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A chave para aumentar a eficiência do sistema de montagem solar

Número Browse:0     Autor:editor do site     Publicar Time: 2025-10-10      Origem:alimentado

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A chave para aumentar a eficiência do sistema de montagem solar

Guia de seleção, aplicação e manutenção de suporte fotovoltaico: a chave para aumentar a eficiência do sistema fotovoltaico

Em um sistema de usina fotovoltaica (FV), os suportes FV não geram eletricidade diretamente, mas servem como a “espinha dorsal invisível” que determina a estabilidade, a eficiência de geração de energia e a vida útil dos módulos FV. Eles não devem apenas suportar o peso dos módulos fotovoltaicos, mas também suportar os impactos de ambientes externos complexos, como vento, neve, ventos fortes e diferenças de temperatura. Entretanto, maximizam a absorção de energia solar, otimizando o ângulo de instalação. Este artigo fornece uma análise abrangente do conhecimento prático sobre suportes fotovoltaicos, cobrindo seus tipos de núcleo, cenários adequados, técnicas de seleção e dicas de manutenção, ajudando você a escolher e usar os suportes fotovoltaicos corretamente para garantir uma operação estável e eficiente a longo prazo do seu sistema fotovoltaico.

I. Tipos principais de suportes fotovoltaicos: como escolher materiais e estruturas? Evite erros depois de compreender esses 3 tipos

As diferenças de desempenho entre os suportes fotovoltaicos decorrem principalmente de seus materiais e projetos estruturais. Diferentes tipos são adequados para diferentes cenários; escolher o tipo errado pode levar ao deslocamento do módulo, redução da eficiência da geração de energia ou até mesmo riscos à segurança. Atualmente, existem três tipos principais de suportes fotovoltaicos no mercado, cada um com limites de aplicação claros:

1. Classificação por Material: Liga de Alumínio, Aço Carbono, Aço Inoxidável – Equilibrando Custo e Resistência às Intempéries

(1) Suportes fotovoltaicos de liga de alumínio (primeira escolha para sistemas distribuídos em telhados)

  • Características principais : Feito de liga de alumínio 6063-T5, leve (aproximadamente 2,7g/cm³), resistente à corrosão (superfície anodizada, resistência à névoa salina ≥1000 horas) e fácil de processar (estruturas personalizáveis ​​de formato especial);

  • Vantagens principais : Não é necessário tratamento anticorrosivo complexo, fácil de instalar (apenas 2-3 pessoas são necessárias para instalar um único conjunto de suportes), baixa exigência de carga no telhado (carga ≤15kg por metro quadrado), adequado para cenários distribuídos, como telhados planos e telhados inclinados;

  • Notas : A resistência mecânica é ligeiramente inferior à do aço carbono (resistência à tração ≥260MPa); não recomendado para cenários de alta carga em grandes usinas terrestres ou áreas com ventos fortes (velocidade do vento ≥30m/s).

(2) Suportes fotovoltaicos de aço carbono (principal para grandes usinas de energia montadas no solo)

  • Características principais : Feito de aço carbono Q235B, superfície galvanizada por imersão a quente (espessura da camada de zinco ≥85μm), alta resistência mecânica (resistência à tração ≥375MPa) e forte capacidade de carga (um único suporte pode suportar ≥200kg);

  • Principais vantagens : O custo é de apenas 60% -70% dos suportes de liga de alumínio, adequados para cenários de grande extensão e alta carga, como grandes usinas fotovoltaicas montadas no solo e usinas de energia complementares agro-PV, e podem suportar a pressão da espessura da neve ≤50cm;

  • Notas : É necessária uma inspeção regular da camada galvanizada (uma vez a cada 2-3 anos) para evitar ferrugem em ambientes úmidos (recomenda-se revestimento anticorrosivo adicional para áreas costeiras).

