اختر صفحة

25 سنة
عمر الأصول الشمسية
35-50 سم
عمق التطهير المطلوب

تطبيق المزارع الشمسية
المملكة المتحدة · الاتحاد الأوروبي · كوريا · أستراليا

دليل تحضير موقع محطة الطاقة الشمسية باستخدام كسارة الصخور

يؤدي انحراف عمود التثبيت بزاوية 3 درجات بسبب حجر على عمق 40 سم إلى تقليل إنتاج الألواح الشمسية بما يصل إلى 81 تيرابايت/5 تيرابايت لمدة 25 عامًا. في مزرعة طاقة بقدرة 50 ميجاوات، تتجاوز تكلفة هذا الانحراف في إيرادات التوليد المفقودة تكلفة برنامج إزالة الأحجار بالكامل. إن إزالة الأحجار قبل وصول آلة دق الركائز ليست تكلفة لتجهيز الأرض، بل هي حماية للإيرادات.

استشارة موقع الطاقة الشمسية

شهد سوق الطاقة الشمسية العالمي تحولاً هيكلياً من تركيبات أسطح المنازل إلى محطات الطاقة الشمسية الأرضية واسعة النطاق، والتي تشكل الآن غالبية الإضافات الجديدة في القدرة الإنتاجية. وقد أدى هدف المملكة المتحدة المتمثل في الوصول إلى 50 جيجاواط من الطاقة الشمسية بحلول عام 2030، وبرنامج REPowerEU التابع للاتحاد الأوروبي، وسياسة الطاقة المتجددة 3020 في كوريا الجنوبية، مجتمعةً، إلى إطلاق موجة من تطوير مواقع الطاقة الشمسية الأرضية في أنواع الأراضي التي تشكل فيها الصخور في باطن الأرض عائقاً رئيسياً أمام الإنشاء، مثل الحقول الزراعية السابقة، والمراعي الجبلية، والمواقع الصناعية المهجورة المستصلحة، والأراضي الشجرية شبه القاحلة.

تعتمد جميع أنظمة الطاقة الشمسية الأرضية على أعمدة أساسية - ركائز فولاذية مدفوعة، أو ركائز لولبية، أو خرسانة محفورة ومصبوبة - يجب أن تخترق التربة إلى العمق المُصمم هندسيًا لتوفير المقاومة الهيكلية اللازمة لدعم الألواح، ومقاومة أحمال الرياح، وأحمال الثلوج. إن وجود الحجارة في التربة فوق هذا العمق لا يُبطئ فقط من حركة دق الركائز، بل يُؤدي أيضًا إلى انحراف الركيزة، وعدم محاذاة إطار اللوحة، والإضرار بالشهادة الهيكلية، وإذا لم يتم اكتشافها، فإنها تُقلل من إنتاج الطاقة طوال فترة تشغيل النظام البالغة 25 عامًا. يُغطي هذا الدليل التفاصيل الدقيقة كسارة صخور لمزرعة الطاقة الشمسية تجهيز الموقع بطريقة تقضي على هذه المخاطر قبل وصول آلة دق الركائز إلى الموقع.

لماذا تحتاج مزارع الطاقة الشمسية إلى إزالة الأحجار؟ - شرح الحالة الهندسية

كسارة الصخور الجرارة THOR 3.0 تعمل على عمق 35-50 سم لإعداد موقع مزرعة الطاقة الشمسية - تتعامل THOR 3.0 بقوة 230 حصان مع متطلبات العمق (35-50 سم لإزالة ركائز الطاقة الشمسية) ومتطلبات التغطية اليومية (تتطلب مواقع مزارع الطاقة الشمسية بقدرة 50 ميجاوات والتي تبلغ مساحتها 80-120 هكتارًا تغطية آلية لا تقل عن 1-2 هكتار يوميًا لتناسب الجدول الزمني لبرنامج ما قبل الإنشاء).

تُصمَّم هياكل تركيب الألواح الشمسية وفقًا لمواصفات محددة لتفاعل التربة. يتطلب نظام التتبع أحادي المحور النموذجي أو نظام التركيب الأرضي ذو الميل الثابت أعمدة أساس قادرة على مقاومة أحمال الرفع الرأسية والأحمال الجانبية المحددة، وذلك في ظل مزيج من الحمل الميت (وزن الألواح)، وحمل الرياح، وحمل الثلوج، بما يتناسب مع موقع المشروع. تفترض الحسابات الهندسية التي تُصدِّق على نظام التركيب لهذه الأحمال أن الركيزة قد وصلت إلى عمقها المصمم مع محاذاتها الرأسية المصممة. عندما يُحرف حجر الركيزة عن الوضع الرأسي أثناء دقها، تنشأ ثلاث مشكلات هندسية مستقلة في آن واحد.

فشل في الحصول على شهادة السلامة الهيكلية. إن انحراف الركيزة بمقدار 2-5 درجات عن الوضع الرأسي بسبب وجود حجر تحت سطح الأرض لا يتوافق مع الحسابات الإنشائية التي أعدها المهندس لركيزة رأسية مُحمّلة محوريًا. يُولّد هذا الانحراف ذراع عزم يزيد من إجهاد الانحناء عند رأس الركيزة، مما قد يُسبب عدم امتثال إنشائي يستدعي إخراج الركيزة وإعادة دقها، أو تصميم أساس بديل. في محطة طاقة شمسية بقدرة 50 ميجاواط تضم ما بين 8000 و12000 ركيزة، فإن إعادة دق 21 ركيزة من طراز TP5T تُمثل ما بين 160 و240 عملية دق إضافية بتكلفة تتراوح بين 80 و200 جنيه إسترليني لكل عملية، أي ما يُعادل تكلفة إعادة عمل تتراوح بين 13000 و48000 جنيه إسترليني تُعزى مباشرةً إلى عدم كفاية إزالة الأحجار من الموقع.

