الإجراءات التي يجب تقليلها عند تثبيت الركائز بشكل متواصل في مناطق الطاقة الشمسية الواسعة

عدد الركائز التي يمكن دقها في وردية عمل واحدة داخل منطقة الطاقة الشمسية نادرًا ما يعتمد فقط على سرعة الحفر. تُرتب مواقع الركائز وفق قواعد المصفوفة، وبين كل نقطة ركيزة وأخرى يجب على الماكينة تنفيذ حركات تشمل التوجيه، والمحاذاة، وضبط الوضعية، والحفر، والانتقال — وجزء كبير منها لا علاقة له بالحفر نفسه. فقط عند إحصاء هذه الحركات يمكن تحديد أين يكمن فرق الإيقاع الفعلي لآلة ما في مواقع الركائز الكثيفة. يستند هذا المقال إلى المعلمات المعلنة لـ PV390R في هذا الموقع، ويقسّم حركات الماكينة الكاملة أثناء التثبيت المتواصل إلى عدة مراحل.

استهلاك الوقت في التثبيت المتواصل يقع أولًا بين نقاط الركائز وليس داخل الحفرة

عادةً ما تُوزع ركائز محطات الطاقة الشمسية الأرضية المركزية على صفوف وأعمدة بمسافات ثابتة، ويكون عدد الركائز في سطح تنفيذ واحد كبيرًا، وعمق الحفرة الواحدة من 0 إلى 6 م، وقطر الحفرة وفق تصميم الأساس ضمن نطاق 80–600 مم. الوقت اللازم لحفر الحفرة الواحدة محدود نسبيًا، وبعد إتمام كل نقطة ركيزة، يجب على الماكينة التعامل مع موقع الركيزة التالية، وما إذا كان الإطار بحاجة إلى تغيير زاوية، وما إذا كان الهيكل السفلي بحاجة إلى التقدم. وكلما زادت كثافة الركائز وقلت المسافات بين الصفوف، ارتفعت نسبة هذه الحركات غير الحفرية في الوردية.

إذا اعتمدت كل نقطة ركيزة على إعادة تموضع الهيكل السفلي لمحاذاة الحفرة، فستتكرر عمليات السير والتسوية وإعادة ضبط الوضعية. وفكرة تقليل الحركات لا تعني جعل الماكينة تتحرك أسرع، بل جعل موضع توقف واحد يغطي أكبر عدد من اتجاهات الركائز.

ضبط الاتجاه: الدوران 360° يحل محل استدارة الماكينة الكاملة

يمكن للوحدة العلوية العاملة في PV390R الدوران 360° حول الهيكل السفلي. بالنسبة للتثبيت المتواصل، تتمثل وظيفة هذه المرحلة في أنه بعد استقرار الهيكل السفلي، يمكن إعادة توجيه اتجاه الحفر ضمن نطاق واسع، دون الحاجة إلى السير والاستدارة لنقل الماكينة الكاملة إلى اتجاه جديد.

• عندما يحتاج موضع التوقف نفسه إلى التعامل مع ركائز في اتجاهات مختلفة، يتولى الدوران تبديل الاتجاه؛
• عندما يكون سطح التنفيذ ضيقًا ولا توجد مساحة كافية لاستدارة الماكينة الكاملة، يقلل الدوران التنقل الواسع؛
• عندما تكون الركائز كثيفة، يتعاون الدوران مع ذراع التأرجح والتمدد اللاحقين لإتمام محاذاة الحفرة.

يجب التمييز: الدوران 360° يقلل ضبط اتجاه الماكينة الكاملة، لكنه لا يعني أن الهيكل السفلي لا يحتاج إلى الحركة. عندما تتجاوز المسافة بين الركائز نطاق التعويض، سيحدث الانتقال رغم ذلك.

ضبط الوضعية: إمالة الإطار 120° تقابل فروق الارتفاع في الموقع

تكمن مشكلة مناطق الطاقة الشمسية الجبلية والأسطح غير المستوية في وجود انحراف غالبًا بين وضعية العمل بعد استقرار الماكينة وزاوية تصميم الركيزة. يبلغ نطاق إمالة الإطار في PV390R 120°، مما يسمح بضبط وضعية الحفر مع تثبيت وضعية الهيكل السفلي.

الحركة التي تحل هذه المرحلة محلها هي: إعادة تحريك موضع الهيكل السفلي مرارًا للعثور على زاوية يمكن المحاذاة بها. تؤثر المنحدرات وتضاريس الأرض وطريقة توزيع الركائز في نطاق الزاوية المطلوب ضبطها، ويجب النظر إلى النطاق المتاح فعليًا بالاشتراك مع مدى استواء منصة التوقف. لم تقدم البيانات معلومات عن كفاءة العمل في ظروف منحدرات وطبقات أرضية مختلفة، لذلك لا يتم إعطاء استنتاج كمي حول مقدار الحركات التي يمكن تقليلها في موقع محدد.

التصحيح الجانبي: ذراع التأرجح المزدوج الأسطوانات يترك محاذاة التفاصيل للإطار

بعد وصول الاتجاه والوضعية تقريبًا إلى الموضع الصحيح، يكون الانحراف المتبقي عادةً جانبيًا. يستخدم PV390R ذراع تأرجح يمينًا ويسارًا بأسطوانتين، ويمكنه تصحيح موضع الحفر جانبيًا بينما يكون الهيكل السفلي مستقرًا بالفعل.

