Um guia completo para sistemas de montagem solar: dos tipos e seleção a novas tendências de desenvolvimento da indústria
Na onda de transformação global da estrutura energética em direção à limpeza e ao baixo carbono, a geração de energia solar tornou -se uma nova indústria de energia importante desenvolvida por vários países devido às suas vantagens de recursos renováveis e zero emissões de poluição. Como a estrutura de suporte principal do sistema de geração de energia solar, o sistema de montagem solar determina diretamente a estabilidade da instalação, a eficiência da geração de energia e a vida útil dos módulos fotovoltaicos. Este artigo analisará profundamente o componente central do sistema de painéis solares - o sistema de montagem da estrutura solar, concentrar -se na introdução das características e aplicações de componentes -chave, como montagens solares e suportes de montagem solar, explicar as vantagens do kit de sistema de painel solar em detalhes, fornecendo as diretrizes de seleção e seleção científica.
I. Sistema de montagem solar: a 'estrutura de carga de carga ' do sistema de painel solar
A operação eficiente do sistema de painel solar é inseparável a partir de uma estrutura de suporte estável. O sistema de montagem da estrutura solar é o hub principal que conecta módulos fotovoltaicos e a base de instalação. Sua principal função é fixar os painéis solares em uma posição predefinida (terra, teto, superfície da água etc.), garantir que os módulos possam receber a luz solar no ângulo ideal e resistir ao impacto de forças naturais como vento, chuva, neve e terremotos.
De acordo com dados da Agência Internacional de Energia (AIE), a capacidade fotovoltaica instalada global excedeu 1,5 terawatts em 2024, entre os quais a escala de mercado do sistema de montagem da estrutura solar atingiu 32 bilhões de dólares, representando 15% a 20% do custo total do sistema de geração de energia solar. Um sistema de montagem de alta qualidade pode não apenas aumentar a eficiência da geração de energia dos módulos fotovoltaicos em 2% a 5%, mas também prolongar a vida útil do sistema para mais de 25 anos; Pelo contrário, as montagens inferiores podem causar deformação e deslocamento de módulos e até levar a acidentes de segurança, resultando em enormes perdas econômicas.
Os componentes principais do sistema de montagem da estrutura solar incluem suportes de montagem solar, trilhos de guia, conectores, componentes da fundação etc. Entre eles, o suporte de montagem solar, como um componente essencial para fixar diretamente os módulos fotovoltaicos, seu projeto material e estrutural afetam diretamente o desempenho geral do sistema de montagem. Atualmente, os sistemas de montagem convencionais podem ser divididos em três categorias de acordo com o cenário de instalação: montagens de terra, suportes de teto e suportes da superfície da água. Entre eles, a montagem solar do solo possui uma ampla gama de aplicações e instalação flexível, representando mais de 60% das aplicações em usinas fotovoltaicas em larga escala.
Ii. Análise de produtos principais: de tipos de montagem a kits de sistema
(I) Montagem solar do solo: a solução preferida para usinas de energia em larga escala
As montagens de terra solar são sistemas de montagem diretamente instalados na fundação do solo, adequados para áreas abertas, terras agrícolas, montanhas áridas e outros cenários, especialmente para usinas fotovoltaicas centralizadas em larga escala. Suas vantagens principais estão nos ângulos de instalação ajustáveis e no arranjo flexível do módulo, que podem otimizar o ângulo de inclinação de acordo com a latitude local para maximizar o uso de recursos solares.
Em termos de forma estrutural, as montagens solares do solo são divididas principalmente em dois tipos: montagens de inclinação fixa e montagens de rastreamento. As montagens de inclinação fixa têm uma estrutura simples e baixo custo, e os módulos são instalados em um ângulo fixo predefinido, adequado para projetos com orçamentos limitados e terrenos planos; As montagens de rastreamento usam um sistema acionado por motor para fazer os módulos girarem em tempo real com o ângulo de azimute do sol, e sua eficiência de geração de energia é 15% -20% maior que a das montagens fixas. No entanto, eles têm custos mais altos e manutenção complexa e são usados principalmente em projetos com recursos solares abundantes e altos requisitos para a eficiência da geração de energia.
Em termos de seleção de materiais, os suportes de montagem solar de suportes solares são feitos principalmente de liga de alumínio, aço carbono galvanizado de mergulho quente e aço inoxidável. As montagens de liga de alumínio são leves, resistentes à corrosão e têm um bom desempenho de processamento, tornando-as adequadas para áreas úmidas e chuvosas; Os suportes de aço carbono galvanizados com picado a quente têm alta capacidade de resistência e forte capacidade de carga, com custos moderados, e atualmente são os materiais mais utilizados; Os suportes de aço inoxidável têm excelente resistência à corrosão, mas altos custos e são usados principalmente em áreas costeiras com spray ou projetos de alto sal em ambientes especiais.
