به حداکثر رساندن ظرفیت خورشیدی در خودروهای موجود

تبدیل یک کالسکه موجود به یک ایستگاه شارژ فوق العاده-معادل پمپ بنزین دوران EV-در حال تبدیل شدن به یک روند مهم در زیرساخت های حمل و نقل شهری آینده است. با افزایش سرعت پذیرش خودروهای الکتریکی، تقاضا برای راه حل های شارژ سریع، راحت و پایدار به سرعت در حال افزایش است.
تغییر کاربری فضاهای گارگاه موجود راه حلی بسیار کارآمد را ارائه می دهد. نه تنها از نیاز به زمین اضافی جلوگیری می کند، بلکه فرصتی برای ادغام تولید خورشیدی، ذخیره انرژی و شارژ EV در یک مرکز واحد ایجاد می کند. چنین سیستمی می تواند سه مزیت کلیدی را به طور همزمان ارائه دهد: حفاظت از آب و هوا برای وسایل نقلیه، تولید انرژی پاک و خدمات شارژ راحت.
در این ایستگاه‌های شارژ فوق‌العاده، یک چالش طراحی حیاتی به سرعت پدیدار می‌شود: چگونه می‌توانیم تا آنجا که ممکن است ماژول‌های خورشیدی را در یک ردپای ثابت نصب کنیم؟
هر چه تعداد ماژول های فتوولتائیک بیشتر نصب شود، ظرفیت تولید انرژی بیشتر می شود. افزایش تولید خورشیدی می تواند به طور قابل توجهی خودکفایی انرژی ایستگاه را بهبود بخشد، هزینه های برق را کاهش دهد، و به طور بالقوه درآمد بیشتری از طریق صادرات برق اضافی به شبکه ایجاد کند.
Tammy Renewable در حال حاضر روی پروژه ای کار می کند که دقیقاً با این چالش روبرو است. مشتری می خواهد ظرفیت خورشیدی یک سیستم حمل و نقل خودرو را در یک پارکینگ موجود به حداکثر برساند. با این حال، با فضای محدود موجود، چگونه می توان ظرفیت نصب شده را بدون افزایش قابل ملاحظه هزینه های پروژه افزایش داد؟
یک رویکرد رایج استفاده از تیرهای بلندتر برای گسترش ناحیه پوشش سقف است. با این حال، این راه حل اغلب با محدودیت های ساختاری، الزامات فاصله ستون ها، و افزایش هزینه مواد محدود می شود. بنابراین، آیا جایگزین هوشمندتری وجود دارد؟
پاسخ ما بله است.
راه حل در چیزی است که ما آن را "فضا-به حداکثر رساندن طراحی کنسول"-گسترش ناحیه کنسول برای قرار دادن یک یا حتی دو ردیف اضافی از ماژول های PV نهفته است.

همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، کنسول به بخشی از ساختار سقف اشاره دارد که فراتر از بیرونی ترین ستون پشتیبانی می باشد.

 

 

در طرح‌های متداول کارگاه برق خورشیدی، طول کنسول معمولاً به عرض یک ماژول PV محدود می‌شود. گسترش بیشتر آن ممکن است نگرانی های مربوط به پایداری سازه، انحراف بیش از حد، و افزایش بار باد را ایجاد کند.
با این حال، هنگامی که نمی‌توان ستون‌های اضافی را در زیر کنسول نصب کرد-مانند زمانی که منطقه زیر به‌عنوان خط ترافیک، ورودی، یا مسیر گردش وسیله نقلیه عمل می‌کند{1}}راه‌حل‌های ساختاری جایگزین ضروری است.

یکی از منابع الهام از ساختمان های ترمینال فرودگاه است.

سقف‌های فرودگاه اغلب دارای دهانه‌های بزرگ و بخش‌های کنسولی قابل توجهی هستند و در عین حال پایداری ساختاری استثنایی و مقاومت در برابر باد را حفظ می‌کنند. یکی از کلیدهای عملکرد آنها استفاده از سیستم های پشتیبانی تکمیلی، مانند مهاربندی مورب، خرپاها و سازه های فضایی- است که به طور موثر بارها را از نواحی کنسولی به چارچوب سازه اصلی منتقل می کند.
همین اصل مهندسی را می توان در کالسکه خورشیدی فلزی به کار برد.
همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، عناصر پشتیبانی اضافی را می توان در پشت یا در کنار بخش کنسولی گنجانید. به عنوان مثال می‌توان به مهاربندهای V شکل، خرپاهای عرضی، میله‌های کششی یا سایر اعضای ساختاری کمکی اشاره کرد.

این پیشرفت‌ها می‌توانند به‌طور قابل‌توجهی ظرفیت حمل{0} بار کنسول را افزایش دهند و اجازه می‌دهند یک یا دو ردیف اضافی از ماژول‌های PV بدون تغییر فاصله ستون‌ها یا افزودن پایه‌ها و ستون‌های پشتیبانی جدید نصب شوند.
در عین حال، فضای باز زیر کالسکه بدون مانع باقی می ماند و دسترسی خودرو، عملکرد پارکینگ و گردش عابر پیاده را حفظ می کند.

از دیدگاه ما، این رویکرد چندین مزیت مهم را ارائه می دهد.
اول، استفاده از فضایی را که در غیر این صورت کم استفاده می ماند، به حداکثر می رساند. دوم، از کارهای عمرانی پرهزینه و تغییرات عمده ساختاری مرتبط با افزودن ستون‌های جدید جلوگیری می‌کند. سوم، ظرفیت تولید خورشیدی را افزایش می دهد و در عین حال عملکرد منطقه پارکینگ را حفظ می کند.
این راه حل به ویژه برای پروژه های مقاوم سازی که در آن ردپای موجود ثابت است و گسترش افقی امکان پذیر نیست، اما ظرفیت نصب بالاتر مورد نظر است، جذاب است.
طبیعتاً هر پروژه باید قبل از اجرا مورد تجزیه و تحلیل ساختاری دقیق قرار گیرد. بارهای باد محلی، بارهای برف، الزامات لرزه ای، و قوانین ساختمان باید به دقت ارزیابی شوند تا از ایمنی و انطباق اطمینان حاصل شود.
با این وجود، این مفهوم به خودی خود بسیار امیدوارکننده است و سزاوار توجه گسترده تری در صنعت حمل و نقل و شارژ خورشیدی-ذخیره- است.
اگر در حال توسعه یک کانکس خورشیدی یا پروژه{0}}ذخیره‌سازی-یکپارچه خورشیدی هستید، یک فلسفه طراحی را در نظر بگیرید که هر متر مربع موجود را به حداکثر برساند. در بسیاری از موارد، آن یک یا دو ردیف اضافی از ماژول‌های PV ممکن است تفاوت بین پروژه‌ای باشد که صرفاً یکنواخت می‌شود و پروژه‌ای که سوددهی بلندمدت- ارائه می‌دهد.