فصل التصحيح الجانبي عن حركة الهيكل السفلي هو مرحلة عملية نسبيًا في التثبيت المتواصل. والسبب أن الضبط الجانبي الدقيق للهيكل السفلي غالبًا ما يتطلب تعاون السير، وحجم الحركة كبير ولا يصل إلى الموضع الصحيح من مرة واحدة؛ أما ذراع التأرجح فهو حركة آلية صغيرة النطاق، ويكون أكثر مباشرة في التوزيعات المصفوفية ذات المسافات الصغيرة بين الركائز.

التموضع الأمامي والخلفي: النطاق الذي يمكن أن يغطيه التعويض التلسكوبي 500 مم

يوفر PV390R تعويضًا تلسكوبيًا بمقدار 500 مم، يُستخدم للضبط الدقيق لموضع الركيزة في الاتجاه الأمامي والخلفي. وتتكون وسائل التعويض الأربع معًا من: الدوران 360° لتحديد الاتجاه، وإمالة الإطار 120° لتحديد الوضعية، وذراع التأرجح المزدوج الأسطوانات لتصحيح الاتجاه الجانبي، والتعويض التلسكوبي 500 مم لتحديد الموضع الأمامي والخلفي.

لكل من هذه المراحل الأربع مدى خاص. التعويض التلسكوبي 500 مم يعني أن الانحراف الأمامي والخلفي الذي يتجاوز هذه المسافة لا يزال بحاجة إلى الحل عبر حركة الهيكل السفلي المجنزر. وإذا كانت المسافة بين الركائز أكبر بوضوح من مقدار التعويض، فإن المساحة المتاحة لتوفير الحركات عبر التعويض تضيق. لم تقدم البيانات معلومات قياسية عن كفاءة العمل في ظروف التثبيت المتواصل، ولا يمكن بناءً عليها تقدير عدد مرات الانتقال الموفرة بشكل محدد.

حركة الهيكل السفلي لم تُلغَ، بل تم تقليصها إلى أي مرحلة

كثافة الركائز لا تعني أن الهيكل السفلي يمكن أن يبقى ثابتًا. لا يزال الهيكل السفلي المجنزر مسؤولًا عن الانتقال داخل المنطقة والتحرك خارج نطاق تغطية موضع التوقف الواحد، ويبلغ عرض لوح الجنزير 400 مم، وزاوية صعود المنحدر 35°، وهو مناسب للطرق الترابية والعشبية والأرض الحصوية وأسطح التنفيذ غير المعبدة عمومًا.

ضغط الحركة إلى عدد أقل من المرات يشترط أن يكون نطاق تغطية موضع التوقف الواحد كبيرًا بما يكفي. ويحدد هذا النطاق كل من زاوية الدوران، وشوط ذراع التأرجح، ومقدار التعويض التلسكوبي، ومنها لم تُعطَ البيانات زاوية تأرجح الذراع، أما التعويض التلسكوبي فهو 500 مم، ويحتاج هذا الجزء إلى حساب محدد بالاشتراك مع مخطط توزيع الركائز.

تؤثر القدرة وطريقة الضغط في استقرار العمل المتواصل

PV390R مزود بمحرك Yuchai رباعي الأسطوانات بقدرة 85 kW، وعزم صندوق التخفيض 13000 N·m، وسرعة دوران قضيب الحفر 90 r/min، ويعتمد الضغط بالسلسلة. تحدد هذه المعلمات ما إذا كان جزء الحفر داخل الحفرة قادرًا على التقدم بثبات، وقدرة التنفيذ ضمن نطاق قطر حفرة 80–600 مم وعمق حفرة 0–6 م.

تتجلى متطلبات التثبيت المتواصل لنظام القدرة في التشغيل والتوقف المتكرر لفترات طويلة وضبط الوضعية، وتُعد صيانة التبريد وفلتر الهواء ونظام الوقود من الأمور اليومية. لا يغير هذا الجزء عدد الحركات بين نقاط الركائز، لكنه يؤثر في عدد الركائز التي يمكن إنجازها بشكل متواصل خلال وردية واحدة.

تقليل الحركات لا يعني صلاحيته لكل موقع

تستهدف وسائل التعويض الأربع حركات محاذاة الحفرة، ولا تغير الحدود الأخرى للماكينة:

• قطر الحفر 80–600 مم، والعمق 0–6 م، ضمن نطاق الحفر المسبق وحفر الإرشاد للأساسات الضحلة؛
• هذه الماكينة ليست ماكينة حفر آبار مياه، بل هي مخصصة لحفر ودق الركائز في مشاريع الطاقة الشمسية والهندسة المدنية؛
• بعد تغيير أدوات الحفر الصدمي يمكن استخدامها في الصخور شديدة التجوية والطبقات الصخرية، لكن البيانات لم تقدم طراز المطرقة الصدمية وطاقة الصدم، ولا يتم الاستنتاج حول الكفاءة في الصخور الصلبة؛
• في الطبقات غير المتجانسة مثل الرمل الحصوي وطبقات الردم، لا يزال التحكم في سرعة التقدم يعتمد على حمل الدوران وحالة إخراج الحطام؛
• يجب التأكد أثناء عمليات الدوران العلوي من عدم وجود أشخاص أو مركبات أو خطوط هوائية أو أي تداخل مع آليات أخرى في المحيط، ويُمنع دخول الأشخاص إلى نطاق قضيب الحفر الدوار، وآلية الضغط بالسلسلة، وتأرجح الإطار، والدوران العلوي.

توجد اختلافات في نوع الركيزة، والطبقة الأرضية، وقطر الحفرة، وزاوية التنفيذ، وطريقة التشغيل، وينبغي أن تكون جودة الحفرة النهائية ونتيجة دق الركائز وفقًا لظروف الموقع الفعلية وتصميم أساس المشروع.