نصب پنل خورشیدی

نصب پنل خورشیدی دیگر یک انتخاب لوکس یا صرفا محیط ‌زیستی نیست بلکه یک اقدام اقتصادی، فنی و راهبردی برای هر کسی ا‌ست که به فکر کاهش هزینه‌های انرژی و وابستگی به شبکه برق سراسری است. در شرایطی که هزینه برق روز به ‌روز در حال افزایش است و بحران انرژی در بسیاری از مناطق به شکل ملموسی حس می‌شود نصب پنل خورشیدی به ‌عنوان یک راهکار پایداری بیش از پیش مورد توجه صنایع، کشاورزان، صاحبان خانه‌ها و حتی سازمان‌های دولتی قرار گرفته است.

اما اشتباه نکنیم. نصب پنل خورشیدی صرفا محدود به قرار دادن چند صفحه مشکی ‌رنگ روی پشت ‌بام نیست. این فرآیند یک پروژه فنی کامل است که نیازمند بررسی دقیق محل، شناخت سیستم‌های فتوولتائیک، انتخاب تجهیزات مناسب، رعایت الزامات ایمنی و انجام تنظیمات الکتریکی دقیق است. در واقع کیفیت و بازده نهایی سیستم خورشیدی تا حد زیادی به دقت مراحل نصب پنل خورشیدی بستگی دارد.

در این مقاله قصد داریم مراحل نصب پنل خورشیدی را از صفر تا صد به‌ صورت حرفه‌ای بررسی کنیم. با زبانی روان اما بر پایه دانش فنی واقعی. به جای تکرار کلیشه‌ها سراغ جزئیاتی می‌رویم که در پروژه‌های واقعی با آنها مواجه می‌شوید. از نحوه نصب فیزیکی پنل‌ها گرفته تا نکات ایمنی حیاتی، مشکلات رایجی که ممکن است به آنها برخورد کنید و راه‌ حل‌های مهندسی برای رفع آنها.

اگر در حال طراحی یک سیستم خورشیدی هستید یا می‌خواهید بدانید چه مواردی در اجرای موفق یک پروژه خورشیدی تاثیرگذارند ادامه این مطلب دقیقا برای شماست.

 

مراحل نصب فیزیکی پنل‌های خورشیدی

نصب فیزیکی پنل‌های خورشیدی یکی از حساس‌ترین و تعیین‌کننده‌ترین مراحل در کل فرآیند اجرای سیستم خورشیدی است. اشتباه در همین بخش حتی با بهترین تجهیزات بازار می‌تواند باعث کاهش شدید راندمان، افزایش هزینه نگهداری یا حتی خرابی زود هنگام سیستم بشود. بیایید این مراحل را دقیق و مرحله ‌به‌ مرحله بررسی کنیم.

 

۱. بررسی محل نصب و آنالیز تابش

قبل از هر اقدامی باید محل نصب به دقت بررسی شود. این بررسی صرفا دیدن مکان نیست. نیاز به داده‌های عددی و تحلیل دارد. باید تابش خورشیدی محل در بازه‌های مختلف سال بررسی شود، موانع سایه‌ انداز (مثل درخت، دکل یا دیوارهای اطراف) شناسایی شوند و زاویه سقف یا زمین به ‌دقت اندازه‌گیری شوند.

مثال:در یک پروژه نصب برای یک دامداری در همدان با اینکه پشت‌بام سالن بزرگ بود اما وجود یک مخزن آب بلند در ضلع غربی باعث می‌شد که از ساعت ۲ بعدازظهر به بعد سایه روی بخشی از پنل‌ها بیافتد. با جابجایی محل نصب به ضلع جنوبی و نصب پنل‌ها با زاویه ۳۵ درجه مشکل سایه تا حد زیادی حل شد و تولید برق تا ۱۸٪ افزایش پیدا کرد.

 

۲. طراحی و آماده ‌سازی سازه نگهدارنده (استراکچر)

سازه‌ای که پنل‌ها روی آن نصب می‌شوند باید هم مقاوم باشد هم دقیقا مطابق با زاویه و جهت مناسب طراحی شود. استراکچرها معمولا از جنس گالوانیزه یا آلومینیوم ساخته می‌شوند و باید تحمل وزش باد، زلزله، برف یا حتی نشست زمین را داشته باشند.