٢
عدم محاذاة الألواح وفقدان توليد الطاقة. صُممت الألواح الشمسية الأرضية بحيث تواجه الشمس بزاوية سمت وارتفاع محددة. عندما ينحرف أحد الركائز جانبيًا عن الوضع الرأسي، يميل إطار اللوح المتصل به تبعًا لذلك. يؤدي انحراف بمقدار 3 درجات عن زاوية الميل المصممة إلى تقليل امتصاص الإشعاع الشمسي بما يتراوح بين 5 و8% تقريبًا، وذلك اعتمادًا على خط عرض الموقع وزاوية اللوح المُحسّنة. يستمر هذا الانخفاض طوال فترة تشغيل المنشأة البالغة 25 عامًا، ولا توجد صيانة تصحيحية لانحراف الركيزة إلا بالحفر وإعادة الدق. بالنسبة لجزء من محطة طاقة شمسية بقدرة 1 ميغاواط، تُنتج 900 ميغاواط ساعة سنويًا بعائد 50 جنيهًا إسترلينيًا لكل ميغاواط ساعة، فإن خسارة الإشعاع الشمسي بمقدار 6% تُمثل خسارة في إيرادات التوليد تبلغ 2700 جنيه إسترليني سنويًا، أي ما يعادل 67500 جنيه إسترليني لكل ميغاواط من القدرة غير المُحاذية على مدى 25 عامًا، ويعزى ذلك إلى انحراف حجري كان من الممكن تجنبه بإزالة الأحجار.

تأخير في برنامج البناء. يجب على قاطعة الركائز التي تصادف صخورًا كثيفة التوقف، وتقييم العائق، ثم إما مواصلة العمل ببطء (مع خطر الانحراف) أو إزالة الركيزة وإعادة وضعها في مكان آخر. في ظروف صخور الصوان في المملكة المتحدة أو الكوارتزيت في أوروبا الشرقية، قد تخسر قاطعة الركائز التي تصادف صخورًا غير متوقعة ما بين 40 و701 تيرابايت من إجمالي عدد الركائز المخطط له يوميًا. في المشاريع التي يُمثل فيها برنامج الركائز المسار الحرج لربط الشبكة، تُترجم التأخيرات مباشرةً إلى خسائر في إيرادات توليد الطاقة خلال فترة التأخير. غالبًا ما تُحدد اتفاقيات ربط الشبكة تاريخًا للتشغيل تُطبق بعده بنود الجزاءات - وقد يؤدي التأخير في البرنامج الناتج عن وجود الصخور إلى تفعيل هذه البنود في العقود التي كانت فيها تكلفة إزالة الصخور جزءًا ضئيلاً من قيمة الجزاءات.

ثلاثة أنواع من الأساسات - حساسية الحجر ومتطلبات عمق التطهير

أنواع أساسات مزارع الطاقة الشمسية - حساسية الحجر ومواصفات التنظيف المسبق المطلوبة
نوع الأساس العمق النموذجي حساسية الأحجار الحد الأدنى لعمق التطهير لماذا تُعد الأحجار ضرورية لهذا النوع
ركائز على شكل حرف H مدفوعة / عوارض على شكل حرف I
الطاقة الشمسية هي أكثر أنواع الطاقة الشمسية استخدامًا
0.8–1.5 متر 🔴 أعلى 40-50 سم ينقل دقّ الركائز بالاهتزاز قوة جانبية إلى طرفها عند اصطدامها بأي حجر، ويبدأ الانحراف عند أول نقطة تلامس. لا تستطيع الركائز تجاوز العوائق تلقائيًا، فكل حجر في مسار الدقّ يُحدث انحرافًا ملحوظًا.
ركيزة لولبية حلزونية
الطاقة الشمسية المجتمعية، الطاقة الشمسية الزراعية
0.6–1.2 متر 🟠 عالي 35-45 سم يمكن للشفرة الحلزونية اختراق الحجر الجيري الناعم، لكنها تتوقف عند الصوان أو الجرانيت الكثيف. يؤدي التحميل الزائد لعزم الدوران أثناء الدوران إلى تعطيل نظام الأمان في الآلة، مما يستدعي إخراجها وإعادة وضعها. يتسبب وجود الحجر فوق عمق الحلزون في نفس الانحراف الجانبي الذي تحدثه الركائز المدفوعة.
مسمار أرضي خرساني
سكني، تجاري صغير
0.5–0.9 متر 🟡 متوسط 30-40 سم يُمكن استخدام الحفر المسبق باستخدام المثقاب لمعالجة الأحجار المتوسطة الكثافة، لكن الصوان الكثيف أو الجرانيت الكبير يتطلب حفرًا زائدًا، وهو أمر مكلف ويستغرق وقتًا طويلاً. يُقلل إزالة الأحجار من تآكل المثقاب ووقت الحفر بنسبة تتراوح بين 35 و55 طنًا في التربة الزراعية الصخرية النموذجية في المملكة المتحدة.
الخرسانة المدعمة بالركائز الدقيقة
تضاريس صخرية / شديدة الانحدار
1.0–2.5 متر 🟢 منخفض 30-40 سم
(منطقة السطح / منطقة الكابلات)
تم استخدام الحفر الدوراني الصدمي - المصمم للصخور. لا يزال إزالة الأحجار مطلوبًا لشبكة خنادق الكابلات وشبكة طرق الوصول داخل الموقع، حتى في الأماكن التي يكون فيها حفر الأساسات مقاومًا للأحجار.
متطلبات إزالة العوائق من 35 إلى 50 سم: تتطلب عملية إزالة الأحجار في مزارع الطاقة الشمسية عمق تشغيل يتراوح بين 35 و50 سم، وهو أعمق من معظم تطبيقات إزالة الأحجار الزراعية (22-32 سم للخضراوات؛ 28-35 سم للأراضي الصالحة للزراعة في المملكة المتحدة). وهذا يضع جهاز THOR 2.4 (عمق التشغيل القياسي ≤30 سم، ويمكن الوصول إلى ~35 سم مع تعديل العمق) على حافة نطاق تشغيله المريح في مواقع الطاقة الشمسية النموذجية ذات الركائز المدفوعة. كسارة الصخور THOR 3.0 (230 حصان، سعة الحجر ≤40 سم) هو التوصية القياسية لإزالة الركائز قبل إنشاء مزارع الطاقة الشمسية على نطاق المرافق، حيث أن قدرتها الأكبر وسعة الدوار لديها تتعامل مع الطلب المشترك لعمق التشغيل الأعلى والحجر الأكثر صلابة من المتوسط ​​الذي توجد به مواقع الطاقة الشمسية في كثير من الأحيان.