(3) Suportes fotovoltaicos de aço inoxidável (exclusivos para cenários especiais resistentes à corrosão)

  • Características principais : Feito de aço inoxidável 304 ou 316, resistente à névoa salina e ácido-álcali (o material 316 tem resistência à névoa salina ≥2.000 horas), sem risco de descascamento do revestimento;

  • Vantagens principais : Adequado para ambientes altamente corrosivos, como planícies costeiras e áreas ao redor de fábricas de produtos químicos, com uma vida útil de mais de 30 anos (5-8 anos a mais que os suportes de liga de alumínio);

  • Cenários de aplicação : Usinas complementares Fish-PV e usinas costeiras distribuídas. A desvantagem é o alto custo (aproximadamente 2,5 vezes o dos braquetes de aço carbono), por isso não é recomendado para ambientes não especiais.

2. Classificação por Estrutura: Fixo vs. Rastreamento – Trade-Off entre Eficiência e Custo

(1) Suportes fotovoltaicos fixos (escolha econômica)

  • Características estruturais : Ângulo de instalação fixo (ajustado de acordo com a latitude; por exemplo, áreas na latitude 30°N são geralmente definidas para 30°-35°), dividido em tipo fixo de telhado inclinado, tipo de telhado plano com lastro e tipo de estaca de solo;

  • Vantagens principais : Estrutura simples (sem componentes de transmissão mecânica), baixa taxa de falhas (taxa de falhas anual ≤0,5%), baixo custo (40%-60% menor que o tipo de rastreamento) e fácil manutenção;

  • Cenários de aplicação : A maioria das usinas distribuídas e usinas terrestres de pequeno a médio porte, especialmente adequadas para áreas de baixa latitude (ao sul da latitude 25°N) onde a mudança no ângulo da luz solar é pequena.

(2) Suportes fotovoltaicos de rastreamento (preferencial para geração de energia de alta eficiência)

  • Características estruturais : Acionado por motor ou sistema hidráulico, ajusta-se automaticamente ao ângulo de azimute do sol (dividido em rastreamento de eixo único e rastreamento de eixo duplo). O rastreamento de eixo único pode aumentar a geração de energia em 15% a 20% e o rastreamento de eixo duplo em 20% a 25%;

  • Vantagens principais : Maximiza a absorção de energia solar, adequada para áreas de alta latitude (ao norte da latitude 40°N) e cenários com luz solar abundante, mas grandes mudanças no ângulo da luz solar;

  • Notas : Alto custo, dependente da fonte de alimentação (o consumo diário de energia é de aproximadamente 0,5 kWh por conjunto), é necessária manutenção regular dos componentes mecânicos (inspeção do sistema de transmissão trimestralmente) e precisa ser redefinido automaticamente para o ângulo resistente ao vento em ventos fortes (quando a velocidade do vento ≥18m/s).

II. 4 principais cenários de aplicação de suportes fotovoltaicos: soluções adequadas para diferentes cenários

A seleção de suportes fotovoltaicos deve ser estreitamente combinada com o ambiente de instalação (telhado/solo, clima, terreno). A aplicação cega de uma “solução universal” pode levar à perda de eficiência ou a riscos de segurança. Abaixo estão estratégias adequadas para 4 cenários típicos:

1. Usinas elétricas distribuídas em telhados: leveza e baixa carga são fundamentais

  • Telhados Planos : Escolha suportes com lastro em liga de alumínio (sem necessidade de perfuração, fixados por contrapesos para não danificar a camada impermeável do telhado). A altura do suporte deve ser controlada em 0,3-0,5 m (para facilitar a manutenção do telhado), e o ângulo deve ser projetado de acordo com o ângulo de inclinação ideal local (por exemplo, 32° para Xangai);

  • Telhados Inclinados (Telhas Asfálticas/Telhas de Aço Coloridas) : Escolha suportes do tipo gancho em liga de alumínio (os ganchos são fixados nas terças do telhado sem penetrar na superfície do telhado). O grau de encaixe entre os suportes e a cobertura deve ser ≥90% para evitar aumento da resistência ao vento devido a vãos excessivos entre os módulos e a cobertura.