نکته: در مناطق بادخیز استفاده از سازه‌هایی با پایه‌های محکم و پیچ‌های ضد لرزش ضروری است. در یک پروژه در بندرعباس چون استراکچر ضعیف طراحی شده بود بعد از اولین طوفان شهریور دو پنل کاملا از جا کنده شدند. طراحی مجدد و اضافه‌ کردن بادگیرهای فلزی مشکل را برطرف کرد.

 

۳. نصب پنل‌ها روی سازه با رعایت اصول دقیق مکانیکی

نصب فیزیکی پنل‌ها یعنی قرار دادن ماژول‌ها روی سازه، بستن پیچ‌ها با گشتاور مناسب، رعایت فاصله بین پنل‌ها برای گردش هوا و جلوگیری از گرمای بیش از حد و استفاده از گیره‌های استاندارد.

اشتباه رایج: بستن بیش ‌از حد پیچ‌ها یا استفاده از گیره‌های غیراستاندارد باعث شکستن شیشه پنل یا وارد شدن فشار نقطه‌ای به سلول‌ها می‌شوند که در بلند مدت راندمان پنل رو کاهش می‌دهند.

 

۴. کابل‌کشی DC و اتصال سری و موازی پنل‌ها

در این مرحله باید پنل‌ها طبق طراحی الکتریکی به ‌صورت سری یا موازی به هم متصل شوند. انتخاب نوع کابل مناسب (معمولا کابل‌های سولار مقاوم در برابر UV)، استفاده از کانکتورهای MC4 استاندارد و رعایت جهت جریان برق اهمیت زیادی دارد.

مثال:در یک نصب مسکونی در رشت به‌ جای کابل DC استاندارد از کابل برق معمولی استفاده شد. در اثر تابش و باران مداوم کابل‌ها ظرف یک سال فرسوده شدند و اتصالی ایجاد کردند. استفاده از کابل مخصوص سولار این مشکل را برای همیشه حل کرد.

 

۵. نصب اینورتر و جعبه فیوز DC

اینورتر مغز سیستم خورشیدی شماست . جریان مستقیم تولید شده توسط پنل‌ها را به جریان متناوب مورد نیاز وسایل الکتریکی تبدیل می‌کند. نصب اینورتر باید در جای خنک، سایه‌دار و دارای تهویه انجام شود و فاصله بین پنل‌ها تا اینورتر در حد امکان کم باشد تا افت ولتاژ کاهش پیدا کند.

نکته : در مناطق گرمسیر نصب اینورتر در اتاق‌هایی با تهویه مطبوع یا حتی در سایه‌بان‌های فلزی می‌تواند عمر دستگاه را چند برابر کند.

 

۶. اجرای سیستم ارت و حفاظت در برابر برق ‌گرفتگی

خیلی‌ها به اشتباه فکر می‌کنند سیستم خورشیدی به دلیل ولتاژ پایین نیازی به ارت یا حفاظت ندارد. در حالی ‌که اتصال درست به زمین، نصب فیوزها، قطع‌کننده‌های ولتاژ بالا (SPD) و کلیدهای حفاظتی DC از واجبات هر پروژه حرفه‌ای است.

 

۷. تست نهایی و راه‌ اندازی

در پایان باید سیستم از نظر الکتریکی عملکردی و ایمنی تست شود. ولتاژ خروجی بررسی شود. جریان عبوری از هر رشته پنل اندازه‌گیری شود  و اینورتر برای ثبت تولید انرژی تنظیم شود. معمولا گزارش راه‌ اندازی (Commissioning Report) در پروژه‌های صنعتی تهیه می‌شود که شامل تمام پارامترهای حیاتی سیستم هست. استفاده از مولتی‌متر Clamp meter و حتی دوربین حرارتی (برای تشخیص Hot Spotها) در این مرحله پیشنهاد می‌شود.

 

 

نکات ایمنی در هنگام نصب پنل‌های خورشیدی

هرچقدر هم که تجهیزات باکیفیت باشند اگر ایمنی در نصب رعایت نشود خطرات جبران ‌ناپذیری ممکن است ایجاد بشود. از برق ‌گرفتگی و سقوط نصاب گرفته تا آتش‌ سوزی و خرابی کامل سیستم. متاسفانه در خیلی از پروژه‌های کوچک و حتی نیمه‌ صنعتی این بخش یا نادیده گرفته می‌شود یا به شکل نمادین اجرا می‌شود. در حالی ‌که نصب پنل خورشیدی بدون رعایت اصول ایمنی مثل رانندگی با ترمز خراب در سرازیری است. اینجا چند مورد از مهمترین نکات ایمنی را مفصل و با مثال بررسی می‌کنیم:

