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La chiave per migliorare l'efficienza del sistema di montaggio solare

numero Sfoglia:0     Autore:Editor del sito     Pubblica Time: 2025-10-10      Origine:motorizzato

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La chiave per migliorare l'efficienza del sistema di montaggio solare

Guida alla selezione, applicazione e manutenzione delle staffe fotovoltaiche: la chiave per migliorare l'efficienza del sistema fotovoltaico

In un sistema di centrale elettrica fotovoltaica, i supporti fotovoltaici non generano direttamente elettricità, ma fungono da 'spina dorsale invisibile' che determina la stabilità, l'efficienza della generazione di energia e la durata dei moduli fotovoltaici. Non devono solo sopportare il peso dei moduli fotovoltaici, ma anche resistere agli impatti di ambienti esterni complessi come vento, neve, forti venti e differenze di temperatura. Nel frattempo, massimizzano l’assorbimento dell’energia solare ottimizzando l’angolo di installazione. Questo articolo fornisce un'analisi completa delle conoscenze pratiche sulle staffe fotovoltaiche, coprendone i tipi principali, gli scenari adatti, le tecniche di selezione e i suggerimenti per la manutenzione, aiutandoti a scegliere e utilizzare correttamente le staffe fotovoltaiche per garantire un funzionamento stabile ed efficiente a lungo termine del tuo sistema fotovoltaico.

I. Tipi principali di staffe fotovoltaiche: come scegliere materiali e strutture? Evita errori dopo aver compreso questi 3 tipi

Le differenze prestazionali tra le staffe fotovoltaiche derivano principalmente dai materiali e dalla progettazione strutturale. Diversi tipi sono adatti a diversi scenari; la scelta del tipo sbagliato può comportare lo spostamento del modulo, una riduzione dell'efficienza della generazione di energia o persino rischi per la sicurezza. Attualmente, sul mercato sono presenti tre tipi principali di supporti fotovoltaici, ciascuno con chiari confini applicativi:

1. Classificazione per materiale: lega di alluminio, acciaio al carbonio, acciaio inossidabile: bilanciamento dei costi e della resistenza agli agenti atmosferici

(1) Staffe fotovoltaiche in lega di alluminio (prima scelta per sistemi distribuiti su tetto)

  • Caratteristiche principali : Realizzato in lega di alluminio 6063-T5, leggero (circa 2,7 g/cm³), resistente alla corrosione (superficie anodizzata, resistenza alla nebbia salina ≥ 1000 ore) e facile da lavorare (strutture di forma speciale personalizzabili);

  • Vantaggi principali : nessun trattamento anticorrosivo complesso richiesto, facile da installare (sono necessarie solo 2-3 persone per installare un singolo set di staffe), basso carico richiesto sul tetto (carico ≤15 kg per metro quadrato), adatto a scenari distribuiti come tetti piani e tetti inclinati;

  • Note : La resistenza meccanica è leggermente inferiore a quella dell'acciaio al carbonio (resistenza alla trazione ≥260MPa); non raccomandato per scenari di carico elevato in grandi centrali elettriche montate a terra o aree con forti venti (velocità del vento ≥ 30 m/s).

(2) Staffe fotovoltaiche in acciaio al carbonio (montante per grandi centrali elettriche montate a terra)

  • Caratteristiche principali : Realizzato in acciaio al carbonio Q235B, superficie zincata a caldo (spessore dello strato di zinco ≥85μm), elevata resistenza meccanica (resistenza alla trazione ≥375MPa) e forte capacità di carico (una singola staffa può sopportare ≥200 kg);

  • Vantaggi principali : il costo è solo del 60%-70% rispetto alle staffe in lega di alluminio, adatte per scenari di grandi dimensioni e ad alto carico come grandi centrali fotovoltaiche montate a terra e centrali elettriche complementari agri-fotovoltaiche, e possono resistere alla pressione di uno spessore della neve ≤50 cm;

  • Note : È necessaria un'ispezione regolare dello strato zincato (una volta ogni 2-3 anni) per prevenire la ruggine in ambienti umidi (per le zone costiere si consiglia un rivestimento anticorrosivo aggiuntivo).