حفر الخنادق بالكابلات والطرق الداخلية للوصول - مشكلة الحجارة الأفقية

آلة التقاط الصخور CT-2100 تجمع شظايا الحجارة المُزالة في موقع مزرعة الطاقة الشمسية - في مزرعة طاقة شمسية بقدرة 50 ميجاوات، يقوم مخزن آلة التقاط الصخور CT-2100 بسعة 2.5 متر مكعب بإزالة جميع شظايا الحجارة من الموقع بشكل دائم، مما يمنع الحجارة السائبة من التداخل مع تركيب الكابلات، أو التسبب في تلف أغلفة الكابلات المدفونة، أو تناثرها بواسطة الأغنام أثناء عمليات الرعي الزراعي الكهروضوئي.

تتطلب مواقع مزارع الطاقة الشمسية مراعاة جانبين إضافيين لإزالة الأحجار خارج منطقة أساسات الركائز: شبكة خنادق الكابلات وشبكة طرق الصيانة الداخلية. يُشكّل كلا الجانبين مخاطر إنشائية متعلقة بالأحجار تختلف تمامًا عن مشكلة اختراق الركائز الرأسية، ومع ذلك، يتم التعامل مع كليهما بواسطة نفس نظام الآلات الذي يُعنى بإزالة الأحجار من منطقة الركائز.

مخاطر الحجارة في خندق الكابلات

خنادق كابلات التيار المستمر (بين الأسلاك)

يبلغ عمق الخندق عادةً 450-600 مم، وعرضه 200-300 مم. تُسبب الأحجار البارزة في قاع الخندق ضغطًا نقطيًا على غلاف الكابل أثناء عملية الردم. تتطلب مواصفات مشغل شبكة التوزيع في المملكة المتحدة (DNO) ومعيار IEC 60364-7-712 وضع الكابل في طبقة من مواد ناعمة (أقل من 20 مم)، وهو شرط يمكن تحقيقه في التربة الخالية من الأحجار دون الحاجة إلى طبقة إضافية من الرمل المستورد.

خنادق كابلات التيار المتردد (من العاكس إلى الشبكة)

أعمق - عادةً ما بين 600 و900 ملم. تتميز أغلفة كابلات الجهد المتوسط ​​الكبيرة بمقاومة أكبر للأحمال المركزة، ولكن مسارات الخنادق الخالية من الحجارة تسمح لآلات حفر الخنادق الميكانيكية بوضع الكابلات بالسرعة المصممة بدلاً من التوقف المتكرر بسبب عوائق الحجارة. تفقد آلات حفر الخنادق المتأثرة بالحجارة في مواقع الصوان غير المُزالة في المملكة المتحدة ما بين 25 و451 تيرابايت من الإنتاجية المخططة - مما يمثل تجاوزًا كبيرًا في تكاليف المقاول.

شبكة التأريض (شريط نحاسي)

يبلغ عمق خنادق التأريض عادةً 300 مم فقط، لكنها تمتد على كامل الموقع بنمط شبكي. هذه الشبكة من الخنادق هي الأكثر تأثراً بالصخور السطحية والضحلة - فكثافة الصخور التي يمكن لجرار خفيف تحملها لتنظيف منطقة الركائز قد تعيق بشكل كبير تركيب خنادق التأريض الضحلة عالية التردد. مجرفة الصخور بلاكبيرد تُعالج عمليات المرور السطحي بعد عمليات إزالة الأشجار العميقة هذه المنطقة الضحلة على وجه التحديد.

