Introduzione
Con la rapida crescita del nuovo settore energetico negli ultimi anni, le risorse terrestri per gli impianti fotovoltaici sono diventate sempre più scarse. Per massimizzare l’utilizzo efficiente dei sistemi fotovoltaici in vari scenari applicativi, il sistema di montaggio fotovoltaico flessibile è emerso come una soluzione innovativa.
Principio di funzionamento
Il principio fondamentale dei supporti flessibili fotovoltaici risiede nella costruzione di un "sistema di equilibrio della tensione", ottenendo un supporto stabile attraverso la tensione di precompressione e la struttura spaziale della rete di cavi. Il suo processo di lavoro può essere riassunto in tre punti:
- Fissaggio della fondazione: pali di cemento o colonne con struttura in acciaio sono installati su entrambe le estremità dell'area di costruzione come punti finali fissi del sistema di tensione. In alcuni scenari complessi, vengono aggiunte aste di ancoraggio e tiranti per migliorare l'effetto di ancoraggio.
- Costruzione a tensione: trefoli di acciaio ad alta resistenza- e altri materiali flessibili vengono tesi e fissati tra i punti finali. La precompressione viene applicata attraverso un processo di tensionamento graduale per formare una struttura portante stabile-, con la deviazione della tensione rigorosamente controllata entro un valore inferiore o uguale al 5%.
- Installazione dei moduli: i moduli fotovoltaici vengono fissati sui cavi-portanti tramite morsetti speciali per formare un array integrale. La struttura della rete di cavi può deformarsi leggermente con i cambiamenti ambientali (come espansione e contrazione della temperatura, impatto del vento), disperdendo lo stress mantenendo la posizione stabile dei moduli per evitare danni strutturali.
Questo design rompe i limiti-di carico dei supporti rigidi, ottenendo l'effetto di "flessibilità con rigidità". Può assorbire l'energia del carico esterno attraverso la deformazione flessibile e mantenere la stabilità complessiva attraverso il bloccaggio della precompressione, con conseguente migliore resistenza al rischio in ambienti estremi.
Elementi tecnici chiave
1.Selezione del materiale principale
I materiali sono il fondamento delle prestazioni di supporto flessibili, che richiedono un equilibrio tra robustezza, resistenza agli agenti atmosferici e proprietà di leggerezza. I cavi-portanti adottano per lo più trefoli di acciaio zincato di grado 1860 MPa o trefoli di acciaio riempito con resina epossidica-i primi offrono controllo dei costi, mentre i secondi forniscono un'eccellente resistenza alla corrosione per ambienti ad alta-nebbia salina e ad alta-umidità. I morsetti dei moduli sono realizzati in polimeri-resistenti agli agenti atmosferici o in acciaio inossidabile 316 per garantire l'assenza di invecchiamento o crepe durante l'uso a lungo-termine. Il sistema di ancoraggio seleziona barre di ancoraggio per armature nervate (per scenari terrestri convenzionali) o tiranti compositi in fibra di basalto (per scenari offshore ad alta-corrosione) in base all'applicazione, bilanciando resistenza e resistenza alla corrosione.
2. Tecnologia di controllo della precompressione
La precompressione è la garanzia principale della stabilità del supporto, che richiede una progettazione e una costruzione precise. Viene adottato un processo di tensionamento graduale per applicare gradualmente la tensione in più fasi, bilanciando dinamicamente lo stress della rete di cavi ed evitando il rilassamento o la frattura del cavo causato dalla concentrazione locale dello stress. Nel frattempo, vengono utilizzate apparecchiature professionali per monitorare la tensione del cavo in tempo reale-, con regolazioni dinamiche basate sui cambiamenti della temperatura ambiente per garantire che la deviazione della tensione non superi la soglia di progettazione durante tutto il ciclo di vita e mantenga la forma geometrica stabile del supporto.