(3) Staffe fotovoltaiche in acciaio inossidabile (esclusive per scenari speciali resistenti alla corrosione)

  • Caratteristiche principali : Realizzato in acciaio inossidabile 304 o 316, resistente alla nebbia salina e agli acidi e agli alcali (il materiale 316 ha una resistenza alla nebbia salina ≥2000 ore), nessun rischio di distacco del rivestimento;

  • Vantaggi principali : Adatto per ambienti altamente corrosivi come le piane di marea costiere e le aree intorno agli impianti chimici, con una durata di oltre 30 anni (5-8 anni in più rispetto alle staffe in lega di alluminio);

  • Scenari applicativi : Centrali elettriche complementari Fish-PV e centrali elettriche distribuite costiere. Lo svantaggio è il costo elevato (circa 2,5 volte quello delle staffe in acciaio al carbonio), quindi non è consigliato per ambienti non particolari.

2. Classificazione per struttura: fisso vs. tracciamento: compromesso tra efficienza e costi

(1) Staffe FV fisse (scelta economicamente vantaggiosa)

  • Caratteristiche strutturali : angolo di installazione fisso (regolato in base alla latitudine; ad esempio, le aree a 30° di latitudine N sono generalmente impostate su 30°-35°), suddiviso in tipo fisso con tetto inclinato, tipo con tetto piano zavorrato e tipo con palo a terra;

  • Vantaggi principali : struttura semplice (nessun componente di trasmissione meccanica), basso tasso di guasto (tasso di guasto annuo ≤0,5%), basso costo (40%-60% in meno rispetto al tipo con tracciamento) e facile manutenzione;

  • Scenari applicativi : la maggior parte delle centrali elettriche distribuite e delle centrali elettriche montate a terra di piccole e medie dimensioni, particolarmente adatte per aree a bassa latitudine (a sud di 25°N di latitudine) dove la variazione dell'angolo di luce solare è piccola.

(2) Staffe fotovoltaiche di tracciamento (preferite per la produzione di energia ad alta efficienza)

  • Caratteristiche strutturali : Azionato da un motore o da un sistema idraulico, si regola automaticamente in base all'angolo di azimut del sole (diviso in inseguimento ad asse singolo e inseguimento a doppio asse). Il tracciamento ad asse singolo può aumentare la produzione di energia del 15%-20% e il tracciamento a doppio asse del 20%-25%;

  • Vantaggi principali : Massimizza l'assorbimento dell'energia solare, adatto per aree ad alta latitudine (a nord di 40° N di latitudine) e scenari con abbondante luce solare ma grandi cambiamenti nell'angolo della luce solare;

  • Note : Costo elevato, dipendente dall'alimentazione (il consumo energetico giornaliero è di circa 0,5 kWh per set), è necessaria una manutenzione regolare dei componenti meccanici (ispezione del sistema di trasmissione ogni trimestre) e deve essere ripristinato automaticamente all'angolo di resistenza al vento in caso di vento forte (quando la velocità del vento ≥ 18 m/s).

II. 4 scenari di applicazione principali delle staffe fotovoltaiche: soluzioni adatte a diversi scenari

La scelta delle staffe fotovoltaiche deve essere strettamente combinata con l'ambiente di installazione (tetto/terreno, clima, terreno). Applicare ciecamente una 'soluzione universale' può comportare una perdita di efficienza o rischi per la sicurezza. Di seguito sono riportate le strategie adatte per 4 scenari tipici:

1. Centrali elettriche distribuite sui tetti: leggerezza e basso carico sono fondamentali

  • Tetti piani : scegliere staffe zavorrate in lega di alluminio (non è necessaria alcuna foratura, fissate tramite contrappesi per evitare di danneggiare lo strato impermeabile del tetto). L'altezza della staffa deve essere controllata a 0,3-0,5 m (per una facile manutenzione del tetto) e l'angolo deve essere progettato in base all'angolo di inclinazione ottimale locale (ad esempio, 32° per Shanghai);

  • Tetti inclinati (tegole in asfalto/tegole in acciaio colorato) : scegliere staffe a gancio in lega di alluminio (i ganci sono fissati sugli arcarecci del tetto senza penetrare nella superficie del tetto). Il grado di adattamento tra le staffe e il tetto dovrebbe essere ≥90% per evitare una maggiore resistenza al vento dovuta a spazi eccessivi tra i moduli e il tetto.

