תמיכות פאנלים בקבלים משפרות יציבות ברוח

מערכת קבלים סינית משדרגת את סף הרוח הקריטי ל‑36.8 מ/ש עבור מרווחים של 40 מ

המערכת החדשה של שני קבלים מקבילים, שפותחה באוניברסיטת צ'ונגצ'ינג וב‑PowerChina, עומדת ברוחות של עד 36.8 מ/ש (≈ 133 קמ"ש) על מרווח של 40 מ – הרבה יותר מהמבנים המסורתיים על הקרקע. הפתרון מחלק קו קבל יחיד לשניים, מוסיף קורות בצורת π, ומעלה את הקשיחות הטורשנית בלי להוסיף פלדה משמעותית.

איך העיצוב עובד: גאומטריה, מתיחה מוקדמת ושליטה בתלייה

המהנדסים בנו מודל מכני שבו קו הקבל הוא האלמנט העיקרי שנושא עומס, והמשקל של מודולי הפאנלים מתורגם לעומס אחיד. הם מכוונים את מתיחת הקו (30 ק"נ לכל קו ראשי), את עומק התלייה (2.23 מ ו‑1.77 מ) ואת גובה הקורה עד שהכוחות של הכבידה, לחץ הרוח (0.654 ק"פ) וההרמה מתאזנים. מתיחה גבוהה יותר מעלה את תדרי הרעידות האנכיות והטורשניות, אך מעבר ל‑30 ק"נ התועלת פוחתת – הגאומטריה, במיוחד גובה הקורה, היא המפתח.

למה ההתנגדות הטורשנית חשובה בחוות סולאריות גדולות

קבלים חד‑שכבתיים נעים הרבה ברוחות חוצות, ולכן מרווחי הקו מוגבלים והמרחקים בין הפאנלים צריכים להיות קטנים. מערכות קבל‑מרחב וקבלים מסורתיים מוסיפות קבלים תחתיים או קבלי הרמה, אך עדיין חסרות קשיחות טורשנית, מה שמוביל להטייה, רטט והפחתת סף הרוח. העיצוב החדש של שני קבלים מקבילים מעלה את תדר המצב הטורשני, ומעלה את סף הרוח ל‑36.8 מ/ש – מהירות של סופה דרגה 1 – ולכן מתאים לאתרים הרריים עם רוחות חזקות.

השוואה למערכות הרכבה קיימות

מערכת	מרווח טיפוסי	תזוזה ברוח	קשיחות טורשנית
קבל חד‑שכבה	≤ 15 מ	גבוהה	נמוכה
קבל‑מרחב	≤ 25 מ	בינונית	בינונית
קבל‑טרוס מסורתי	≤ 30 מ	בינונית	בינונית
קבל‑טרוס שני מקבילים (חדש)	40 מ	נמוכה	גבוהה

המערכת החדשה משיגה את המרווח הארוך ביותר תוך שמירה על שימוש מתון בפלדה לעומת קו‑טרוס יחיד.

הקשר שוק: ביקוש גובר למבנים סולאריים גמישים

הביקוש העולמי למערכות קבלים סולאריות גדל במהירות – השוק צפוי להגיע ל‑US$ 3.1 מיליארד עד 2030, נגד US$ 1.9 מיליארד ב‑2023. מפתחים שמחפשים שטחים מרוחקים, הרריים או מדבריים, זקוקים למערכות שמאפשרות מרווחים ארוכים, משקל נמוך ועמידות ברוח – יתרון תחרותי משמעותי.

מה המשמעות לישראל

שוק האנרגיה הסולארית בישראל מתבסס על תעריף פיד‑אין של כ‑₪0.48/kWh ועל עלות משולבת של כ‑₪3,150/kWp. באתרים משופעים, מערכות קרקעיות רגילות דורשות חפירה מרובה ובסיסי בטון. קבל‑טרוס תומך יכול לחסוך בעבודות האדמה, ובכך להוריד את עלות הפרויקט. היעד של 30 % חשמל מתחדש עד 2030 ידרוש פיתוח חוות סולאריות באזורים הרריים, שבהם רוחות חזקות. המהירות הקריטית של 36.8 מ/ש של המערכת הסינית עשויה למזער השבתות ו‑O&M הקשורים לרוח.

מבט לעתיד: הגדלת קנה המידה של הטכנולוגיה

החוקרים אימתו את הרעיון באמצעות סימולציות מספריות; הצעד הבא הוא ניסויים בשטח בחוות סולאריות בבסיס סצ'ואן שבסין, ולאחר מכן פיילוטים בחו"ל. אם הטכנולוגיה תתברר כלכלית בקנה מידה רחב, היא עשויה לגרום למעבר למערכות קבל‑טרוס קלות יותר באזורים עם תנאי שטח קשים.

---

מה המשמעות לישראל (סיכום)

מערכת הקבל‑טרוס מציעה דרך להפחית עבודות תשתית באתרים משופעים, לשפר את העמידות ברוח, ולשפר את כלכליות הפרויקטים הסולאריים.

---

שאלות נפוצות

• מהי מערכת פוטו‑וולטאית נתמכת בקבלים (CSPS)? מערכת שמשתמשת בחבלים מפותחים כדי לתלות מודולי פאנלים, מאפשרת מרווחים ארוכים ומפחיתה צורך בבסיסי בטון כבדים.
• למה קשיחות טורשנית חשובה? קשיחות גבוהה מונעת את הטיית המערכת ברוחות חוצות, מה שמונע רטט, הטייה מוקדמת של הפאנלים וכשל מוקדם.
• האם ניתן להשתמש במערכת החדשה בישראל? כן. מהירות הרוח הקריטית של 36.8 מ/ש עוברת במידה נוחה על הרוחות החזקות שנמדדות במדבר ובאזורים הרריים של ישראל.
• איך זה משפיע על עלות הפרויקט? הפחתת עבודות יסוד יכולה לחסוך כמה אחוזים מהעלות הכוללת, ולשפר את רווחיות הפרויקט.
• מתי הטכנולוגיה תהיה זמינה מסחרית? פיילוטים בשטח מתוכננים בשנים הקרובות, ולאחר מכן ייתכן שיוצעו ערכות למיזמים בקנה מידה של תועלות.
• האם המערכת משפיעה על יעילות הפאנלים? לא. גיאומטריית ההרכבה אינה יוצרת צללים, ולכן הפאנלים משמרים את תפוקת השיא שלהם.

---

עובדות מרכזיות

• מהירות הרוח הקריטית מגיעה ל‑36.8 מ/ש במרווח של 40 מ, הרבה מעל הרוחות הרגילות בתכנון.
• מתיחה אופטימלית של הקבל היא 30 ק"נ, עם עומק תלייה של 2.23 מ ו‑1.77 מ.
• שוק מערכות הקבלים הסולאריות העולמי צפוי להגיע ל‑US$ 3.1 מיליארד עד 2030.

מקורות וקישורים נוספים

• ספר כחול של תעשיית האנרגיה הסולארית בריכוז של סין 2024 (PDF)
• ספר כחול של תעשיית האנרגיה הסולארית בריכוז של סין 2024 (PDF)
• ארגון מוביל לאחסון אנרגיה
• POWERCHINATalks – תחנת מגדל סולארי משיגה הישג משמעותי...
• Global Energy Storage Spotlight – Jinko סיפקה סוללה של 6.88 MWh...