Oct. 14, 2015

การเลือกระบบชุดโครงสร้างจับยึดแผงโซล่าเซลล์แบบติดตั้งบนพื้นดิน (Ground Mount Systems)

ในการพิจารณาเลือกใช้ฐานรากของชุดโครงสร้างจับยึดแผงนั้น  ต้องทำการเจาะสำรวจดินเพื่อนำตัวอย่างมาทดสอบในห้องปฏิบัติการตามกระบวนการทางปฐพีกลศาสตร์  โดยการเจาะสำรวจดินส่วนใหญ่นั้นมีหลายๆวิธี อาทิเช่นการใช้วิธี Wash Boring คือ ใช้แท่งเหล็กที่เป็นส่วนหรือตัวกระทุ้งดินและใช้น้ำเป็นตัวพาเอาเศษดินขึ้นมาทำให้สามารถขุดเจาะลึกได้ และจะเก็บตัวอย่างดินทุก ๆ 1.5 เมตร เมื่อได้ดินแล้วจะนำเข้าห้องปฏิบัติการเพื่อหาคุณสมบัติเบื้องต้นต่าง ๆ เช่น ความชื้นของดิน (Naturai Water Content) ขีดจำกัดเหลว (Liguid Limit)ขีดจำกัดพลาสติก (Plastic Limit) หน่วยรับน้ำหนัก (Unit Weight)การจัดเรียงตัวของเม็ดดิน  เพื่อจำแนกชนิดของดินและหาค่ากำลังรับแรงเฉือนของดิน ซึ่งขั้นตอนดังกล่าวจะเป็นส่วนสำคัญในการตัดสินใจเลือกชนิดของระบบชุดโครงสร้างจับยึดแผงโซล่าเซลล์แบบติดตั้งบนพื้นดินดังรุปที่ 1

รูปที่ 1

 

สำหรับระบบชุดโครงสร้างจับยึดแผงโซล่าเซลล์แบบติดตั้งบนพื้นดินนั้นจะมีหน้าที่เป็นตัวกลางระหว่างการจับยึดแผงโซล่าเซลล์และพื้นดินผ่านชุดโครงสร้าง โดยมีหลากหลายประเภทให้ใช้งาน ตามผู้ผลิต แต่โดยทั่วไปแล้วสามารถแบ่งตามประเภทของฐานรากออกเป็น 2 ชนิดดังนี้

 

1.แบบฐานรากตื้น นิยมใช้ฐานแผ่เดี่ยวซึ่งเป็นการเทคอนกรีตเป็นรูปสี่เหลี่ยมในงานโซล่าฟาร์ม เหมาะสมสำหรับชั้นดินตื้นมีความแข็งแรงเพียงพอที่จะรับน้ำหนักบรรทุกของชุดโครงสร้างจับยึดแผงโซล่าเซลล์   หรือพื้นที่บางแห่งเช่น พื้นที่ในการตอกเป็นหินส่วนมาก ที่ไม่สามารถตอกเสาเข็มได้เนื่องจากสภาพพื้นดินนท้องที่นั้นไม่เหมาะสมและมีค่าใช้จ่ายสูง  ข้อดีของฐานรากแบบคอนกรีตคือมีความต้านทานการป้องกันสนิมที่สูงเพราะชุดเสาไม่ต้องสัมผัสดินโดยตรง  การติดตั้งไม่ต้องการเครื่องจักรหนัก(รถตอกเสาเข็ม) นอกจากนี้ยังสามารถรื้อถอนชุดโครงสร้างจับยึดได้ง่ายกว่าแบบเสาเข็ม ทำให้ใช้เวลาการรื้อถอนที่น้อยกว่าเสาเข็ม ซึ่งจะเหมาะสมสำหรับผู้ใช้งานที่มีแผนจะย้ายชุดโครงสร้างไปยังพื้นที่อื่นๆในอนาคตเช่น มีแผนว่าเมื่อสื้นสุดสัญญาขายไฟ 25 ปี ก็จะนำชุดโครงสร้างเหล่านี้ไปใช้ที่อื่น  เป็นต้น โดยปกติแล้วทางผู้ผลิตจะเสนอฐานรากตื้นมาพร้อมกับชุดโครงสร้างใรการขาน  ผู้ออกแบบจึงหน้าที่เพียงเลือกใช้เท่านั้นโดยการใช้ขอมูลจากการสำรวจดินมาประกอบ  เมื่อได้ข้อมูลการสำรวจแล้ว หากชั้นดินตื้นสามารถรองรับน้ำหนักได้ตั้ง 20-25kg ก็สามารถเลือกใช้ฐานรากแบบแผ่นได้ แต่หากระยะชั้นดินตื้นไม่สามารถรองรับน้ำหนักได้ในระดับไม่เกิน 1.5 เมตร ผู้เขียนขอแนะนำให้ใช้เสาเข็มแทนฐานรากแผ่

รูปที่ 2

 

 

2.แบบ Driven  Post (เสาเข็ม) เหมาะสมสำหรับกรณีที่ชั้นดินในระดับตื้นมีความแข็งแรงไม่พอจะรับน้ำหนักบรรทุกของโครงสร้าง ซึ่งเสาเข็มมีหลักการทำงานคือถ่ายทอดน้ำหนักบรรทุกของโครงสร้างทั้งหมดลงสู่ชั้นดินลึกโดยอาศัยแรงเสียทานผิว (Skin Friction)ดิน ซึ่งก็คือแรงยึดเกาะระหว่างเสาเข็มและดินตลอดความยาวของเสาเข็ม และแรงต้านที่ปลายเสาเข็ม(End Bearing)เสาเข็มจึงเป็นส่วนสำคัญเป็นรากฐานเพื่อสร้างความมั่นคงแข็งแรง  โดยลักษณะของเสาเข็มที่นิยมใช้งานใน Solar Farm นั้น เสาเข็มควรจะเป็นเหล็กชุปกาวาไนซ์ (Galvanized) โดยในตลาดปัจจับันนั้นมีหลายๆแบบให้เลือกใช้งาน อาทิเช่น เสาเข็มเหล็กที่แบบสกรูซึ่งเมื่อทำฐานรากแล้วเสร็จจึงค่อยยึดกับชุดโครงสร้างอีกทีซึ่งเหมาะกับพื้นที่จำกัดในการก่อสร้างและไม่ต้องการแรงสั่นสะเทือน  นอกจากนี้ยังมีเสาเข็มอีกประเภทนึงเรียกว่าเสาเข็มตอกซึ่งใช้เหล็ก  H beam , I beam ,เหล็กเข็มพืด  และเสาเข็มกลวงในการทำเสาเข็ม  เป็นต้น แต่ทั้งนี้ในปัจจุบันจะนิยมใช้เหล็กเข็มพืด  ในการทำเสาเข็ม เพราะว่าราคาถูก ทนการโก่งงอได้ดี  มีแรงเสียดทานระหว่างเสาเข็มและดินทั้งด้านในและด้านนอกทำให้เกิดแรงยึดเกาะระหว่างเสาเข็มและดินสูง  อีกทั้งดินที่อุดในช่องว่างของเสาเข็มจะเพิ่มแรงแบกทานที่เสาเข็มสูงมากกว่าใช้เหล็ก  H beam หรือ I beam อีกด้วย

 

รูปที่ 3

 

โดย คู่มือการออกแบบระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์

15/10/2558