2. Grandi centrali elettriche a terra: elevata capacità di carico e basso costo sono priorità

  • Aree piane : scegliere staffe tipo palo in acciaio al carbonio (profondità palo 1,2-1,5 m, resistenza al vento ≤ 25 m/s). La spaziatura tra le staffe è di 3-4 m (adatta per moduli da 440 W-550 W) e può essere dotata di sistemi di inseguimento fissi o ad asse singolo (il tipo di inseguimento è preferibile per le aree ad alta latitudine);

  • Aree montuose e collinari : scegliere staffe regolabili in acciaio al carbonio (l'angolo di inclinazione può essere regolato di ±5° in base al terreno) e adottare pali indipendenti (per evitare la deformazione della staffa causata dalle ondulazioni del terreno). I moduli sono disposti lungo le curve di livello (per ridurre la schermatura delle ombre).

3. Centrali elettriche complementari Agro-PV: bilanciamento tra produzione di energia e produzione agricola

  • Requisiti fondamentali : l'altezza della staffa deve soddisfare le esigenze di crescita delle colture (le colture economiche sono alte 1,5-2 m, quindi l'altezza della staffa deve essere ≥ 2,2 m) e la capacità di carico deve accogliere sia i moduli che il passaggio di macchine agricole (una singola staffa può sopportare ≥ 300 kg);

  • Soluzione adatta : scegliere staffe per portale in acciaio al carbonio (portata 5-8 m, comoda per il passaggio di macchine agricole). La superficie deve essere trattata con un trattamento anticorrosivo potenziato (zincatura a caldo + doppio trattamento di rivestimento a spruzzo) per evitare la corrosione da pesticidi e fertilizzanti chimici.

4. Centrali elettriche complementari Fish-PV: la resistenza alla corrosione e la resistenza alle inondazioni sono fondamentali

  • Caratteristiche ambientali : elevata nebbia salina, umidità a lungo termine (umidità della superficie dell'acqua ≥ 85%) e la parte inferiore delle staffe può essere temporaneamente sommersa (il livello dell'acqua aumenta di 0,5-1 m durante le stagioni delle inondazioni);

  • Soluzione adatta : scegliere staffe per pali in acciaio inossidabile 316 (i pali vanno sott'acqua per 1,5-2 m e sono avvolti in cemento per anticorrosione). L'altezza della staffa deve essere ≥ 1,8 m (per evitare l'impatto del riflesso della superficie dell'acqua sull'efficienza del modulo) e la brina salina superficiale deve essere lavata regolarmente con acqua dolce.

III. 3 tecniche chiave per la selezione delle staffe fotovoltaiche: evitare la 'perdita di efficienza' e i 'pericoli per la sicurezza'

La selezione è fondamentale per il rapporto costo-efficacia dei supporti fotovoltaici. Perseguire ciecamente la 'progettazione eccessiva' comporta uno spreco di costi, mentre la 'selezione di specifiche insufficienti' comporta rischi. Padroneggia i seguenti 3 punti per un processo decisionale accurato:

1. Determinare il materiale e la struttura in base alle 'condizioni climatiche'

  • Aree con vento forte (ad esempio, aree costiere, praterie) : scegliere staffe in acciaio al carbonio (resistenza al carico del vento ≥ 0,75 kN/m²). Le staffe fisse necessitano di rinforzi diagonali aggiuntivi (spaziatura ≤2 m) e le staffe di tracciamento necessitano di funzioni resistenti al vento;

  • Aree ad alta umidità/alto sale (ad esempio, aree costiere, piane di marea) : per le staffe in lega di alluminio, scegliere modelli anticorrosione potenziati (spessore dello strato anodizzato ≥ 15μm); le staffe in acciaio al carbonio necessitano di un doppio trattamento anticorrosivo oppure le staffe in acciaio inossidabile possono essere utilizzate direttamente;

  • Aree innevate (ad esempio, Cina nordorientale, Xinjiang) : la capacità di carico delle staffe deve essere progettata in base alla profondità massima della neve locale (ad esempio, per Harbin, calcolata sulla base di una profondità della neve di 0,6 m, carico ≥ 0,5 kN/m²) per evitare che le staffe vengano schiacciate dalla neve.