Tomando uma usina fotovoltaica centrolizada de 50 MW como exemplo, este projeto adota suportes solares solares de inclinação fixa feitos de aço carbono galvanizado de mergulho quente. O ângulo de inclinação das montagens é ajustado para 30 ° de acordo com a latitude local e são fixadas através de fundações de tira de concreto. Isso não apenas resiste ao impacto dos tufões de nível 12 local, mas também atinge uma geração anual de energia de 68 milhões de kWh, gerando 3 milhões de kwh mais do que o sistema de montagem tradicional.
(Ii) Suporte de montagem solar: o 'conexão núcleo ' do sistema de montagem
Os suportes de montagem solar são componentes no sistema de montagem solar que corrige diretamente os módulos fotovoltaicos. According to their functions, they can be divided into side clamps, middle clamps, adjustable brackets, etc. Side clamps are used to fix the edge positions of modules, middle clamps are used to connect two adjacent modules, and adjustable brackets are used to fine-tune the installation angle and horizontal position of modules to ensure that the modules are arranged neatly and bear force evenly.
Os suportes de montagem solar de alta qualidade precisam atender a três requisitos: primeiro, atendendo aos padrões de força para suportar o peso dos módulos, cargas de vento e neve e forças sísmicas; Segundo, forte compatibilidade para se adaptar aos módulos fotovoltaicos de diferentes tamanhos e espessuras; Terceiro, a resistência e a durabilidade da corrosão e o processo de tratamento de superfície devem atender aos requisitos de uso ao ar livre a longo prazo. Atualmente, os métodos de tratamento de superfície convencionais incluem galvanização a quente, anodização e revestimento em pó. Entre eles, a vida útil da resistência à corrosão dos suportes de aço de carbono galvanizados de mergulho a quente pode atingir mais de 20 anos, e a superfície dos suportes de liga de alumínio anodizada tem maior dureza e não é fácil de arranhar.
Em aplicações práticas, a seleção de colchetes de montagem solar precisa corresponder às especificações e cenários de instalação do módulo. Por exemplo, ao instalar módulos fotovoltaicos de tamanho grande (182 mm, 210 mm), é necessário selecionar grampos médios mais grossos com maior capacidade de carga de carga; Nos cenários de instalação do telhado, os grampos laterais de liga de alumínio leve devem ser usados para reduzir a pressão de carga no telhado.
(Iii) kit de sistema de painel solar: uma escolha conveniente para projetos de pequena escala
O kit de sistema de painel solar é um conjunto completo de sistemas que integra painéis solares, sistemas de montagem em estrutura solar, inversores, cabos e outros componentes, especialmente projetados para projetos fotovoltaicos distribuídos, como famílias e pequenos 工商业. Sua maior vantagem é 'Aquisição única e instalação infalível ', o que elimina a necessidade de os usuários combinarem componentes por si mesmos e reduz bastante a dificuldade de seleção e instalação.
Um kit de sistema de painel solar padrão geralmente inclui: 2-20 módulos fotovoltaicos (potência 200W-400W por módulo), suportes de montagem solares combinando (tipo de teto ou solo), 1 inversor, cabos e conectores, ferramentas de instalação, etc. De acordo com diferentes cenários de instalação, pode ser dividido em duas categorias: kits de teto e kits de aterramento. Os kits de telhado adotam suportes leves, que são fixados na estrutura do telhado por meio de parafusos de expansão sem danificar a camada impermeável do teto; Os kits de terra incluem suportes solares solares simples, adequados para locais de área pequena, como pátios da família e varandas.
Tomando um projeto fotovoltaico doméstico como exemplo, escolhendo um kit de sistema de painel solar de 5kW, que inclui 12 módulos fotovoltaicos de 410w, montagens de telhado de liga de alumínio, um inversor de 5kW e um conjunto completo de acessórios, o ciclo de instalação leva apenas 2-3 dias, economizando 50% do tempo em comparação com os componentes de instalação comprados. Ao mesmo tempo, os kits fornecidos pelos fabricantes de marcas foram submetidos a testes de compatibilidade, resultando em maior correspondência do sistema e eficiência de geração de energia de 3% a 5% do que os sistemas auto-correspondentes.