2. Grandes usinas terrestres: alta capacidade de carga e baixo custo são prioridades

  • Áreas planas : Escolha suportes tipo estaca de aço carbono (profundidade da estaca 1,2-1,5m, resistência ao vento ≤25m/s). O espaçamento entre suportes é de 3-4m (adequado para módulos de 440W-550W) e pode ser equipado com sistemas de rastreamento fixo ou de eixo único (o tipo de rastreamento é preferido para áreas de alta latitude);

  • Áreas montanhosas e montanhosas : Escolha suportes ajustáveis ​​em aço carbono (o ângulo de inclinação pode ser ajustado em ±5° de acordo com o terreno) e adote estacas independentes (para evitar a deformação do suporte causada pelas ondulações do terreno). Os módulos são organizados ao longo de linhas de contorno (para reduzir a proteção contra sombras).

3. Usinas Complementares Agro-PV: Equilibrando Geração de Energia e Produção Agrícola

  • Requisitos básicos : A altura do suporte deve atender às necessidades de crescimento das culturas (as culturas econômicas têm 1,5-2m de altura, portanto a altura do suporte deve ser ≥2,2m), e a capacidade de carga deve acomodar ambos os módulos e a passagem de máquinas agrícolas (um único suporte pode suportar ≥300kg);

  • Solução adequada : Escolha suportes de portal de aço carbono (vão de 5 a 8 m, conveniente para a passagem de máquinas agrícolas). A superfície deve ser tratada com anticorrosão aprimorada (galvanização por imersão a quente + tratamento duplo de revestimento por spray) para evitar corrosão por pesticidas e fertilizantes químicos.

4. Usinas Complementares Fish-PV: Resistência à corrosão e resistência a inundações são fundamentais

  • Características Ambientais : Alta névoa salina, umidade de longo prazo (umidade da superfície da água ≥85%) e a parte inferior dos colchetes pode ficar temporariamente submersa (o nível da água sobe 0,5-1m durante as estações de cheia);

  • Solução adequada : Escolha suportes tipo estaca de aço inoxidável 316 (as estacas ficam 1,5-2m debaixo d'água e são envolvidas em concreto para anticorrosão). A altura do suporte deve ser ≥1,8 m (para evitar o impacto da reflexão da superfície da água na eficiência do módulo), e a geada salgada da superfície deve ser lavada regularmente com água doce.

III. 3 técnicas principais para seleção de suporte fotovoltaico: evite 'perda de eficiência' e 'riscos de segurança'

A seleção é crucial para a relação custo-benefício dos braquetes PV. Buscar cegamente o “projeto excessivo” leva ao desperdício de custos, enquanto a “seleção abaixo das especificações” causa riscos. Domine os três pontos a seguir para uma tomada de decisão precisa:

1. Determine o material e a estrutura com base nas “condições climáticas”

  • Áreas com Ventos Fortes (por exemplo, Áreas Costeiras, Pastagens) : Escolha suportes de aço carbono (resistência à carga de vento ≥0,75kN/m²). Os suportes fixos precisam de suportes diagonais adicionais (espaçamento ≤2m) e os suportes de rastreamento precisam de funções resistentes ao vento;

  • Áreas de alta umidade/alto teor de sal (por exemplo, áreas costeiras, planícies de maré) : Para suportes de liga de alumínio, escolha modelos anticorrosivos aprimorados (espessura da camada anodizada ≥15μm); os suportes de aço carbono precisam de tratamento anticorrosivo duplo, ou os suportes de aço inoxidável podem ser usados ​​diretamente;

  • Áreas nevadas (por exemplo, Nordeste da China, Xinjiang) : A capacidade de carga dos suportes deve ser projetada de acordo com a profundidade máxima local da neve (por exemplo, para Harbin, calculada com base na profundidade da neve de 0,6m, carga ≥0,5kN/m²) para evitar que os suportes sejam esmagados pela neve.