 

۱. قطع کامل منبع برق قبل از هرگونه اتصال

در زمان کار با سیستم‌ های خورشیدی یکی از اشتباهات رایج این است که افراد فکر می‌کنند چون جریان DC است خطر برق‌ گرفتگی ندارد. در حالی ‌که جریان مستقیم به‌ مراتب خطرناکتر است و در ولتاژ بالا می‌تواند مرگ‌ آور باشد.هچنین جریان DC بر خلاف AC مسیر ثابتی دارد و قطع آن دشوارتر است. در زمان جدا کردن کانکتورها اگر جریان فعال باشد ممکن است قوسArc  ایجاد شود که می‌تواند منجر به آتش ‌سوزی شود.

مثال:در یک پروژه مسکونی در قزوین نصاب بدون قطع کامل مدار DC اقدام به اتصال اینورتر کرد و به دلیل اتصال کوتاه دچار سوختگی دست و آسیب عصبی شد. با یک قطع‌ کننده DC ساده این حادثه قابل ‌پیشگیری بود.

 

۲. استفاده از تجهیزات ایمنی شخصی (PPE)

کلاه ایمنی، کفش ضدلغزش، دستکش عایق، عینک محافظ و کمربند ایمنی برای کار در ارتفاع تجهیزات لوکس نیستند. اینها الزامات اصلی نصب‌اند. خصوصا در پروژه‌هایی که روی سقف اجرا می‌شوند یا تجهیزات سنگین‌ وزن دارند.

نکته: در پروژه‌ای روی سقف یک کارخانه در اصفهان یکی از نیروها بدون کمربند ایمنی مشغول نصب پنل شد و با وزش باد سقوط کرد. بعد از آن حادثه کل سیستم اجرایی شرکت بازنگری شد و نصب روی ارتفاع بدون کمربند ایمنی به ‌کلی ممنوع شد.

 

۳. نصب سیستم ارتینگ استاندارد و محافظت در برابر صاعقه

ارتینگ (اتصال به زمین) نه فقط برای حفاظت از جان افراد بلکه برای جلوگیری از آسیب دیدن تجهیزات حساس مثل اینورتر و کنترلر شارژ هم ضروری است. علاوه بر ارت در مناطقی که رعد و برق زیاد اتفاق می‌افتد نصب سیستم صاعقه ‌گیر یا SPD (Surge Protection Device) به شدت توصیه می‌شود.

مثال:در یک مزرعه خورشیدی در استان فارس با اینکه پنل‌ها خوب نصب شده بودند اما چون هیچ ‌گونه حفاظت در برابر صاعقه در نظر گرفته نشده بود. با یک رعد و برق شدید چند پنل سوختند و اینورتر اصلی از کار افتاد. بعد از نصب SPD و ارتینگ حرفه‌ای این اتفاق تکرار نشد.

 

۴. جلوگیری از ایجاد اتصال کوتاه هنگام کابل ‌کشی

در هنگام نصب کانکتورها و کابل‌های پنل‌ها کوچک‌ترین اشتباه می‌تواند باعث اتصال کوتاه شود. این موضوع نه تنها به پنل آسیب می‌زند بلکه احتمال آتش‌ سوزی هم دارد. استفاده از ابزار مناسب مثل آچار مخصوص MC4 و تست قبل از اتصال نهایی کاملا ضروری است.

 

۵. رعایت فاصله ایمن از لبه سقف یا سطوح شیب‌دار

در پروژه‌هایی که روی سقف اجرا می‌شوند نصاب‌ها باید حداقل یک متر از لبه‌ها فاصله داشته باشند و ترجیحا مسیر نصب طوری طراحی شود که نفرها مجبور به کار در لبه خطرناک نباشند. همچنین استفاده از داربست یا نردبان ایمن برای جابجایی تجهیزات ضروری است.

 

۶. آموزش کامل تیم اجرایی پیش از شروع پروژه

هیچ‌ چیز جای آموزش را نمی‌گیرد. اگر تیم نصب حتی بهترین ابزارها را هم در اختیار داشته باشد اما با اصول ایمنی کار با برق DC نصب در ارتفاع یا رفتار با تجهیزات الکترونیکی آشنا نباشد خطر همچنان پابرجاست.