(Iv) Sistema de montagem da estrutura solar: uma solução geral para adaptação de cenário completo
O sistema de montagem da estrutura solar é uma solução geral que abrange o design, produção e instalação. De acordo com diferentes cenários de instalação, a forma estrutural pode ser otimizada de acordo. Além dos principais sistemas de terra e telhado, também inclui tipos especiais, como sistemas de montagem em superfície da água, sistemas de montagem agrivecaicos e sistemas de montagem BIPV (Integrados para o edifício).
O sistema de montagem da superfície da água é instalado em áreas de água, como lagos e reservatórios, e os painéis e montagens solares são apoiados por corpos flutuantes, que não ocupam recursos terrestres e podem reduzir a evaporação da água, tornando -o adequado para áreas com recursos terrestres apertados; O sistema de montagem agrícola adota um design de alta montagem, e as culturas podem ser plantadas sob as montagens, percebendo um modelo agrícola tridimensional de geração de energia 'na parte superior e agricultura no fundo' e melhorando a taxa de utilização abrangente de terra; O sistema de montagem BIPV é integrado à fachada do edifício e estrutura do telhado, servindo como material de construção e um sistema de geração de energia, combinando estética e praticidade.
Por exemplo, uma usina fotovoltaica 'agrivoltaic' adota um sistema de montagem de estrutura solar com uma altura de 3 metros. Vegetais e materiais medicinais chineses são plantados sob as montagens, alcançando uma geração anual de energia de 120 milhões de kWh enquanto impulsiona o aumento da renda dos agricultores vizinhos, realizando uma situação de benefícios econômicos e sociais em que todos ganham.
Iii. Seleção e instalação científica: a chave para melhorar o desempenho do sistema
(I) Guia para selecionar sistemas de montagem da estrutura solar
Selecione De acordo com a Escala do Projeto: Para usinas centralizadas em larga escala, as montagens solares (rastreamento ou inclinação fixa) são preferidas, combinadas com montagens de aço de carbono galvanizadas a quentes para equilibrar o custo e o desempenho; Para projetos domésticos distribuídos, os kits de sistemas de painel solar são recomendados para simplificar o processo de instalação; Para pequenos projetos 工商业, suportes para telhados ou pequenos montes podem ser selecionados de acordo com as condições do telhado.
Selecione de acordo com o ambiente de instalação: em áreas costeiras, a aço inoxidável ou as montagens de liga de alumínio anodizado devem ser selecionadas, equipadas com suportes de montagem solar com alta resistência ao vento; Nas áreas de neve, as montagens de alta resistência devem ser selecionadas para garantir que elas possam suportar a carga de neve; Para a instalação do telhado, a capacidade de carga do telhado deve ser considerada e as montagens leves de liga de alumínio devem ser preferidas.
Selecione De acordo com as condições de iluminação: Em áreas com abundantes recursos solares, rastrear suportes solares no solo podem ser selecionados para maximizar os benefícios da geração de energia; Em áreas com condições gerais de iluminação, as montagens de inclinação fixa são suficientes para reduzir custos.
(Ii) pontos de instalação e precauções
Construção da fundação: Para a base de montagens solares, fundações de concreto, fundações em espiral ou fundações de pilha pré -fabricadas devem ser selecionadas de acordo com as condições geológicas para garantir que a fundação seja firme e evitar as liquidação; Antes de instalar as montagens do telhado, a capacidade de carga do teto deve ser verificada e a camada impermeável deve ser bem protegida para evitar vazamentos de água.
Montagem de montagem: Monte os suportes de montagem solar e os trilhos de guia de acordo com os desenhos de projeto para garantir que os conectores estejam apertados e o erro seja controlado dentro de ± 2 mm; Grampos especiais devem ser usados ao instalar módulos, e a força deve ser moderada para evitar esmagar o vidro do módulo ou deformar a estrutura de alumínio.
Ajuste do ângulo: Para montagens de inclinação fixa, o ângulo de inclinação deve ser ajustado com precisão de acordo com a latitude local (geralmente a latitude ± 5 °); Para montagens de rastreamento, o sistema acionado por motor deve ser depurado para garantir a precisão do rastreamento; Após a instalação, a planicidade dos módulos deve ser verificada para evitar afetar a eficiência da geração de energia devido à inclinação irregular.
Após a manutenção: verifique regularmente o aperto dos suportes de montagem solar e substitua peças enferrujadas ou danificadas em tempo hábil; Para montagens de rastreamento, lubrifique regularmente o motor e limpe os detritos nos trilhos -guia para garantir uma operação suave.