شبكة طرق الصيانة الداخلية

تتضمن كل محطة طاقة شمسية تجارية (عادةً 5 ميغاواط فأكثر) شبكة من الطرق الداخلية للصيانة، لتسهيل وصول العواكس، ومركبات تنظيف الألواح، وإدارة الغطاء النباتي، والاستجابة للطوارئ. يبلغ عرض هذه الطرق عادةً من 3 إلى 4.5 أمتار، وسطحها إما من الحجر المضغوط أو مدعم بنسيج جيوتكستيل. يتطلب تجهيز قاعدة الطريق - بغض النظر عن مواصفات السطح النهائية - طبقة أساسية خالية من الحجارة، وفقًا للمعايير نفسها المتبعة في أي مسار زراعي: إذ أن بروز الحجارة من خلال النسيج الجيوتكستيلي يُحدث عدم انتظام في السطح، ويُثقب الغشاء، ويُشكل خطرًا على عجلات مركبات الصيانة ومركبات التنظيف الآلية.

تضم محطة الطاقة الشمسية بقدرة 50 ميغاواط، والمكونة من 8 إلى 12 صفًا من الألواح، عادةً ما يتراوح طول طرقها الداخلية بين 2 و4 كيلومترات. ولا تُضيف عملية إزالة الأحجار من ممرات الطرق، كجزء من أعمال تجهيز الموقع العامة، تكلفة إضافية تُذكر عند وجود الآلة في الموقع، كما أنها تُغني عن مسؤولية صيانة الطرق التي تتطلب عادةً اهتمامًا خلال السنوات الثلاث إلى الخمس الأولى من التشغيل.

الزراعة الكهروضوئية - عندما تتشارك الألواح الشمسية ورعي الأغنام نفس الأرض المستصلحة

المحراث الدوار PSW-3200 يُكمل تجهيز التربة في موقع مزرعة الطاقة الشمسية - بعد إزالة الأحجار باستخدام جهاز THOR 3.0 وجهاز التجميع CT-2100، يعمل المحراث الدوار PSW-3200 على استعادة التربة الناعمة، وتحسين الصرف، وتهيئة ظروف نمو عشبي متجانسة لرعي الأغنام الزراعية الكهروضوئية بين صفوف الألواح الشمسية.

انتقلت الزراعة الكهروضوئية - وهي تقنية تجمع بين توليد الطاقة الشمسية والاستخدام الزراعي النشط على نفس الأرض - من كونها مفهومًا تجريبيًا إلى سياسة تخطيط رئيسية في المملكة المتحدة وألمانيا وفرنسا وهولندا واليابان وكوريا الجنوبية. ويتمثل النموذج الأساسي في ألواح شمسية مثبتة على الأرض على ارتفاعات مرتفعة (2.2-3.5 متر حتى الحافة السفلية للوح) مع رعي الأغنام أو زراعة محاصيل منخفضة النمو في المساحات بين الصفوف وتحت الألواح.

استخدام الأراضي الزراعية الكهروضوئية - إزالة الأحجار تخدم أغراض الطاقة الشمسية والزراعة على حد سواء
متطلبات وظيفة الطاقة الشمسية الوظيفة الزراعية (الأغنام / المحاصيل)
خالٍ من الحصى حتى 35-50 سم تركيب الركائز دون انحراف؛ حفر خندق الكابلات دون عوائق يمنع إصابة حوافر الأغنام أثناء الرعي؛ ويُمكّن من نمو منطقة جذور العشب لزيادة إنتاجية العلف.
إزالة الحصى السطحي إزالة مركبات الصيانة؛ تشغيل آمن لروبوت التنظيف الآلي سلامة حوافر الأغنام؛ تمنع تناثر الحجارة من قبل الأغنام في هياكل دعم الألواح
طبقة أساسية دقيقة ضغط موحد لهيكل تركيب مستقر - يمنع الهبوط التفاضلي تحت إطارات الألواح إنبات بذور الأعشاب ونموها في المسافات بين الصفوف؛ إنتاجية المحاصيل البقولية المغطية
تحسين الصرف يقلل من تجمع المياه الذي يسبب تدهور غلاف الكابل في الخنادق المنخفضة يقلل من رعي الأغنام (انضغاط الحوافر) في الظروف الرطبة؛ ويحسن نمو العشب في فصل الشتاء
الحجة المزدوجة للعائد على الاستثمار في إزالة الأحجار باستخدام الطاقة الشمسية الزراعية: في المواقع الزراعية الكهروضوئية، تُقسّم تكلفة إزالة الأحجار فعليًا بين مصدرين للدخل. يتجنب المستثمر في الطاقة الشمسية انحراف الركائز، وتأخير البرنامج، وفقدان الطاقة لمدة 25 عامًا - وهي خسائر تُقدّر قيمتها عادةً بـ 10 إلى 30 ضعف تكلفة الإزالة من حيث حماية إيرادات الطاقة بالقيمة الحالية. أما المستأجر الزراعي، فيتجنب مسؤولية إصابات حوافر الماشية، ويحافظ على إنتاجية الرعي في المساحة بين الصفوف، ويُنشئ الغطاء العشبي الذي يعتمد عليه معدل رعيه. توصية كوريا واتانابي للمواقع الزراعية الكهروضوئية: كسارة الصخور THOR 3.0 بالنسبة لمنطقة الركائز بعمق 35-50 سم، يليها أداة التقاط الصخور CT-2100 لإزالة الأحجار بشكل دائم، وجهاز BlackBird لتمرير السطح لتوفير ظروف رعي آمنة للأغنام، و المحراث الدوار PSW-3200 لتحسين خصوبة التربة اللازمة لتأسيس العشب. وبالتالي، يُعزى الاستثمار الكامل في النظام إلى ميزانيتي المشروعين، مما يُحسّن بشكل كبير من تكلفة كل قطاع.