 

 

 

مشکلات رایج در نصب و راه‌حل‌های آن‌ها

نصب پنل خورشیدی اگرچه به ‌ظاهر ساده به ‌نظر می‌رسد اما در واقعیت اگر کوچک‌ترین جزئیاتی نادیده گرفته شود خروجی نهایی سیستم دچار افت عملکرد، کاهش عمر یا حتی خطرات ایمنی جدی می‌شود. در ادامه به رایج‌ترین اشتباهات فنی و اجرایی در نصب سیستم‌های خورشیدی می‌پردازیم و برای هر مورد راه‌ حل دقیق مهندسی و تست ‌شده ارائه می‌دهیم.

 

۱. زاویه نصب اشتباه پنل‌ها

مشکل: یکی از رایج‌ترین خطاها در پروژه‌های خورشیدی نصب پنل‌ها با زاویه غیر بهینه نسبت به موقعیت جغرافیایی و مسیر تابش خورشید است. زاویه نامناسب باعث می‌شود تابش مستقیم خورشید کمتر به پنل برسد در نتیجه تولید انرژی به‌ شدت کاهش می‌یابد.

 

راه‌ حل: استفاده از محاسبه دقیق زاویه بر اساس عرض جغرافیایی محل نصب با در نظر گرفتن اینکه زاویه باید در حالت ایده‌آل برابر با عرض جغرافیایی ±۱۰ درجه (بسته به فصل) باشد. در پروژه‌های بزرگ استفاده از ابزارهای تحلیلی مانند PVsyst برای طراحی دقیق الزامی است. برای سازه‌های ثابت بهتر است زاویه‌ای انتخاب شود که بیشترین توان تولید سالانه را فراهم کند نه فقط در تابستان یا زمستان.

 

۲. وجود سایه در بخشی از سطح پنل‌ها

مشکل: حتی سایه بسیار جزئی از یک تیر، دکل، کولر یا حتی درخت روی یک قسمت کوچک از پنل می‌تواند کل عملکرد یک رشته (string) از پنل‌ها را تحت ‌تاثیر قرار دهد. دلیل این اتفاق به ماهیت اتصال سری پنل‌ها مربوط است که باعث می‌شود ضعیف‌ترین پنل راندمان کل مجموعه را کاهش دهد.

 

راه ‌حل:در مرحله طراحی باید تحلیل سایه‌ اندازی به‌ صورت دقیق با ابزارهای سایه‌ سنج یا نرم‌افزار انجام شود. علاوه‌ بر آن نصب دیود بای ‌پس (Bypass Diodes) در ساختار داخلی پنل یا آرایه‌های خورشیدی کمک می‌کند تا اثر سایه به حداقل برسد.

 

۳. اتصالات ضعیف یا نادرست در کابل ‌کشی DC

مشکل: اتصالات ناقص یا شل ‌بودن کانکتورها یکی از مهمترین دلایل ایجاد نقاط داغ (Hot Spot) کاهش بازدهی و حتی آتش‌سوزی در سیستم‌های خورشیدی است. این مشکل اغلب ناشی از استفاده نادرست از ابزار پرس (crimping) یا کانکتورهای بی‌کیفیت است.

 

راه‌ حل: تمام اتصالات DC باید با کانکتورهای استاندارد MC4 اصل انجام شود و برای هر اتصال از ابزار پرس استاندارد و کنترل کیفی (test pull) استفاده شود. پس از نصب بررسی حرارتی اتصالات با دوربین ترمو ویژن توصیه می‌شود.

 

۴. نصب غیراصولی اینورتر در محیط نامناسب

مشکل: برخی نصاب‌ها اینورتر را در فضای آزاد و بدون سایه‌بان نصب می‌کنند. دمای بالای تابستان، گردوغبار یا باران می‌تواند به‌ سرعت باعث کاهش عمر مفید اینورتر یا از کار افتادن موقت آن شود. همچنین نصب اینورتر روی دیوارهایی که ارتعاش یا لرزش دارند باعث آسیب به بردها و فن‌های داخلی دستگاه می‌شود.