4. Tendências de desenvolvimento da indústria de sistemas de montagem solar
(I) Atualização tecnológica: Desenvolvimento paralelo de inteligência e peso leve
Com o desenvolvimento de módulos fotovoltaicos em direção a tamanho grande e alta potência, o sistema de montagem está atualizando para a inteligência e o peso leve. Por um lado, os sistemas de montagem inteligentes integram sensores e módulos de IoT, que podem monitorar dados como velocidade do vento, intensidade da luz e temperatura do módulo em tempo real e ajustar automaticamente o ângulo de montagem para otimizar a eficiência da geração de energia; Por outro lado, a aplicação de novos materiais, como compósitos de fibra de carbono e ligas de alumínio de alta resistência, reduz o peso da montagem em mais de 30%, mantendo o desempenho de alta resistência.
Por exemplo, uma empresa lançou uma montagem solar solar inteligente que usa algoritmos de AI para prever a trajetória do sol e ajustar o ângulo do módulo com antecedência, aumentando a eficiência da geração de energia em 5% adicionais em comparação com as montagens de rastreamento tradicionais; Os suportes de montagem solar feitos de materiais de fibra de carbono têm um peso apenas 1/4 do aço carbono, mas a capacidade de suporção de carga é aumentada em 20%.
(Ii) Desenvolvimento Verde: Materiais de Proteção Ambiental e Reciclagem
Impulsionado pela meta 'dupla carbono', a indústria possui requisitos cada vez mais altos para a proteção ambiental dos sistemas de montagem. Por um lado, a proporção da aplicação de materiais ecológicos, como ligas de alumínio reciclado e o aço carbono reciclável, está constantemente aumentando; Por outro lado, o design modular se tornou uma tendência e o sistema de montagem pode ser desmontado e reciclado para reduzir o desperdício de recursos. Além disso, os processos verdes são promovidos no processo de produção para reduzir o consumo de energia e as emissões de poluentes, como substituir processos de galvanização tradicionais pela tecnologia de passivação livre de cromo para reduzir a poluição por metais pesados.
(Iii) Integração integrada: integração com armazenamento de energia e grades inteligentes
No futuro, o sistema de montagem da estrutura solar não será mais uma estrutura de suporte única, mas uma plataforma de energia abrangente, profundamente integrada aos sistemas de armazenamento de energia e grades inteligentes. Por exemplo, as baterias de armazenamento de energia são integradas à fundação de montagem para realizar o armazenamento de energia elétrica; Através do módulo de comunicação sem fio na montagem, os dados de geração de energia são transmitidos ao centro de despacho de grade inteligente em tempo real para realizar o pico de barbear, o preenchimento do vale e a fonte de alimentação sob demanda.
(Iv) Padrão de mercado: demanda explosiva nos mercados emergentes
Com a indústria fotovoltaica global mudando para mercados emergentes, a demanda por sistemas de montagem em estrutura solar no sudeste da Ásia, África, América do Sul e outras regiões está crescendo rapidamente. A maioria dessas regiões possui climas tropicais e subtropicais, que têm requisitos mais altos para a resistência à corrosão e a resistência da carga do vento das montagens. Ao mesmo tempo, eles preferem suportes solares solares de inclinação fixa e kits de sistemas de painel solar com custos mais baixos. As empresas domésticas, confiando nas vantagens de uma cadeia industrial completa, estão acelerando seu layout em mercados emergentes e promovendo o desenvolvimento internacional de sistemas de montagem.
V. Conclusão
Como o suporte principal do sistema de painel solar, o desempenho do sistema de montagem da estrutura solar está diretamente relacionada aos benefícios e segurança dos projetos de geração de energia solar. As montagens solares do solo tornaram-se a escolha convencional para usinas de energia em larga escala devido à sua adaptabilidade flexível; Suportes de montagem solar, como componentes -chave, determinam a estabilidade das montagens; Os kits de sistemas de painel solar fornecem soluções convenientes para projetos de pequena escala. Nas aplicações práticas, a seleção científica e a instalação padronizada são as chaves para exercer o desempenho do sistema de montagem e prestar atenção às tendências da indústria de inteligência, verdização e integração ajudará a entender a direção central do desenvolvimento industrial.
No futuro, com a inovação contínua da tecnologia e a atualização da demanda do mercado, o sistema de montagem solar se desenvolverá em direção a maior eficiência, mais proteção ambiental e mais inteligência, fornecendo um sólido apoio ao desenvolvimento sustentável da indústria solar global. Sejam grandes empresas de energia ou usuários domésticos comuns, a escolha de um sistema de montagem solar de alta qualidade é uma escolha sábia para realizar o uso de energia limpa e reduzir os custos de energia.