3.Progettazione della resistenza al vento e dell'ottimizzazione strutturale
Per affrontare le sfide del carico del vento in diversi ambienti, i supporti flessibili adottano un design composito di "rete di cavi spaziale + sistema di resistenza al vento". I cavi principali sostengono il carico principale nella direzione est-ovest, mentre i cavi flessibili interfilari resistenti al vento-e le capriate trasversali vengono aggiunti nella direzione nord-sud per formare un sistema di equilibrio delle sollecitazioni tridimensionale. Verificato dai test in galleria del vento (la velocità del vento di prova generalmente supera i 46 m/s), l'ottimizzazione delle caratteristiche di smorzamento della rete di cavi può resistere efficacemente ai tifoni o alle forti raffiche di magnitudo 12-17, evitando collisioni dei moduli e microfessure. Inoltre, il design ad ampia campata riduce il numero di pali (l’utilizzo dei pali per MW può essere ridotto da 329 a 64), minimizzando i danni al terreno e i costi di costruzione.
4.Tecnologia del sistema di ancoraggio
Il sistema di ancoraggio è la chiave della trasmissione della tensione, incidendo direttamente sulla sicurezza complessiva del supporto. Tra i prodotti per barre di ancoraggio, le barre di ancoraggio in acciaio HPB300 hanno un basso allungamento e un'installazione conveniente, adatte per ambienti asciutti. I trefoli in acciaio zincato non legato per stralli sono preferiti per progetti offshore e costieri grazie alla loro eccellente resistenza alla corrosione. La tecnologia chiave risiede nel trattamento anticorrosivo sigillato-di ancoraggi e cavi, che garantisce l'assenza di perdite o corrosione in ambienti ad alta-umidità e alta-nebbia salina e prolungando la durata di servizio.
Scenari applicativi
1. Aree complesse montane e collinari
I supporti flessibili possono adattarsi a terreni con pendenze superiori a 40 gradi. Grazie al layout che segue la pendenza-e alla disposizione flessibile, si ottiene la copertura completa del modulo senza un esteso livellamento del terreno. Nel progetto della contea di Huaneng Qin nello Shanxi, i supporti vengono regolati in base all'ondulazione del fianco della collina, migliorando significativamente la densità di disposizione dei pannelli per unità di area. Il progetto Lanzhou Honggu nel Gansu riduce l'ingegneria delle fondazioni attraverso una progettazione di ampie-campate, massimizzando la protezione delle fragili morfologie ecologiche.
Scenari di integrazione "PV+".
PV+Agricoltura: con una campata di 33 metri e un'altezza libera di 5,5 metri, può essere eretto sopra terreni agricoli, frutteti e serre di funghi. Il progetto Huadian Yichuan nello Shaanxi realizza il coordinamento di "PV+mela", mantenendo la trasmissione luminosa della mela superiore al 70% e garantendo il duplice miglioramento della produzione agricola e dei benefici della produzione di energia.
PV+Fishery: adatto per scenari di stagni ittici costieri e interni, il design resistente ai tifoni-e la disposizione con un'elevata altezza libera non solo garantiscono la sicurezza degli impianti fotovoltaici ma non influiscono anche sulle operazioni di pesca. Il progetto di pesca Wenchang da 100 MW PV- ad Hainan ha ottenuto "danni pari a zero" durante i tifoni di magnitudo 17, mentre il progetto Qingyuan nel Guangdong ha ridotto l'evaporazione dell'acqua negli stagni dei pesci.
PV+Pianta medicinale: il progetto Yimen nello Yunnan ha eretto supporti sopra le aree di piantagione di erbe medicinali cinesi, realizzando la "generazione di energia sui pannelli e piantando sotto i pannelli" e promuovendo l'-integrazione profonda di nuova energia e agricoltura caratteristica.
3. Aree Ecologicamente Sensibili e Speciali
In aree ecologicamente fragili come i deserti e l'altopiano del Loess, i supporti flessibili riducono lo scavo dei pali e i danni alla superficie. Il micro-ambiente formato sotto i pannelli fotovoltaici riduce l'evaporazione dell'acqua e protegge la crescita della vegetazione. In scenari come aree di servizio e piste autostradali, il design della campata da 15-35 metri- può adattarsi a spazi come parcheggi e stazioni di ricarica e di scambio, contribuendo a costruire "aree di servizio a zero emissioni di carbonio".
