Sistema de montaje solar: la columna vertebral sólida de las plantas fotovoltaicas
2024-03-18
¿Qué es un sistema de montaje solar?
Un sistema de montaje solar es el componente estructural utilizado en las plantas de energía fotovoltaica para… soportar y asegurar paneles solares . Constituye la “columna vertebral” del sistema fotovoltaico, instalando de manera segura y estable los módulos fotovoltaicos en cubiertas, superficies terrestres o estructuras especiales, garantizando que la planta eléctrica pueda soportar cargas naturales como el viento, la nieve y los sismos, y operar de forma estable durante más de 25 años.
Componentes del sistema
| Componente | Función | Materiales comunes |
|---|---|---|
| Fundación | Transfiere cargas al suelo | Hormigón, pilotes de tornillo, bloques prefabricados |
| Columnas | Soporte de la estructura superior | Tubos cuadrados de acero al carbono, tubos redondos, acero en forma de C |
| Vigas principales/caballetes | Peso del módulo del oso, cargas de transferencia | Acero en forma de C, aleación de aluminio, tubos cuadrados |
| Rieles | Módulos de seguridad directa | Aleación de aluminio, acero en forma de C |
| Conectores | Conectar varios componentes | Pernos, abrazaderas y sujetadores de acero inoxidable |
| Sistema de puesta a tierra | Protección contra rayos | Alambre de cobre, abrazaderas de puesta a tierra |
Clasificaciones principales
Por escenario de aplicación
| Tipo | Escenario de aplicación | Características |
|---|---|---|
| Soportes de techo | Techos planos, techos inclinados, techos metálicos | Ligero, fijación mediante abrazadera, sin dañar la impermeabilización |
| Soportes de suelo | Centrales eléctricas a gran escala, agrivoltaica, híbridos pesca‑solar | Alta resistencia, inclinación ajustable, gran luz entre apoyos |
| Soportes para cochera | Estacionamientos, estaciones de carga | Gran luz de travesaño, estética, sombreado con generación de energía |
| Soportes para cercas/fachadas | Fachadas de edificios, muros, barreras acústicas | Instalación vertical, generación de energía bifacial, integración estética |
| Soportes para balcón | Balcones de apartamentos, uso residencial pequeño | Ligero, de fácil instalación y, a menudo, sin necesidad de registro |
Por tipo estructural
| Tipo | Características | Escenarios de aplicación |
|---|---|---|
| Soportes fijos | Ángulo de inclinación fijo, estructura sencilla, bajo costo | La mayoría de las plantas de energía en tierra, los tejados |
| Soportes ajustables | Ajuste de inclinación manual o motorizado, mayor generación de energía | Regiones de alta latitud, sistemas fuera de la red eléctrica |
| Montajes de seguimiento | Seguimiento solar automático, aumento del 15 % al 25 % en la generación de energía | Centrales eléctricas terrestres de gran escala, regiones de alta irradiación |
| Soportes sin rieles | Elimina los rieles; los módulos se fijan directamente | Techos metálicos, cubiertas comerciales e industriales |
Comparación de materiales comunes
| Material | Ventajas | Desventajas | Escenarios de aplicación |
|---|---|---|---|
| Aleación de aluminio 6063-T5 | Ligero, resistente a la corrosión, estético | Mayor costo, menor resistencia que el acero | Techos, cocheras, uso residencial |
| Acero al carbono Q235B/Q355B | Alta resistencia, bajo costo, fácil de procesar | Requiere tratamiento anticorrosivo, más pesado | Plantas de energía en tierra, agrivoltáica |
| Acero inoxidable 304/316L | Excelente resistencia a la corrosión | Alto costo | Ambientes costeros de alta corrosividad |
| Galvalume | Recubrimiento autoreparador, resistencia superior a la corrosión | Material más reciente, cadena de suministro en desarrollo | Altos requisitos de resistencia a la intemperie |
Consideraciones de diseño
1. Diseño de carga
Cargas muertas : Peso propio de los módulos y soportes
Cargas vivas : Cargas de construcción y mantenimiento
Cargas de viento : Calculado en función de las velocidades del viento locales y la topografía
Cargas de nieve : Calculado en función de la presión de nieve local
Cargas sísmicas : Calculado en función de la intensidad de fortificación sísmica
2. Diseño anticorrosivo
Galvanizado por inmersión en caliente: espesor de la capa de zinc ≥ 65 μm, vida útil superior a 25 años
Anodizado: Espesor de la capa de óxido ≥15 μm, adecuado para aleaciones de aluminio
Recubrimiento en polvo: recubrimiento de color que combina protección contra la corrosión con estética.