أسواق الطاقة الشمسية العالمية - تحديات رئيسية في خمس دول رئيسية

آلة تسوية الصخور BlackBird بعرض 9.5 متر تعمل في مواقع مزارع الطاقة الشمسية الكبيرة - في مزارع الطاقة الشمسية واسعة النطاق بقدرة 50 ميجاوات وما فوق، يوفر عرض عمل آلة تسوية الصخور BlackBird البالغ 9.5 متر تغطية سطحية للصخور تتراوح بين 5 و6 هكتارات يوميًا، مما يكمل عمليات إزالة الصخور العميقة التي تقوم بها آلة THOR 3.0، حيث يعالج النظام المدمج كلاً من منطقة أكوام الصخور التي يتراوح عمقها بين 35 و50 سم ومتطلبات السلامة المتعلقة بالصخور السطحية لرعي المحاصيل الزراعية الشمسية ووصول مركبات الصيانة

🇬🇧 المملكة المتحدة — هدف 50 جيجاواط بحلول عام 2030
السوق الأولي
يتركز التوسع في استخدام الطاقة الشمسية في المملكة المتحدة في شرق أنجليا، وجنوب غرب البلاد، وشرق ميدلاندز، وويلز، وهي مناطق تتداخل تقريبًا مع حزام الصوان الطباشيري والأراضي الزراعية ذات التربة الحجرية المختلطة، حيث يُعدّ إزالة الأحجار أمرًا بالغ الأهمية. وتشترط سلطات التخطيط في المملكة المتحدة بشكل متزايد إجراء مسوحات لحالة التربة كجزء من تقييمات الأثر البيئي لمزارع الطاقة الشمسية، كما تُعدّ اختبارات غرس الركائز إجراءً قياسيًا في أي موقع لم تُحدد فيه خصائص الأراضي الزراعية مسبقًا. وبالنسبة لمطوري مشاريع الطاقة الشمسية في المملكة المتحدة، تُعدّ وثائق إزالة الأحجار جزءًا من ملف التأهيل المسبق للبناء. أنواع الأحجار ذات الصلة: الصوان بشكل أساسي (صلابة موس 7-8) في شرق أنجليا وجنوب شرق البلاد؛ والحجر الرملي والحجر الجيري في جنوب غرب البلاد وميدلاندز.
🇩🇪 ألمانيا — الشركة الرائدة في مجال الطاقة الشمسية في الاتحاد الأوروبي، Freiflächenanlagen
سوق ذو قيمة عالية
تتوسع محطات الطاقة الشمسية الأرضية في ألمانيا بسرعة في إطار قانون الطاقة المتجددة. وتتميز كل من بافاريا وبادن-فورتمبيرغ وبراندنبورغ بظروف صخرية مختلفة: ركام حصوي في بافاريا، وحجر جيري وحجر رملي في بادن-فورتمبيرغ، وتربة رملية صخرية من العصر الجليدي البليستوسيني في براندنبورغ. ويُعدّ نموذج الطاقة الشمسية الزراعية متقدماً بشكل خاص في ألمانيا، حيث حددت أبحاث معهد فراونهوفر لأنظمة الطاقة الشمسية (ISE) في مجال الطاقة الشمسية ثنائية الاستخدام، إعداد سطح آمن للرعي كشرط أساسي في التصميم، مما أدى إلى طلب موثق على إزالة الصخور في قطاع إنشاء محطات الطاقة الشمسية في ألمانيا.
🇰🇷 كوريا الجنوبية — برنامج الطاقة الشمسية RE3020 / K-RE100
وصلة سلسلة D
تستهدف سياسة الطاقة المتجددة الكورية لعام 2020 الوصول إلى قدرة توليد طاقة شمسية تبلغ 63.8 جيجاواط بحلول عام 2030. ومن المخطط أن يُخصص جزء كبير من هذه القدرة للأراضي الجبلية والريفية، وهي نفس التضاريس المرتفعة ذات الأساس الجرانيتي التي تتناولها مقالات سلسلة D من شركة كوريا واتانابي للأغراض الزراعية. ويواجه مطورو الطاقة الشمسية الكوريون الذين يختارون مواقع مشاريعهم على التضاريس المرتفعة الجرانيتية نفس متطلبات إزالة الصخور التي يواجهها مزارعو البطاطس في المرتفعات الكورية، حيث توجد جرانيتات ذات صلابة تتراوح بين 6 و7 على مقياس موس بعمق يتراوح بين 20 و40 سم، مما يُشكل خطر انحراف الركائز وعرقلة مدّ الكابلات. ويمكن تطبيق نظام الآلات (THOR 2.4 أو 3.0 + CT-2100) المُستخدم بالفعل في كوريا لإزالة الصخور الزراعية بشكل مباشر على سوق تجهيز مواقع الطاقة الشمسية، كما تُوفر شبكة عملاء شركة كوريا واتانابي الزراعية مدخلاً طبيعياً لقطاع تطوير الطاقة الشمسية الكوري.
🇦🇺 أستراليا — الطاقة الشمسية على نطاق واسع في محطات صخرية
سوق ناشئة
تتمتع أستراليا بموارد شمسية استثنائية، ويُعدّ خط أنابيب الطاقة الشمسية واسع النطاق فيها من بين الأكبر في العالم. تقع العديد من المواقع الرئيسية للطاقة الشمسية - كوينزلاند، ونيو ساوث ويلز، وجنوب أستراليا - في مناطق زراعية حيث يُمثّل وجود صخور الحديد والكوارتزيت والبازلت على عمق يتراوح بين 20 و50 سم تحديات كبيرة في تركيب الأساسات. يُولي مطورو الطاقة الشمسية الأستراليون اهتمامًا متزايدًا بإجراء مسوحات أرضية وإزالة الصخور ضمن بروتوكولات تجهيز المواقع للمشاريع في المناطق الرعوية الصخرية. يُمكن استخدام نفس تكوين الآلة المُستخدم في معالجة حجر الصوان البريطاني (THOR 3.0 لصخور الحديد ذات صلابة موس 6-7) في الظروف الأسترالية مع تعديل مواصفات الأسنان بشكل مناسب.

