Hệ thống lắp đặt điện mặt trời trên mái phẳng hoạt động như thế nào trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt?

Thông tin chi tiết từ Trung Đông Khí hậu

Ở những vùng đất ngập tràn ánh nắng của Trung Đông, năng lượng mặt trời có triển vọng to lớn. Với mức độ bức xạ mặt trời cao quanh năm, các quốc gia như UAE, Ả Rập Xê Út, Oman và Kuwait đang nhanh chóng mở rộng cơ sở hạ tầng năng lượng mặt trời của họ. Nhưng khi nhiệt độ thường tăng cao trên 45°C (113°F) trong những tháng mùa hè, một câu hỏi quan trọng nảy sinh:

Làm tốt thế nào hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời mái phẳng thực hiện trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt như vậy?

1. Độ bền nhiệt của kết cấu lắp đặt

Hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời trên mái phẳng, đặc biệt là những hệ thống được làm từ hợp kim nhôm anodized Và thép mạ kẽm nhúng nóng , được thiết kế để chịu được sự thay đổi nhiệt độ lớn. Ở Trung Đông, nơi bề mặt mái nhà có thể vượt quá 70°C dưới ánh sáng mặt trời trực tiếp, các hệ thống lắp đặt chất lượng cao là:

Chịu nhiệt: Nhôm và thép vẫn giữ được tính toàn vẹn về mặt cấu trúc ngay cả khi tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian dài.

Ổn định với tia UV: Lớp phủ và vật liệu được thiết kế để chống lại sự xuống cấp do bức xạ UV mạnh.

Không ăn mòn: Ở các thành phố ven biển như Dubai hoặc Doha, các biện pháp xử lý chống ăn mòn (ví dụ như anodizing, lớp phủ kẽm-magiê) giúp ngăn ngừa rỉ sét và oxy hóa.

2. Cân nhắc về sự giãn nở vì nhiệt

Ở nhiệt độ cực cao, vật liệu sẽ giãn nở. Đó là định luật cơ bản của vật lý — và các kỹ sư năng lượng mặt trời phải tính đến điều này.
Hệ thống lắp đặt mái phẳng chắc chắn bao gồm:

Mối nối giãn nở nhiệt : Điều này cho phép các đoạn đường ray giãn nở/co lại mà không làm cong vênh hoặc gây ứng suất cho các mô-đun.

Lỗ có rãnh và đầu nối linh hoạt :Các tính năng này đảm bảo hệ thống lắp đặt PV vẫn an toàn nhưng vẫn có khả năng thích ứng.

Nếu không có những yếu tố này, chu kỳ nhiệt hàng ngày có thể khiến chốt bị lỏng hoặc bị mỏi trong thời gian dài.

3. Thiết kế nâng cao để thông gió

Nhiệt không chỉ ảnh hưởng đến khung lắp mà còn ảnh hưởng đến hiệu suất của mô-đun năng lượng mặt trời. Các tấm pin mặt trời hoạt động hiệu quả hơn ở nhiệt độ thấp hơn. Đó là lý do tại sao:

Hệ thống mái bằng ở Trung Đông thường áp dụng thiết kế nâng cao hoặc nghiêng , cho phép không khí lưu thông tự nhiên bên dưới các mô-đun.

Hệ thống làm mát thụ động này làm giảm nhiệt độ bề mặt mô-đun xuống vài độ, cải thiện năng suất năng lượng từ 5–10% trong một số trường hợp. Thiết kế nghiêng cũng giúp giảm thiểu bụi tích tụ, một mối quan tâm lớn ở vùng khí hậu sa mạc.

4. An toàn cháy nổ trong môi trường nhiệt độ cao

Trên các mái nhà đô thị nóng nực, đặc biệt là gần hệ thống HVAC hoặc các đơn vị công nghiệp, khả năng chống cháy trở nên quan trọng . Hệ thống lắp đặt tấm pin mặt trời phải:

Sử dụng vật liệu không cháy

Duy trì tuyến cáp thích hợp với Chống tia UV và nhiệt máng cáp

Tích hợp bộ cách nhiệt giữa kim loại và màng lợp mái để tránh hư hỏng do nhiệt

5. Khả năng tương thích với các loại mái nhà tại địa phương

Mái bằng ở Trung Đông thường có đặc điểm:

Bề mặt bê tông

Màng bitum hoặc màng chống thấm

Lớp cách nhiệt nhẹ

Hệ thống năng lượng mặt trời mái phẳng phải thích ứng với những điều kiện này bằng cách sử dụng gắn ballast , không xuyên thấu , hoặc neo bằng hóa chất giải pháp tùy thuộc vào giới hạn tải trọng kết cấu và yêu cầu chống thấm.

Hiệu suất trong các dự án thực tế ở Trung Đông

Các dự án trên khắp Riyadh, Abu Dhabi và Muscat đã chỉ ra rằng:

Hệ thống được thiết kế đúng cách sẽ duy trì sự ổn định cơ học Và sự nhất quán của năng lượng đầu ra ngay cả trong môi trường +50°C.

Lớp phủ Kẽm-Nhôm-Magiê (ZAM) đang ngày càng phổ biến do khả năng chịu nhiệt và chống ăn mòn vượt trội.

Sử dụng Lối đi FRP Và máng cáp chịu nhiệt cải thiện khả năng bảo trì và an toàn tổng thể dưới ánh nắng gay gắt.

Kết luận: Được xây dựng cho nhiệt độ cao

Hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời trên mái phẳng hiện đại — khi được thiết kế có tính đến nhiệt — không chỉ tồn tại qua mùa hè khắc nghiệt của Trung Đông mà còn phát triển mạnh . Việc lựa chọn vật liệu, thiết kế thông gió, neo kết cấu và tính linh hoạt khi mở rộng đều đóng vai trò quan trọng.

Khi việc áp dụng năng lượng mặt trời ngày càng tăng trên khắp khu vực Vịnh, việc lựa chọn chất lượng cao, chịu nhiệt giải pháp lắp đặt năng lượng mặt trời sẽ rất cần thiết để tối đa hóa lợi tức đầu tư và đảm bảo an toàn và hiệu suất lâu dài.