3. Seguridad eléctrica
Continuidad eléctrica en todo el sistema de montaje, resistencia de puesta a tierra ≤4 Ω
Las abrazaderas de puesta a tierra utilizan dientes afilados para penetrar las capas de óxido, garantizando una conductividad fiable.
Cumple con normas como UL2703 e IEC62548
Guía de selección
| Tipo de proyecto | Monturas recomendadas | Material recomendado | Consideraciones clave |
|---|---|---|---|
| Azotea residencial | Fijo / Sin riel | Aleación de aluminio | Ligero, estético, sin daños por impermeabilización |
| Techos comerciales e industriales | Sin rieles / Fijo | Aleación de aluminio / Acero al carbono | Eficiencia de la instalación, carga sobre el tejado |
| Planta de energía terrestre a gran escala | Fijo / Seguimiento | Acero al carbono | Costo, resistencia al viento, vida útil |
| Agrovoltaica | Fijo de gran luz | Acero al carbono | Altura, envergadura, operaciones agrícolas |
| Híbrido pesquero-solar | Fijo / Flotante | Acero al carbono / Galvalume | Anticorrosión, resistencia al viento, construcción sobre el agua |
| Cocheras fotovoltaicas | Fijo de gran luz | Acero al carbono / Aleación de aluminio | Estética, envergadura, integración de estaciones de carga |
| Proyectos Costeros | Fijo | Aleación de aluminio / Acero inoxidable | Alto nivel de protección contra la corrosión |
Casos de aplicación
Caso: Proyecto fotovoltaico de 5 GW en el desierto de Tengger, en Ningxia
Tipo de montura: Monturas fijas de acero en forma de C
Material: Q355B galvanizado por inmersión en caliente
Características: Resistencia al viento de nivel 16, combinada con medidas de estabilización del suelo arenoso
Caso: Proyecto de agrivoltaica de 2 GW en Shouguang, provincia de Shandong
Tipo de montura: Monturas fijas de gran envergadura
Material: Q355B galvanizado por inmersión en caliente
Características: Altura de la columna de 3,5 metros, compatible con la agricultura mecanizada.
Caso: Valla fotovoltaica de Zhoushan
Tipo de montura: Monturas verticales
Material: Aleación de aluminio
Características: Sin uso adicional del suelo, 27 % menos de costos de mantenimiento
Tendencias futuras
Ligero : Aplicación de acero de alta resistencia y perfiles de pared delgada para reducir el consumo de materiales
Inteligente : Montajes de seguimiento combinados con algoritmos de inteligencia artificial para mejorar la eficiencia de la generación de energía
Prefabricado : Módulos prefabricados de fábrica para un montaje rápido en obra
Verde : Acero de bajo carbono, aluminio reciclado, tratamientos de superficie ecológicos
Scenario-Specific : Personalización profunda para agrivoltáica, híbridos de piscicultura‑solar, BIPV y otras aplicaciones
En pocas palabras
El sistema de montaje solar es la “columna vertebral” de una planta fotovoltaica. Elegir los soportes adecuados equivale a ganar la mitad de la batalla para contar con una planta eléctrica estable: seguridad, fiabilidad y rentabilidad, tres aspectos indispensables.
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