نظام آلات مزرعة الطاقة الشمسية - التغطية والتسلسل والجدول الزمني للمشروع

نظام إزالة الأحجار من محطة الطاقة الشمسية - تسلسل الآلات، والتغطية، والجدول الزمني للمشروع
خطوة آلة عمق التشغيل تغطية يومية غاية
1 كسارة الصخور THOR 3.0
230 حصان، 3.0 متر، حجر ≤40 سم
35-50 سم 1.2–1.8 هكتار/يوم قم بتفتيت جميع الأحجار في منطقة الركام. سرعة التقدم من 1.0 إلى 2.0 كم/ساعة حسب كثافة الأحجار. المرور الأولي - الخطوة الأكثر أهمية.
2 أداة التقاط الصخور CT-2100
110 حصان، 2.5 متر مكعب، 80 كجم كحد أقصى
أخلاقي 1.5–2.5 هكتار/يوم يجب إزالة جميع الأحجار المتفتتة نهائياً. هذا أمر بالغ الأهمية لسلامة الكابلات ورعي الأغنام. يجب نقل الأحجار من الموقع - لا تقم بتخزينها على مسارات خنادق الكابلات.
3 مجرفة صخور بلاك بيرد (في حالة الزراعة الشمسية)
9.5 متر، 300 حصان فأكثر
السطح 5-15 سم 5-6 هكتارات/يوم عملية مسح سطحية لضمان ظروف رعي آمنة للأغنام. تجمع الشظايا السطحية المتبقية التي يقل حجمها عن 20 مم بعد عملية جمعها بواسطة جهاز CT-2100. ضرورية للمواقع الزراعية الكهروضوئية.
4 المحراث الدوار PSW-3200 (في حالة الزراعة الكهروضوئية)
140 حصان، 3.0–3.6 متر
20-25 سم 3-5 هكتارات/يوم تحسين تهوية التربة لتأسيس العشب في المساحات بين صفوف النباتات المزروعة بالطاقة الشمسية. تعمل التربة الناعمة على تحسين الإنبات وتقليل منافسة الأعشاب الضارة في السنة الأولى من نمو العشب. اختياري للمواقع غير المزروعة بالطاقة الشمسية.

مرجع الجدول الزمني للمشروع - مزرعة طاقة شمسية بقدرة 50 ميجاوات (80 هكتار، مزيج من الصوان والحجر الجيري في المملكة المتحدة)

الخطوة 1+2:
إزالة المخلفات العميقة باستخدام THOR 3.0 + جمع CT-2100: 80 هكتارًا ÷ 1.5 هكتار/يوم = حوالي 53 يوم عمل للآلة مجتمعةتشغيل كلا الجهازين بالتتابع (THOR يقوم بتنظيف الصباح، ثم CT-2100 بعد الظهر): حوالي 30-35 يوم عمل.
الخطوة 3+4:
بلاك بيرد + بي إس دبليو-3200 (مواقع الزراعة الشمسية): 80 هكتارًا ÷ 4 هكتارات/يوم مجتمعة = حوالي 20 يومًا إضافيًايمكن تشغيله بالتزامن مع CT-2100 في أقسام مختلفة من الموقع.
المجموع:
فترة إزالة الأحجار قبل وضع الركائز من 4 إلى 6 أسابيع بالنسبة لموقع بقدرة 50 ميغاواط، يتناسب هذا بشكل مريح مع فترة تجهيز الإنشاءات التي تتراوح بين 8 و12 أسبوعًا قبل بدء دق الركائز، مما يؤكد أن إزالة الأحجار لا تضيف إلى المسار الحرج الإجمالي للمشروع إذا تم تجهيزها مباشرة بعد الحصول على موافقة التخطيط.