2. Determinar o tipo de estrutura (fixa vs. rastreamento) com base nas 'necessidades de geração de energia'

  • Orçamento Limitado, Buscando Estabilidade : Escolha colchetes fixos (adequados para a maioria dos cenários, com um período de retorno do investimento mais curto, de 1 a 2 anos);

  • Áreas de alta latitude, grandes mudanças no ângulo da luz solar : Escolha suportes de rastreamento de eixo único (por exemplo, Nordeste da China, que pode aumentar a geração de energia em aproximadamente 18%, com um período de retorno do investimento de 0,5 a 1 ano a mais do que suportes fixos);

  • Recursos escassos de luz solar, buscando extrema eficiência : Escolha suportes de rastreamento de eixo duplo (por exemplo, áreas nubladas como Sichuan e Guizhou, que podem aumentar a geração de energia em mais de 22%, mas com alto custo, adequados para grandes usinas).

3. Determine o método de fixação com base nas 'Condições de instalação'

  • Usinas de energia em telhados (não são permitidas perfurações) : Escolha suportes com lastro em liga de alumínio (peso do contrapeso ≥1,2 vezes o peso dos módulos + suportes para evitar a elevação do vento);

  • Usinas de energia em telhados (perfuração permitida) : Escolha suportes do tipo gancho em liga de alumínio (os ganchos são embutidos nas terças do telhado a uma profundidade de ≥50 mm para garantir uma fixação firme);

  • Usinas Montadas no Solo (Solo Sólido) : Escolha suportes tipo estaca de aço carbono (diâmetro da estaca ≥150mm, profundidade ≥1,2m);

  • Usinas de energia montadas no solo (fundação de solo macio) : Escolha suportes de fundação de concreto de aço carbono (tamanho da fundação ≥600 mm × 600 mm × 800 mm para aumentar a estabilidade).

4. 3 pontos principais de manutenção para suportes fotovoltaicos: prolongar a vida útil e garantir a eficiência

Os suportes fotovoltaicos ficam expostos ao ar livre por um longo período e o vento, o sol e a chuva causam facilmente envelhecimento e corrosão dos componentes. A manutenção regular pode prolongar sua vida útil (de 25 para 30 anos) e evitar danos ao módulo causados ​​por problemas no suporte. Abaixo estão as principais medidas de manutenção:

1. Inspeção regular: uma vez por trimestre, concentre-se em 3 tipos de componentes

  • Componentes Estruturais : Verificar os parafusos de ligação das vigas dos suportes e diagonais (quanto a folgas; o torque deve ser mantido ≥30N·m) e as engrenagens de transmissão dos suportes de rastreamento (quanto a desgaste; aplicar graxa lubrificante semestralmente);

  • Camada Anticorrosiva : Para suportes de aço carbono, verificar a camada galvanizada (para descascamento e ferrugem; reparar pontos de ferrugem com tinta anticorrosiva em tempo hábil); para suportes em liga de alumínio, verificar a camada anodizada (em busca de arranhões para evitar infiltração de água da chuva);

  • Partes da Fundação : Para suportes de aterramento, verificar se as estacas estão inclinadas (ângulo de inclinação ≤1°); para suportes de telhado, verifique se os contrapesos estão deslocados (para evitar lastro insuficiente levando à elevação pelo vento).

2. Manutenção sazonal: responda a condições climáticas extremas

  • Antes da estação chuvosa : Limpe a água acumulada na parte inferior dos suportes (para evitar a corrosão da fundação causada pela imersão prolongada) e verifique o encaixe entre os suportes do telhado e a camada impermeável (para vazamento de água; repare com cola à prova d'água em tempo hábil);

  • Antes da estação de neve : Reforce os suportes diagonais do suporte (para aumentar a capacidade de carga da neve) e depure o modo resistente ao vento dos suportes de rastreamento (para garantir a reinicialização automática quando a velocidade do vento for ≥18m/s);

  • Antes de tufões/tempestades de poeira : Verifique todos os parafusos de conexão (reaperte com o torque padrão) e remova os detritos ao redor dos suportes (para evitar que os detritos atinjam os módulos).