 

راه‌ حل:

نصب اینورتر در فضای بسته با تهویه مناسب (مثل موتورخانه یا زیرزمین خشک)

رعایت فاصله مناسب با زمین (حداقل ۸۰ سانتی‌متر)

قرارگیری در سایه و دمای کمتر از ۴۵ درجه سانتی‌گراد

استفاده از جعبه محافظ یا تابلو برق اختصاصی برای اینورترهای بیرونی

 

۵. انتخاب اشتباه ظرفیت اینورتر نسبت به توان پنل‌ها (Oversizing / Undersizing)

مشکل : در بعضی پروژه‌ها ظرفیت اینورتر دقیقا با توان اسمی پنل‌ها برابر درنظر گرفته می‌شود یا حتی کمتر (undersized) در حالی‌ که پنل‌ها در شرایط واقعی توان کمتر یا بیشتر از توان اسمی تولید می‌کنند. این باعث می‌شود یا توان اضافی تلف شود یا اینورتر تحت فشار بیش‌ از حد کار کند.

 

راه ‌حل: در اغلب موارد پیشنهاد می‌شود توان پنل‌ها ۱۰ تا ۳۰ درصد بیشتر از ظرفیت اینورتر باشد (مثلا: پنل ۶۵۰۰ وات + اینورتر ۵۰۰۰ وات). این کار باعث استفاده بهتر از ظرفیت اینورتر در ساعات اول و آخر روز می‌شود و در عین حال به ‌دلیل رفتار کنترل‌ شده اینورترها خطری ایجاد نمی‌کند.

 

۶. سیستم ارت یا صاعقه ‌گیر ناقص

مشکل: بسیاری از پروژه‌های کوچک فاقد سیستم ارت یا صاعقه‌ گیر اصولی هستند. این در حالی‌ است که تخلیه الکتریکی ناشی از صاعقه، نوسانات شبکه یا حتی الکتریسیته ساکن در ماژول‌ها می‌تواند منجر به آسیب جدی به تجهیزات یا حتی خطرات جانی شود.

 

راه‌ حل: اجرای ارت مستقل با مقاومت کمتر از ۵ اهم استفاده از سیم‌های ارت مسی بدون روکش با مقطع مناسب (حداقل ۱۶ میلی‌متر مربع) و نصب صاعقه ‌گیر میله‌ای با فاصله مناسب از پنل‌ها. تست مقاومت ارت با دستگاه ارت ‌تستر باید قبل از راه‌اندازی انجام شود.

 

۷. تمیزکاری ناکافی یا اشتباه پنل‌ها

مشکل:در مناطق پر گرد وغبار پنل‌ها باید به ‌طور منظم تمیز شوند. اما تمیزکاری نادرست با آب سخت، مواد شوینده خورنده یا دستمال‌های زبر می‌تواند باعث خش‌دار شدن سطح شیشه‌ای و کاهش نفوذ نور شود.

 

راه ‌حل: استفاده از آب بدون املاح RO یا مقطر، برس نرم فیبری و اجتناب از تمیزکاری در ساعات گرم (برای جلوگیری از شوک حرارتی) توصیه می‌شود. بهتر است برنامه زمان‌ بندی نظافت (مثلا هر ۲ ماه یک ‌بار) تنظیم شود.

 

 

راه‌های ارتباطی با شمیم اندیشه

برای ارتباط با شرکت شمیم اندیشه و دریافت مشاوره تخصصی در زمینه نصب پنل خورشیدی شما می‌توانید از طریق مراجعه حضوری به دفتر مرکزی ما با تیم فنی و مهندسی ارتباط برقرار کنید. در اینجا شما می‌توانید از مشاوره‌های کارشناسان متخصص بهره‌مند شوید و ارزیابی دقیق از نیازهای سیستم خورشیدی خود دریافت کنید. دفتر مرکزی شمیم اندیشه همیشه آماده است تا با ارائه مشاوره‌های شخصی‌سازی‌ شده و پاسخ ‌گویی به تمامی سوالات شما در تمامی مراحل پروژه از طراحی تا اجرا و نگهداری همراه شما باشد. اگر قصد دارید فرآیند نصب پنل خورشیدی خود را به بهترین شکل ممکن و با استفاده از استانداردهای روز جهانی انجام دهید ما در کنار شما خواهیم بود تا پروژه شما به صورت دقیق، امن و اقتصادی پیش رود.

 

برای ارتباط با شمیم اندیشه و دریافت مشاوره‌های فنی اطلاعات بیشتر یا سفارش تجهیزات می‌توانید از طریق راه‌های زیر اقدام کنید:

∴شماره تماس: ۱۲-۴۴۰۷۱۰۱۱(۰۲۱)

∴ایمیل: shamim@shamimco.com

∴وب سایت :www.shamimco.com

∴شبکه های اجتماعی : از طریق شماره ۰۹۳۹۴۱۲۱۰۰۲ با ما در ارتباط باشید.