2. Determinare il tipo di struttura (fissa o a inseguimento) in base alle 'esigenze di produzione di energia'

  • Budget limitato, perseguimento della stabilità : scegliere scaglioni fissi (adatti alla maggior parte degli scenari, con un periodo di recupero dell'investimento più breve di 1-2 anni);

  • Aree ad alta latitudine, grandi cambiamenti nell'angolo della luce solare : scegliere staffe di tracciamento ad asse singolo (ad esempio, la Cina nord-orientale, che può aumentare la produzione di energia di circa il 18%, con un periodo di recupero dell'investimento di 0,5-1 anno più lungo rispetto alle staffe fisse);

  • Scarse risorse di luce solare, perseguimento di un'efficienza estrema : scegliere soluzioni di inseguimento a doppio asse (ad esempio, aree nuvolose come Sichuan e Guizhou, che possono aumentare la produzione di energia di oltre il 22%, ma con costi elevati, adatte per grandi centrali elettriche).

3. Determinare il metodo di fissaggio in base alle 'Condizioni di installazione'

  • Centrali elettriche su tetto (nessuna perforazione consentita) : scegliere staffe zavorrate in lega di alluminio (peso del contrappeso ≥ 1,2 volte il peso dei moduli + staffe per evitare il sollevamento del vento);

  • Centrali elettriche sul tetto (perforazione consentita) : scegliere staffe a gancio in lega di alluminio (i ganci sono incorporati negli arcarecci del tetto a una profondità ≥ 50 mm per garantire un fissaggio saldo);

  • Centrali elettriche montate a terra (terreno solido) : scegliere staffe su palo in acciaio al carbonio (diametro del palo ≥ 150 mm, profondità ≥ 1,2 m);

  • Centrali elettriche montate a terra (fondazione in terreno soffice) : scegliere staffe di fondazione in calcestruzzo in acciaio al carbonio (dimensioni della fondazione ≥600 mm×600 mm×800 mm per migliorare la stabilità).

IV. 3 punti chiave di manutenzione per le staffe fotovoltaiche: prolungare la durata utile e garantire l'efficienza

Le staffe fotovoltaiche sono esposte all'esterno per lungo tempo e il vento, il sole e la pioggia causano facilmente l'invecchiamento e la corrosione dei componenti. Una manutenzione regolare può prolungarne la durata (da 25 a 30 anni) ed evitare danni ai moduli causati da problemi alla staffa. Di seguito sono riportate le principali misure di manutenzione:

1. Ispezione regolare: una volta ogni trimestre, concentrati su 3 tipi di componenti

  • Componenti strutturali : controllare i bulloni di collegamento delle travi delle staffe e dei controventi diagonali (per eventuali allentamenti; la coppia deve essere mantenuta a ≥ 30 N·m) e gli ingranaggi di trasmissione delle staffe di tracciamento (per l'usura; applicare grasso lubrificante una volta ogni sei mesi);

  • Strato anticorrosione : per le staffe in acciaio al carbonio, controllare lo strato zincato (per peeling e ruggine; riparare tempestivamente i punti di ruggine con vernice anticorrosione); per staffe in lega di alluminio verificare lo strato anodizzato (presenza di graffi per evitare infiltrazioni di acqua piovana);

  • Parti della fondazione : Per le staffe a terra, verificare se i pali sono inclinati (angolo di inclinazione ≤1°); per le staffe sul tetto, controllare se i contrappesi sono spostati (per evitare che una zavorra insufficiente provochi il sollevamento del vento).

2. Manutenzione stagionale: risposta a condizioni meteorologiche estreme

  • Prima della stagione delle piogge : pulire l'acqua accumulata sul fondo delle staffe (per evitare la corrosione delle fondamenta causata dall'immersione a lungo termine) e controllare il montaggio tra le staffe del tetto e lo strato impermeabile (per perdite d'acqua; riparare tempestivamente con colla impermeabile);

  • Prima della stagione nevosa : rinforzare le staffe diagonali delle staffe (per aumentare la capacità di carico della neve) ed eseguire il debug della modalità resistente al vento delle staffe di tracciamento (per garantire il ripristino automatico quando la velocità del vento ≥ 18 m/s);

  • Prima dei tifoni/tempeste di polvere : controllare tutti i bulloni di collegamento (serrare nuovamente alla coppia standard) e rimuovere i detriti attorno alle staffe (per evitare che i detriti colpiscano i moduli).

3. Gestione dei guasti: riparare in modo tempestivo per evitare reazioni a catena

  • Bulloni allentati : serrarli alla coppia standard con una chiave dinamometrica (coppia per bulloni della staffa in lega di alluminio: 25-30 N·m; per bulloni della staffa in acciaio al carbonio: 30-35 N·m). Sostituire i bulloni se sono molto allentati (scegliere bulloni in acciaio inossidabile con le stesse specifiche);

  • Strato anticorrosivo danneggiato : per le staffe in acciaio al carbonio, carteggiare i punti di ruggine fino a quando la superficie metallica non è esposta, quindi applicare primer epossidico ricco di zinco + rivestimento superiore (spessore ≥ 80μm);

  • Guasti del sistema di rilevamento : passare immediatamente alla modalità manuale (per evitare che i moduli rimangano in un'angolazione sfavorevole) e contattare il produttore per riparare il sistema di trasmissione (non smontare il motore da soli).

V. Domande frequenti (FAQ): 5 domande comuni sulle staffe PV

  1. D: Qual è la durata delle staffe fotovoltaiche? È compatibile con la durata dei moduli?

R: La durata utile delle staffe in lega di alluminio/acciaio inossidabile è di 25-30 anni, mentre quella delle staffe in acciaio al carbonio (con adeguato trattamento anticorrosione) è di 20-25 anni, tutti compatibili con la durata prevista di 25 anni dei moduli fotovoltaici. Con una corretta manutenzione, la durata delle staffe in acciaio inossidabile può essere estesa fino a oltre 30 anni.
  1. D: L'installazione di staffe fotovoltaiche sul tetto danneggerà lo strato impermeabile?

R: No. Per i tetti piani, scegliere staffe zavorrate (non sono necessarie forature); per tetti inclinati scegliere staffe a gancio (i ganci si fissano sugli arcarecci senza penetrare nello strato impermeabile del tetto). Dopo l'installazione, è possibile applicare una colla impermeabile nel punto di contatto tra le staffe e il tetto per evitare ulteriormente perdite d'acqua.
  1. D: Quanto sono più costosi i bracci fotovoltaici di tracciamento rispetto a quelli fissi? Quanto tempo ci vuole per recuperare il costo?

R: Le staffe di tracciamento ad asse singolo sono del 40%-50% più costose di quelle fisse, mentre quelle a doppio asse sono del 60%-80% più costose. Prendendo come esempio la Cina settentrionale, le centrali elettriche ad inseguimento monoassiale generano il 18% in più di elettricità rispetto a quelle fisse, e il costo aggiuntivo può essere recuperato in circa 5-6 anni; quelli a doppio asse generano il 22% di energia elettrica in più, con un periodo di recupero dei costi di circa 6-7 anni.
  1. D: Le staffe fotovoltaiche in lega di alluminio sono adatte per le aree costiere?

R: Sì, ma è necessario selezionare modelli anticorrosione potenziati (spessore dello strato anodizzato ≥ 15μm o rivestimento aggiuntivo in fluorocarburo). Lavare la brina salina superficiale delle staffe con acqua dolce una volta ogni 2 anni può resistere efficacemente alla corrosione da nebbia salina.
  1. D: Come determinare l'angolo di installazione delle staffe FV? Può essere regolato?

R: L'angolo delle staffe fisse è determinato in base all'angolo di inclinazione ottimale locale (che può essere richiesto tramite un 'calcolatore dell'angolo di inclinazione FV'; ad esempio, l'angolo di inclinazione ottimale per Pechino è 35°) e non può essere regolato dopo l'installazione. Le staffe di tracciamento seguono automaticamente l'angolo del sole senza regolazione manuale, con circa 20-30 regolazioni al giorno.

Conclusione

Le staffe fotovoltaiche sono la 'struttura' di un sistema fotovoltaico. La scelta del tipo giusto e l’esecuzione di una corretta manutenzione garantiscono che i moduli assorbano l’energia solare in modo stabile per lungo tempo e massimizzino i vantaggi della produzione di energia. Che si tratti di sistemi distribuiti su tetto o di grandi centrali elettriche montate a terra, una selezione accurata basata su 'condizioni climatiche, esigenze di generazione di energia e ambiente di installazione' è essenziale per evitare di perseguire ciecamente il 'basso costo' o l''alta configurazione'. Se durante la selezione incontri scenari speciali (come aree montuose complesse o ambienti altamente corrosivi), puoi consultare produttori di staffe professionali per ottenere soluzioni personalizzate, rendendo il tuo investimento fotovoltaico più sicuro ed efficiente.


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