3. Tratamento de falhas: Repare em tempo hábil para evitar reações em cadeia

  • Parafusos soltos : Aperte-os com o torque padrão com uma chave dinamométrica (torque para parafusos do suporte em liga de alumínio: 25-30N·m; para parafusos do suporte em aço carbono: 30-35N·m). Substitua os parafusos se estiverem muito soltos (escolha parafusos de aço inoxidável da mesma especificação);

  • Camada Anticorrosiva Danificada : Para bráquetes de aço carbono, lixar os pontos de ferrugem até que a superfície metálica fique exposta e, em seguida, aplicar primer + acabamento epóxi rico em zinco (espessura ≥80μm);

  • Falhas do sistema de rastreamento : Mude imediatamente para o modo manual (para evitar que os módulos fiquem em um ângulo desfavorável) e entre em contato com o fabricante para reparar o sistema de transmissão (não desmonte o motor sozinho).

V. Perguntas frequentes (FAQ): 5 dúvidas comuns sobre suportes PV

  1. P: Qual é a vida útil dos suportes fotovoltaicos? É compatível com a vida útil dos módulos?

R: A vida útil dos suportes de liga de alumínio / aço inoxidável é de 25 a 30 anos, e a dos suportes de aço carbono (com tratamento anticorrosivo adequado) é de 20 a 25 anos, todos compatíveis com a vida útil projetada de 25 anos dos módulos fotovoltaicos. Com manutenção adequada, a vida útil dos braquetes de aço inoxidável pode ser estendida para mais de 30 anos.
  1. P: A instalação de suportes fotovoltaicos no telhado danificará a camada impermeável?

R: Não. Para telhados planos, escolha suportes com lastro (não é necessária perfuração); para telhados inclinados, opte por suportes do tipo gancho (os ganchos são fixados nas terças sem penetrar na camada impermeável do telhado). Após a instalação, pode-se aplicar cola à prova d'água no contato entre os suportes e o telhado para evitar ainda mais vazamentos de água.
  1. P: Quanto mais caros são os suportes fotovoltaicos de rastreamento do que os fixos? Quanto tempo leva para recuperar o custo?

R: Os suportes de rastreamento de eixo único são 40% -50% mais caros que os fixos, e os de eixo duplo são 60% -80% mais caros. Tomando o Norte da China como exemplo, as centrais eléctricas de rastreamento de eixo único geram 18% mais electricidade do que as fixas, e o custo adicional pode ser recuperado em aproximadamente 5-6 anos; os de eixo duplo geram 22% mais eletricidade, com um período de recuperação de custos de aproximadamente 6 a 7 anos.
  1. P: Os suportes fotovoltaicos de liga de alumínio são adequados para áreas costeiras?

R: Sim, mas devem ser selecionados modelos anticorrosivos aprimorados (espessura da camada anodizada ≥15μm ou revestimento adicional de fluorocarbono). Lavar a superfície salgada dos suportes com água doce uma vez a cada 2 anos pode resistir eficazmente à corrosão por névoa salina.
  1. P: Como determinar o ângulo de instalação dos suportes fotovoltaicos? Pode ser ajustado?

R: O ângulo dos suportes fixos é determinado de acordo com o ângulo de inclinação ideal local (que pode ser consultado através de uma 'calculadora de ângulo de inclinação PV'; por exemplo, o ângulo de inclinação ideal para Pequim é de 35°) e não pode ser ajustado após a instalação. Os suportes de rastreamento seguem automaticamente o ângulo do sol sem ajuste manual, com aproximadamente 20 a 30 ajustes por dia.

Conclusão

Os suportes fotovoltaicos são a “estrutura” de um sistema fotovoltaico. Escolher o tipo certo e realizar a manutenção adequada garante que os módulos absorvam a energia solar de forma estável por um longo tempo e maximizem os benefícios da geração de energia. Seja para sistemas distribuídos em telhados ou grandes usinas de energia montadas no solo, a seleção precisa baseada em “condições climáticas, necessidades de geração de energia e ambiente de instalação” é essencial para evitar a busca cega de “baixo custo” ou “alta configuração”. Se você encontrar cenários especiais (como áreas montanhosas complexas ou ambientes altamente corrosivos) durante a seleção, poderá consultar fabricantes profissionais de suportes para obter soluções personalizadas, tornando seu investimento fotovoltaico mais eficiente e sem preocupações.


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