الأسئلة الشائعة

كسارة الصخور لمزرعة الطاقة الشمسية - ما هو العمق المطلوب ولماذا يكون أعمق من إزالة الأراضي الزراعية؟

يتطلب إزالة الأحجار من مزارع الطاقة الشمسية عمق تشغيل يتراوح بين 35 و50 سم، وهو عمق أكبر بكثير من معظم التطبيقات الزراعية (22-32 سم للخضراوات الجذرية، و28-35 سم للأراضي الزراعية في المملكة المتحدة). والسبب في ذلك هو نظام الأساسات الركائزية: تستخدم الألواح الشمسية الأرضية ركائز فولاذية مدفوعة أو ركائز لولبية يجب أن تصل إلى عمق يتراوح بين 0.8 و1.5 متر للحصول على شهادة السلامة الإنشائية. أي حجر في طبقة التربة التي يمر بها الركيزة في طريقها إلى عمق التشغيل يمكن أن يُسبب انحرافها عن الوضع الرأسي. يكون هذا الانحراف أكثر خطورة في منطقة 0-50 سم، حيث لم تكتسب الركيزة بعدُ مقاومة جانبية كافية من التربة المحيطة لتصحيح وضعها تلقائيًا عند ملامسة الأحجار. إزالة الأحجار حتى عمق 40-50 سم تُزيل الأحجار من هذه المنطقة عالية الخطورة. أما تحت عمق 50 سم، فتكون الركيزة عادةً في تربة تحتية متماسكة حيث تمنع المقاومة الجانبية الانحراف الناتج عن الأحجار. تعتبر آلة THOR 3.0 (230 حصان، سعة الحجر ≤40 سم) هي التوصية القياسية للآلة لهذا المتطلب من العمق، حيث أنها تتعامل مع الطلب المشترك لعمق تشغيل أكبر وأنواع الأحجار الأكثر صلابة (الصوان والجرانيت) الموجودة بشكل متكرر في مواقع الطاقة الشمسية في المملكة المتحدة وأوروبا.

هل يتطلب رعي الأغنام في المزارع الشمسية الزراعية مواصفات مختلفة لإزالة الأحجار مقارنة بالمزارع الشمسية القياسية؟

تتطلب مواقع الطاقة الشمسية الزراعية مواصفتين لإزالة الحصى لا تتطلبهما مواقع الطاقة الشمسية التقليدية. أولاً، شرط سلامة سطح الأرض من الحجارة: تُعد إصابة حوافر الأغنام من الصوان أو الحجارة السطحية مصدر قلق على رفاهية الماشية وشرطًا من شروط التأمين الزراعي - يجب إزالة الحجارة التي يزيد حجمها عن 25 مم تقريبًا من سطح الأرض لضمان رعي آمن. تركز عملية إزالة الحصى التقليدية في مواقع الطاقة الشمسية على منطقة تراكم الحجارة التي يتراوح ارتفاعها بين 35 و50 سم، ولا تُنتج بالضرورة سطحًا آمنًا للأغنام. مجرفة الصخور بلاكبيرد تُجرى عملية تسوية سطحية (بعمق 5-15 سم، وعرض عمل 9.5 متر) بعد عملية التنظيف العميق باستخدام جهاز THOR 3.0 وجمع الأحجار باستخدام جهاز CT-2100، وذلك لتهيئة سطح آمن للأغنام. ثانيًا، يتطلب نمو العشب بين الصفوف وتحت الألواح تربة ناعمة لإنبات بذور العشب، وتُوفر عملية التسوية باستخدام المحراث الدوار PSW-3200 (بعمق 20-25 سم) هذه التربة بعد جمع الأحجار. تُعد هاتان العمليتان الإضافيتان من المكونات الأساسية لنظام تجهيز مواقع الطاقة الشمسية الزراعية من شركة كوريا واتانابي، وعادةً ما تُضيفان ما بين 20 و301 تيرابايت إلى التكلفة الأساسية لإزالة الأحجار. في نموذج التمويل ذي الإيرادات المزدوجة (الطاقة الشمسية + الرعي)، تُقسم هذه التكلفة الإضافية بين مطور الطاقة الشمسية والمستأجر الزراعي.

هل يمكن استخدام نفس الجرار المستخدم في تكسير الصخور لأغراض الزراعة في مواقع مزارع الطاقة الشمسية؟

نعم، إن آلة تكسير الصخور THOR وآلة التقاط الصخور CT-2100 المستخدمة في حقول البطاطس في المرتفعات الكورية، أو الأراضي الزراعية المصنوعة من الصوان في المملكة المتحدة، أو كروم العنب في منطقة البحر الأبيض المتوسط، هي نفسها المستخدمة في تجهيز مواقع مزارع الطاقة الشمسية. وتتمثل الاختلافات التشغيلية الرئيسية فيما يلي: (أ) عمق التشغيل - تتطلب مزارع الطاقة الشمسية عمقًا يتراوح بين 35 و50 سم، بينما تتطلب المزارع عمقًا يتراوح بين 22 و32 سم، مما قد يستدعي استخدام آلة THOR 3.0 بدلًا من THOR 2.4 حسب نوع الحجر؛ (ب) نمط التغطية - تتميز مواقع مزارع الطاقة الشمسية عادةً بنمط شبكي منتظم يتوافق مع تباعد صفوف الألواح (من 3 إلى 6 أمتار بين الصفوف)، بينما تتبع أعمال إزالة الأشجار في المزارع خطوط الكنتور؛ (ج) تكامل البرنامج - يجب أن تتكامل أعمال إزالة الأشجار في مزارع الطاقة الشمسية مع جدول تجهيز مقاولي أعمال الأساسات والكابلات، مما يتطلب تخطيطًا زمنيًا أكثر دقة من أعمال إزالة الأشجار في المزارع التي تعتمد فقط على مواعيد البذر أو الزراعة. بالنسبة للمقاولين الذين يقدمون بالفعل خدمات إزالة الأراضي الزراعية، فإن إضافة تجهيز مزارع الطاقة الشمسية إلى عرض الخدمة لا يتطلب أي استثمار رأسمالي إضافي في الآلة - فقط معايرة عمق التشغيل وإضافة قدرة إدارة برنامج المشروع للتنسيق مع جدول تعبئة مقاول الطاقة الشمسية EPC.