Tendenze del settore e stato del mercato
1. Crescita sostenuta del mercato Il settore globale dei supporti flessibili per il fotovoltaico sta attraversando un periodo di rapido sviluppo. Si prevede che il valore della produzione totale raggiungerà un tasso di crescita annuale composto (CAGR) dell’8,2% dal 2025 al 2031, superando i 5,796 miliardi di dollari entro il 2031. Essendo un importante mercato di produzione e applicazione, la domanda di mercato della Cina continua ad espandersi guidata dallo sviluppo montuoso del fotovoltaico e dalle politiche “PV+”, con la quota di mercato delle imprese leader in graduale aumento.
2.Direzioni dell'innovazione tecnologica
- Integrazione di flessibilità e tracciamento: combinazione della tecnologia di tracciamento intelligente con supporti flessibili per ottenere un tracciamento solare di ±60 gradi. Il progetto Kubuqi nella Mongolia Interna ha aumentato la produzione annua di energia del 12,3% rispetto alle strutture fisse, adattandosi al meccanismo del "prezzo dell'elettricità di picco-valle" per migliorare i benefici.
- Aggiornamento intelligente: ottimizzazione del controllo della tensione e delle strategie di tracciamento tramite algoritmi AI per migliorare l'adattabilità in condizioni meteorologiche estreme e ridurre i costi operativi e di manutenzione.
- Iterazione dei materiali: adozione di rivestimenti in zinco-alluminio-magnesio, materiali compositi in basalto, ecc., per ridurre ulteriormente l'utilizzo dell'acciaio, migliorare la resistenza alla corrosione e prolungare la durata dei supporti.
3.Layout dei principali produttori Attualmente, il mercato forma un modello competitivo con la partecipazione di imprese cinesi e straniere. I produttori internazionali includono Schletter Group ed ESDEC, mentre le aziende leader nazionali includono Longi Green Energy Technology, Trina Solar e Arctech Solar. Tra questi, Longi Green Energy Technology detiene una posizione di leadership nei progetti fotovoltaici-di pesca e di montagna con la sua tecnologia resistente ai tifoni-e soluzioni multi-scenario.
Conclusione
Con la logica fondamentale di "struttura flessibile + equilibrio di tensione", i supporti flessibili fotovoltaici rompono le limitazioni dei tradizionali supporti fotovoltaici su terreno e spazio, realizzando i molteplici valori di "sicurezza e affidabilità, riduzione dei costi, miglioramento dell'efficienza e rispetto ecologico". Le loro caratteristiche di ampio respiro, ampio margine e forte adattabilità non solo ampliano i confini delle applicazioni fotovoltaiche, ma promuovono anche l'integrazione approfondita della nuova energia con l'agricoltura, la pesca e la protezione ecologica, diventando una tecnologia di supporto fondamentale nel contesto della transizione energetica.
Con l'iterazione della tecnologia dei materiali e l'aggiornamento intelligente, i supporti flessibili svolgeranno un ruolo maggiore in campi come lo sviluppo del "deserto, del Gobi e del deserto", il fotovoltaico offshore e il rinnovamento dei progetti esistenti, imprimendo uno slancio sostenuto allo sviluppo di alta-qualità del settore fotovoltaico. In futuro, i modelli applicativi diversificati incentrati su supporti flessibili libereranno ulteriormente il valore del terreno, contribuendo a raggiungere lo sviluppo coordinato dell’energia e dell’ecologia nell’ambito degli obiettivi “dual carbon”.
Parola chiave
Sistema di montaggio fotovoltaico flessibile, tensionamento di precompressione, scenari di integrazione "PV+", fotovoltaico+pesca, fotovoltaico+piante medicinali, futuro solare flessibile in Europa, differenze tra i sistemi di montaggio con inclinazione fissa e inseguitori per il solare