية). لا تتعرض للتآكل من المطر أو الرطوبة أو رذاذ الملح - مناسب للمشاريع الكهروضوئية الصحراوية أو الساحلية أو الاستوائية.
- تمدد حراري منخفض وثبات عالي: تتميز ألياف الكربون بمعامل تمدد حراري (CTE) يبلغ 1.5 × 10 × 10 ⁶/ درجة مئوية (1/10 من الألومنيوم). وتحافظ على ثبات أبعادها في ظل التقلبات اليومية في درجات الحرارة (على سبيل المثال، اختلافات في درجات الحرارة بين الليل والنهار في الصحراء تصل إلى 40 درجة مئوية)، مما يجنبها الفجوات بين الألواح أو الوصلات المفكوكة التي تقلل من كفاءة توليد الطاقة.
- صديقة للبيئة وقابلة لإعادة التدوير: يستهلك إنتاج ألياف الكربون طاقة أقل بـ 301 تيرابايت و3 أضعاف الطاقة التي يستهلكها صهر الألومنيوم، ويمكن إعادة تدوير المكونات المنتهية الصلاحية إلى مواد ثانوية من ألياف الكربون - بما يتماشى مع أهداف استدامة الطاقة المتجددة العالمية (مثل الاتفاق الأخضر للاتحاد الأوروبي، وقانون خفض التضخم في الولايات المتحدة).
2. تطبيقات متعددة الاستخدامات عبر أنواع الأنظمة الكهروضوئية
صُممت مكوناتنا الكهروضوئية المصنوعة من ألياف الكربون للتكيف مع سيناريوهات التركيب المختلفة، ودعم مشاريع الطاقة الشمسية على نطاق المرافق والمشاريع التجارية والسكنية:
- المحطات الكهروضوئية الأرضية على نطاق المرافق العامة:
- تقلل أجهزة التتبع الشمسية المصنوعة من ألياف الكربون (أحادية المحور/مزدوجة المحور) الوزن بمقدار 501 تيرابايت 3 تيرابايت مقارنة بأجهزة التتبع المصنوعة من الفولاذ، مما يقلل من تكاليف الأساس (لا حاجة للقواعد الخرسانية الثقيلة). يسمح التصميم خفيف الوزن بنشر أسرع - يمكن تركيب المحطات الكهروضوئية بقدرة 100 ميجاوات في 3-4 أشهر (مقابل 6-8 أشهر للأنظمة الفولاذية). تستخدم أجهزة التتبع ذات المحور المزدوج أعمدة محرك من ألياف الكربون لدوران اللوحة بدقة (تتبع زاوية الشمس)، مما يزيد من توليد الطاقة بمقدار 15%-20% مقابل أنظمة الإمالة الثابتة.
- صواني الكابلات المصنوعة من ألياف الكربون (خفيفة الوزن ومقاومة للتآكل) سهلة التركيب على مساحات أرضية كبيرة، مما يقلل من مخاطر تلف الكابلات واحتياجات الصيانة.
- أنظمة الأسطح الكهروضوئية التجارية والصناعية:
- إطارات الألواح المصنوعة من ألياف الكربون وأقواس التثبيت خفيفة الوزن بما يكفي للأسطح منخفضة الحمولة (مثل مستودعات المصانع ومراكز التسوق) التي لا يمكنها دعم أنظمة الصلب/الألومنيوم الثقيلة. يمكن للسقف الذي تبلغ سعته 10,000㎡ تركيب 1.2 ميجاوات من الألواح الشمسية (مقابل 800 كيلووات مع إطارات الألومنيوم)، مما يزيد من قدرة توليد الطاقة إلى أقصى حد.
- يقلل المظهر الجانبي المنخفض للأقواس المصنوعة من ألياف الكربون (الارتفاع أقل من 10 سم) من مقاومة الرياح ويجنب السقف التلف الناتج عن الرياح القوية - وهو مثالي للمباني التجارية في المناطق الحضرية.
- الأنظمة الكهروضوئية السكنية الموزعة:
- أطقم الألواح الكهروضوئية السكنية المصنوعة من ألياف الكربون (إطارات مجمعة مسبقًا وأقواس خفيفة الوزن) يسهل على أصحاب المنازل تركيبها (لا حاجة إلى معدات احترافية). يمكن تركيب نظام بقدرة 5 كيلو وات (15-20 لوحًا) في يوم أو يومين، مما يقلل من تكاليف التركيب بمقدار 251 تيرابايت مقابل أطقم الألومنيوم.
- يمتزج التصميم الأنيق المصنوع من ألياف الكربون (باللون الأسود غير اللامع أو الفضي) مع جماليات الأسقف السكنية، متجنباً المظهر الصناعي للأقواس الفولاذية - مما يجذب أصحاب المنازل في المجتمعات الراقية.
- المشاريع الكهروضوئية المتخصصة:
- الأنظمة الكهروضوئية العائمة: مكونات ألياف الكربون مقاومة للتآكل للماء والطحالب، وأخف وزنًا من الألومنيوم (تقليل متطلبات الطفو)، وتدوم لأكثر من 25 عامًا في المياه العذبة أو مياه البحر.
- الأنظمة الكهروضوئية المحمولة: تتميز الإطارات القابلة للطي المصنوعة من ألياف الكربون (لألواح 100 واط - 500 واط) بخفة الوزن (2-3 كجم) وسهولة الحمل، وهي مثالية للتخييم أو الطاقة في حالات الطوارئ أو المناطق النائية خارج الشبكة.