كيف تتناسب عملية إزالة الأحجار مع برنامج بناء محطة الطاقة الشمسية - وهل تضيف إلى المسار الحرج؟

بالنسبة لمزرعة طاقة شمسية بقدرة 50 ميجاواط (مساحة 80 هكتارًا تقريبًا)، تستغرق عملية إزالة الأحجار باستخدام جهاز THOR 3.0 وجهاز CT-2100 ما بين 4 إلى 6 أسابيع. في برنامج بناء مزرعة طاقة شمسية نموذجي في المملكة المتحدة، يكون تسلسل المسار الحرج كالتالي: الموافقة على التخطيط ← اتفاقية ربط الشبكة ← تجهيز موقع البناء (8-12 أسبوعًا) ← أعمال الأساسات (4-8 أسابيع) ← هيكل التثبيت ← تركيب الألواح ← الأعمال الكهربائية ← التشغيل. تندرج عملية إزالة الأحجار ضمن فترة تجهيز موقع البناء، حيث يمكن البدء بها فور الحصول على الموافقة على التخطيط، بينما تكون عمليات الشراء وتسليم المعدات وتجهيز المقاول جارية. إذا بدأت عملية إزالة الأحجار في غضون أسبوعين من الموافقة على التخطيط، فإنها عادةً ما تكتمل قبل وصول مقاول الأساسات إلى الموقع، مما يعني أنها لا تُضيف إلى المسار الحرج للمشروع. الشرط الأساسي لمدير الإنشاء هو تجهيز آلة إزالة الأحجار فورًا بعد الحصول على الموافقة، لأن الانتظار حتى وصول مقاول الأساسات إلى الموقع لاكتشاف ضرورة إزالة الأحجار هو السيناريو الذي يُسبب تأخيرات في المسار الحرج وتجاوزات في التكاليف.

هل يُعدّ تنظيف الأحجار في مزارع الطاقة الشمسية مؤهلاً للحصول على أي دعم من حكومة المملكة المتحدة؟ وكيف تتم مقارنة التكلفة بعائدات توليد الطاقة؟

لا توجد حاليًا في المملكة المتحدة منح حكومية مباشرة مخصصة لإزالة الأحجار من مزارع الطاقة الشمسية. مع ذلك، إذا كان موقع مزرعة الطاقة الشمسية مسجلًا أيضًا للاستخدام الزراعي الكهروضوئي، فقد تكون العناصر الزراعية لإزالة الأحجار (إزالة السطح للأغنام، وزراعة الأعشاب) مؤهلة للحصول على منح رأس المال من برنامج إدارة الريف ضمن فئتي تحسين التربة أو البنية التحتية للثروة الحيوانية - يُرجى التأكد من الأهلية الحالية مع وكالة حماية الموارد الطبيعية. أما الحساب المالي الأكثر أهمية فهو المقارنة بين تكلفة إزالة الأحجار وحماية إيرادات التوليد. بالنسبة لمزرعة طاقة شمسية بقدرة 50 ميغاواط: تكلفة برنامج إزالة الأحجار لمساحة 80 هكتارًا بالأسعار البريطانية المعتادة = حوالي 120,000 - 200,000 جنيه إسترليني. خسارة إيرادات التوليد الناتجة عن عدم محاذاة ركائز 3% (حوالي 1.5 ميغاواط من السعة غير المحاذية عند انخفاض إنتاج 6% × صافي القيمة الحالية لمدة 25 عامًا بسعر 50 جنيهًا إسترلينيًا/ميغاواط ساعة) = حوالي 480,000 - 960,000 جنيه إسترليني. تُقدّر تكلفة برنامج إزالة العوائق بنسبة تتراوح بين 15 و401 تريليون روبية من مخاطر إيرادات توليد الطاقة التي يُزيلها. لا يوجد أي بند إنفاق آخر قبل إنشاء محطة طاقة شمسية يحقق عائدًا على الاستثمار أعلى مقارنةً بالمخاطر المالية التي يُخففها. هذه هي الحجة التجارية الأساسية التي تُقدمها شركة كوريا واتانابي لمطوري مشاريع الطاقة الشمسية، ومقاولي الهندسة والمشتريات والإنشاء، وفرق تمويل المشاريع عند تقييم ميزانية تجهيز موقع محطة الطاقة الشمسية.

كسارة صخور لمزرعة الطاقة الشمسية - نظام THOR 3.0 لتحضير موقع ما قبل الركائز

مساحة الموقع + نوع الأساس (أساس على شكل حرف H / أساس لولبي / أساس محفور) + نوع الحجر + متطلبات الطاقة الشمسية الزراعية + تاريخ بدء برنامج البناء ← تقدم شركة كوريا واتانابي كسارة صخور لمزرعة الطاقة الشمسية المواصفات، وبروتوكول العمق، والجدول الزمني للبرنامج، وحزمة الوثائق لمرحلة الإنشاء قبل وضع الأساسات لمشروعك.

المحرر: Cxm

الكلمات المفتاحية: