Una guida completa ai sistemi di montaggio solare: dai tipi e dalla selezione alle nuove tendenze di sviluppo del settore
Nell'ondata della trasformazione della struttura energetica globale verso la pulizia e il basso carbonio, la generazione di energia solare è diventata una nuova industria energetica sviluppata da vari paesi a causa dei suoi vantaggi delle risorse rinnovabili e delle emissioni di inquinamento zero. Poiché la struttura di supporto principale del sistema di generazione di energia solare, il sistema di montaggio solare determina direttamente la stabilità dell'installazione, l'efficienza della generazione di energia e la durata di servizio dei moduli fotovoltaici. Questo articolo analizzerà profondamente il componente principale del sistema del pannello solare: il sistema di montaggio della struttura solare, si concentra sull'introduzione delle caratteristiche e delle applicazioni dei componenti chiave come i supporti solari di terra e le staffe di montaggio solare, spiegano i vantaggi del kit del sistema solare in dettaglio, forniscono una selezione scientifica e le linee guida per l'installazione e infine non vedo l'ora della direzione di sviluppo futura della industria.
I. Sistema di montaggio solare: il framework 'carico ' del sistema del pannello solare
Il funzionamento efficiente del sistema del pannello solare è inseparabile da una struttura di supporto stabile. Il sistema di montaggio della struttura solare è il mozzo core che collega i moduli fotovoltaici e la fondazione di installazione. La sua funzione principale è quella di riparare i pannelli solari in una posizione preimpostata (terra, tetto, superficie dell'acqua, ecc.), Accertarsi che i moduli possano ricevere la luce solare all'angolo ottimale e resistere all'impatto di forze naturali come vento, pioggia, neve e terremoti.
Secondo i dati dell'Agenzia internazionale per l'energia (IEA), la capacità fotovoltaica installata globale ha superato 1,5 terawatt nel 2024, tra cui la scala di mercato del sistema di montaggio della struttura solare ha raggiunto 32 miliardi di dollari, rappresentando il 15% -20% del costo totale del sistema di generazione di energia solare. Un sistema di montaggio di alta qualità può non solo aumentare l'efficienza della generazione di energia dei moduli fotovoltaici del 2% -5%, ma anche estendere la durata della servizio del sistema a oltre 25 anni; Al contrario, i supporti inferiori possono causare deformazione e spostamento dei moduli e persino portare a incidenti di sicurezza, con conseguenti enormi perdite economiche.
I componenti principali del sistema di montaggio della struttura solare includono staffe di montaggio solare, binari di guida, connettori, componenti di fondazione, ecc. Tra questi, la staffa di montaggio solare, come componente chiave per fissare direttamente i moduli fotovoltaici, il suo materiale e la progettazione strutturale influenzano direttamente le prestazioni complessive del sistema di montaggio. Al momento, i sistemi di montaggio tradizionale possono essere divisi in tre categorie in base allo scenario di installazione: supporti a terra, supporti per tetti e supporti per la superficie dell'acqua. Tra questi, il supporto solare a terra ha una vasta gamma di applicazioni e installazione flessibile, rappresentando oltre il 60% delle applicazioni nelle centrali fotovoltaiche su larga scala.
Ii. Analisi dei prodotti principali: dai tipi di montaggio ai kit di sistema
(I) Monte del terreno solare: la soluzione preferita per le centrali su larga scala
I supporti per terra solare sono sistemi di montaggio direttamente installati sulle basi del terreno, adatti a aree aperte, terreni agricoli, montagne sterili e altri scenari, in particolare per le centrali fotovoltaiche centralizzate su larga scala. I suoi vantaggi fondamentali si trovano negli angoli di installazione regolabili e nella disposizione flessibile dei moduli, che possono ottimizzare l'angolo di inclinazione in base alla latitudine locale per massimizzare l'uso delle risorse solari.
In termini di forma strutturale, i supporti per terra solare sono principalmente divisi in due tipi: supporti a inclinazione fissa e supporti di tracciamento. I supporti a inclinazione fissa hanno una struttura semplice e un basso costo e i moduli sono installati con un angolo fisso preimpostato, adatto a progetti con budget limitati e terreno piatto; I supporti per il monitoraggio utilizzano un sistema a motore per far ruotare i moduli in tempo reale con l'angolo di azimut del sole e la loro efficienza di generazione di energia è superiore del 15% -20% a quella dei supporti fissi. Tuttavia, hanno costi più elevati e manutenzione complessa e sono principalmente utilizzati in progetti con abbondanti risorse solari e requisiti elevati per l'efficienza della generazione di energia.
In termini di selezione dei materiali, le staffe di montaggio solare di supporti per terra solare sono principalmente realizzate in lega di alluminio, acciaio al carbonio zincato a caldo e acciaio inossidabile. I supporti in lega di alluminio sono leggeri, resistenti alla corrosione e hanno buone prestazioni di elaborazione, rendendoli adatti alle aree umide e piovose; I supporti in acciaio al carbonio zincato a caldo hanno un'alta resistenza e una forte capacità di carico, con costi moderati e sono attualmente i materiali più utilizzati; I supporti in acciaio inossidabile hanno un'eccellente resistenza alla corrosione ma costi elevati e sono principalmente utilizzati nelle aree costiere con elevata spruzzatura salina o progetti in ambienti speciali.
Prendendo come esempio una centrale fotovoltaica centralizzata da 50 MW, questo progetto adotta supporti a terra solare a inclinazione fissa in acciaio al carbonio zincato a caldo. L'angolo di inclinazione dei supporti è impostato a 30 ° in base alla latitudine locale e sono fissati attraverso fondazioni di strisce di cemento. Ciò non solo resiste all'impatto dei tifoni di livello 12 locale, ma raggiunge anche una generazione di energia annuale di 68 milioni di kWh, generando 3 milioni di kWh in più rispetto al tradizionale sistema di montaggio.
(Ii) Staffa di montaggio solare: il 'Connection Core ' del sistema di montaggio
Le staffe di montaggio solare sono componenti nel sistema di montaggio solare che fissano direttamente i moduli fotovoltaici. Secondo le loro funzioni, possono essere divisi in morsetti laterali, morsetti centrali, staffe regolabili, ecc. I morsetti laterali sono usati per riparare le posizioni del bordo dei moduli, i morsetti medi vengono utilizzati per collegare due moduli adiacenti e le staffe regolabili vengono utilizzate a fini bene.
Le staffe di montaggio solare di alta qualità devono soddisfare tre requisiti: in primo luogo, soddisfare gli standard di resistenza per sopportare il peso di moduli, carichi di vento e neve e forze sismiche; In secondo luogo, forte compatibilità per adattarsi ai moduli fotovoltaici di dimensioni e spessori diversi; In terzo luogo, la resistenza alla corrosione e la durata e il processo di trattamento superficiale devono soddisfare i requisiti di uso esterno a lungo termine. Allo stato attuale, i metodi di trattamento della superficie tradizionale includono zincatura a caldo, anodizzante e rivestimento in polvere. Tra questi, la durata della resistenza alla corrosione delle staffe di acciaio al carbonio zincato a caldo può raggiungere più di 20 anni e la superficie delle staffe in lega di alluminio anodizzate ha una maggiore durezza e non è facile da grattare.
In applicazioni pratiche, la selezione di staffe di montaggio solare deve abbinare le specifiche del modulo e gli scenari di installazione. Ad esempio, durante l'installazione di moduli fotovoltaici (182 mm, 210 mm), è necessario selezionare morsetti medi più spessi con una maggiore capacità di carico; Negli scenari di installazione del tetto, i morsetti laterali in lega di alluminio leggeri dovrebbero essere utilizzati per ridurre la pressione di carico sul tetto.
(Iii) Kit di sistema del pannello solare: una scelta conveniente per i progetti su piccola scala
Il kit di sistemi di pannelli solari è un set completo di sistemi che integrano pannelli solari, sistemi di montaggio della struttura solare, inverter, cavi e altri componenti, appositamente progettati per progetti fotovoltaici distribuiti come famiglie e piccoli 工商业. Il suo più grande vantaggio è l'approvvigionamento unico e l'installazione infallibile ', che elimina la necessità per gli utenti di abbinare i componenti da soli e riduce notevolmente la difficoltà di selezione e installazione.
Un kit di sistema a pannelli solari standard di solito include: 2-20 moduli fotovoltaici (potenza 200w-400 W per modulo), parentesi di montaggio solare abbinate (tetto o tipo di terra), 1 inverter, cavi e connettori, strumenti di installazione, ecc. Secondo diversi scenari di installazione, possono essere divise in due categorie: kit del tetto e kit di terra. I kit di tetto adottano supporti leggeri, che sono fissati sulla struttura del carico del tetto attraverso bulloni di espansione senza danneggiare lo strato impermeabile del tetto; I kit di terra includono semplici supporti per terra solare, adatti a siti di piccole area come cortili familiari e balconi.
Prendendo un progetto fotovoltaico domestico come esempio, scegliendo un kit di sistema a pannelli solari da 5 kW, che include 12 moduli fotovoltaici da 410W, i supporti per il tetto in lega di alluminio, un inverter da 5 kW e una serie completa di accessori, il ciclo di installazione richiede solo 2-3 giorni, risparmiando il 50% del costo del tempo rispetto all'installazione di componenti separatamente. Allo stesso tempo, i kit forniti dai produttori di marchi sono stati sottoposti a test di compatibilità, con conseguente maggiore corrispondenza del sistema e un'efficienza di potenza superiore del 3% -5% rispetto ai sistemi autoportanti.
(Iv) Sistema di montaggio della struttura solare: una soluzione complessiva per l'adattamento a fenario completo
Il sistema di montaggio della struttura solare è una soluzione complessiva che copre la progettazione, la produzione e l'installazione del montaggio. Secondo diversi scenari di installazione, la forma strutturale può essere ottimizzata di conseguenza. Oltre ai sistemi di terra e tetto tradizionali, include anche tipi speciali come sistemi di montaggio della superficie dell'acqua, sistemi di montaggio agrivoltaico e sistemi di montaggio BIPV (fotovoltaici integrati per l'edificio).
Il sistema di montaggio della superficie dell'acqua è installato in aree idriche come laghi e serbatoi, e i pannelli e i supporti solari sono supportati da corpi galleggianti, che non occupano risorse terrestri e possono ridurre l'evaporazione dell'acqua, rendendolo adatto alle aree con risorse di terra strette; Il sistema di montaggio agrivoltaico adotta un design di alto livello e le colture possono essere piantate sotto i supporti, realizzando un modello agricolo tridimensionale di 'generazione di energia in cima e agricoltura sul fondo ' e migliorando il tasso di utilizzo completo della terra; Il sistema di montaggio BIPV è integrato con la facciata e la struttura del tetto dell'edificio, fungendo sia da materiale da costruzione che da sistema di generazione di energia, combinando estetica e praticità.
Ad esempio, una centrale di alimentazione fotovoltaica 'Agrivoltaic ' adotta un sistema di montaggio della struttura solare con un'altezza di 3 metri. Le verdure e i materiali medicinali cinesi sono piantati sotto i supporti, raggiungendo una generazione di energia annuale di 120 milioni di kWh mentre guidano l'aumento del reddito degli agricoltori circostanti, realizzando una situazione vantaggiosa di benefici economici e sociali.
Iii. Selezione e installazione scientifica: la chiave per migliorare le prestazioni del sistema
(I) Guida per la selezione dei sistemi di montaggio della struttura solare
Selezionare in base alla scala del progetto: per le centrali centralizzate su larga scala, sono preferiti i supporti per terra solare (tracciamento o inclinazione fissa), combinati con supporti in acciaio al carbonio zincato a caldo per bilanciare i costi e le prestazioni; Per i progetti domestici distribuiti, si consigliano kit di sistemi di pannelli solari per semplificare il processo di installazione; Per piccoli progetti 工商业, possono essere selezionati supporti per tetti o piccoli supporti a terra in base alle condizioni del tetto.
Selezionare in base all'ambiente di installazione: nelle aree costiere, devono essere selezionati i supporti in lega di alluminio anodizzati, dotati di staffe di montaggio solare con resistenza al vento elevato; Nelle aree nevose, i supporti ad alta resistenza dovrebbero essere selezionati per garantire che possano sopportare il carico di neve; Per l'installazione del tetto, è necessario prendere in considerazione la capacità di carico del tetto e si dovrebbe preferire i supporti in lega di alluminio leggeri.
Selezionare in base alle condizioni di illuminazione: in aree con abbondanti risorse solari, è possibile selezionare il monitoraggio dei supporti per terra solare per massimizzare i benefici per la generazione di energia; Nelle aree con condizioni di illuminazione generali, i supporti a inclinazione fissa sono sufficienti per ridurre i costi.
(Ii) punti di installazione e precauzioni
Costruzione della fondazione: per la fondazione di supporti per terra solare, fondazioni in cemento, basi a spirale o basi di pila prefabbricate devono essere selezionati in base alle condizioni geologiche per garantire che la fondazione sia ferma ed evita un insediamento; Prima di installare i supporti del tetto, la capacità di carico del tetto deve essere controllata e lo strato impermeabile dovrebbe essere ben protetto per prevenire la perdita d'acqua.
Monte Assemblaggio: assemblare le staffe di montaggio solare e le rotaie di guida in base ai disegni di progettazione per garantire che i connettori siano stretti e che l'errore sia controllato entro ± 2 mm; I morsetti speciali dovrebbero essere utilizzati durante l'installazione di moduli e la forza dovrebbe essere moderata per evitare di schiacciare il vetro del modulo o deformare il telaio in alluminio.
Regolazione dell'angolo: per i supporti a inclinazione fissa, l'angolo di inclinazione deve essere regolato accuratamente in base alla latitudine locale (generalmente latitudine ± 5 °); Per i supporti di monitoraggio, il sistema a motore deve essere eseguito il debug per garantire l'accuratezza del monitoraggio; Dopo l'installazione, la planarità dei moduli deve essere verificata per evitare di influenzare l'efficienza della generazione di energia a causa dell'inclinazione irregolare.
Post-manutenzione: controllare regolarmente la tenuta delle staffe di montaggio solare e sostituire le parti arrugginite o danneggiate in modo tempestivo; Per il monitoraggio dei supporti, lubrificare regolarmente il motore e pulire i detriti sui binari di guida per garantire un funzionamento regolare.
IV. Tendenze di sviluppo del settore del sistema di montaggio solare
(I) Aggiornamento tecnologico: sviluppo parallelo di intelligenza e leggero
Con lo sviluppo di moduli fotovoltaici verso grandi dimensioni e alta potenza, il sistema di montaggio si sta aggiornando verso l'intelligenza e il leggero. Da un lato, i sistemi di montaggio intelligenti integrano sensori e moduli IoT, che possono monitorare i dati come la velocità del vento, l'intensità della luce e la temperatura del modulo in tempo reale e regolare automaticamente l'angolo di montaggio per ottimizzare l'efficienza della generazione di energia; D'altra parte, l'applicazione di nuovi materiali come compositi in fibra di carbonio e leghe di alluminio ad alta resistenza riduce il peso del supporto di oltre il 30% mantenendo prestazioni ad alta resistenza.
Ad esempio, un'impresa ha lanciato un supporto per terra solare intelligente che utilizza algoritmi di intelligenza artificiale per prevedere la traiettoria del sole e regolare in anticipo l'angolo del modulo, aumentando l'efficienza della generazione di energia di un ulteriore 5% rispetto ai tradizionali supporti di tracciamento; Le staffe di montaggio solare realizzate con materiali in fibra di carbonio hanno un peso solo 1/4 di quello dell'acciaio al carbonio, ma la capacità di portamento del carico è aumentata del 20%.
(Ii) Sviluppo verde: materiali di protezione ambientale e riciclaggio
Spinto dall'obiettivo 'Dual Carbon ', l'industria ha requisiti sempre più elevati per la protezione ambientale dei sistemi di montaggio. Da un lato, la percentuale di applicazione di materiali ecologici come le leghe di alluminio riciclate e l'acciaio al carbonio riciclabile è in costante aumento; D'altra parte, il design modulare è diventato una tendenza e il sistema di montaggio può essere smontano e riciclato per ridurre i rifiuti delle risorse. Inoltre, i processi verdi sono promossi nel processo di produzione per ridurre il consumo di energia e le emissioni di inquinanti, come la sostituzione di processi tradizionali di galvanizzazione con tecnologia di passione senza cromo per ridurre l'inquinamento da metalli pesanti.
(Iii) Integrazione integrata: integrazione con lo stoccaggio di energia e le reti intelligenti
In futuro, il sistema di montaggio della struttura solare non sarà più una singola struttura di supporto, ma una piattaforma energetica completa profondamente integrata con i sistemi di accumulo di energia e le reti intelligenti. Ad esempio, le batterie di accumulo di energia sono integrate nella fondazione Mount per realizzare lo stoccaggio di energia elettrica; Attraverso il modulo di comunicazione wireless sul monte, i dati sulla generazione di energia vengono trasmessi al centro di spedizione della griglia intelligente in tempo reale per realizzare la rasatura di picco, il riempimento della valle e l'alimentazione su richiesta.
(Iv) Modello di mercato: domanda esplosiva nei mercati emergenti
Con l'industria fotovoltaica globale che si sposta nei mercati emergenti, la domanda di sistemi di montaggio della struttura solare nel sud -est asiatico, in Africa, in Sud America e in altre regioni sta crescendo rapidamente. La maggior parte di queste regioni ha climi tropicali e subtropicali, che hanno requisiti più elevati per la resistenza alla corrosione e la resistenza al carico del vento dei supporti. Allo stesso tempo, preferiscono supporti per terra solare a inclinazione fissa e kit di sistemi di pannelli solari con costi più bassi. Le imprese domestiche, basandosi sui vantaggi di una catena industriale completa, stanno accelerando il loro layout nei mercati emergenti e promuovendo lo sviluppo internazionale dei sistemi di montaggio.
V. Conclusione
Come supporto principale del sistema del pannello solare, le prestazioni del sistema di montaggio della struttura solare sono direttamente correlate ai benefici e alla sicurezza dei progetti di generazione di energia solare. I supporti per terra solare sono diventati la scelta mainstream per le centrali elettriche su larga scala a causa della loro adattabilità flessibile; Le staffe di montaggio solare, come componenti chiave, determinano la stabilità dei supporti; I kit di sistemi di pannelli solari forniscono soluzioni convenienti per progetti su piccola scala. Nelle applicazioni pratiche, la selezione scientifica e l'installazione standardizzate sono le chiavi per esercitare le prestazioni del sistema di montaggio e prestare attenzione alle tendenze del settore dell'intelligenza, del gremarizzazione e dell'integrazione aiuteranno a capire la direzione fondamentale dello sviluppo industriale.
In futuro, con la continua innovazione della tecnologia e il potenziamento della domanda di mercato, il sistema di montaggio solare si svilupperà verso una maggiore efficienza, una maggiore protezione ambientale e una maggiore intelligenza, fornendo un solido supporto per lo sviluppo sostenibile dell'industria solare globale. Che si tratti di grandi imprese energetiche o utenti familiari ordinari, scegliere un sistema di montaggio solare di alta qualità è una scelta saggia per realizzare l'uso dell'energia pulita e ridurre i costi energetici.
