Pilotes de tornillo: la “solución de instalación rápida” para sistemas fotovoltaicos sobre suelo
2024-03-18
¿Qué son las pilas de tornillo?
Las pilas de tornillo son un nuevo tipo de cimentación que… no requiere vertido de hormigón . Mediante equipos especializados de instalación rotatoria, se atornillan pilotes de acero con hélices helicoidales directamente en el terreno, sirviendo como cimentación de soporte para los estructuras de montaje fotovoltaico. Gracias a ventajas como una instalación rápida, la ausencia de excavaciones y su capacidad de reciclaje, se han convertido en una opción ideal para proyectos fotovoltaicos terrestres de pequeña escala, agrivoltaicos, proyectos temporales y situaciones similares.
Ventajas principales
| Ventaja | Descripción |
|---|---|
| No se requiere hormigón | Sin período de curado; la instalación se completa el mismo día, lo que ahorra entre 7 y 15 días de obra. |
| Instalación rápida | Operación por una sola persona, 2-3 minutos por pila; un proyecto de 10 kW puede completarse en medio día. |
| Sin excavación | Sin alteración de la superficie, protege la vegetación, adecuado para céspedes, tierras de cultivo y áreas ecológicamente sensibles. |
| Reciclable | Puede retirarse tras su uso, el terreno queda completamente restaurable y es adecuado para sitios temporales o arrendados. |
| Fuerte adaptabilidad | Adecuado para diversas condiciones geológicas, incluyendo suelos arenosos, arcillosos, suelos blandos y taludes. |
| Alta capacidad de carga | Excelente resistencia al arrastre y a la compresión mediante la interacción suelo‑cuchilla |
Componentes estructurales
| Componente | Material | Función |
|---|---|---|
| Pilote de la pila | Acero galvanizado por inmersión en caliente Q355B | Estructura principal de carga, transfiere las cargas |
| Hoja helicoidal | Mismo material, soldado | Proporciona resistencia a la extracción y aumenta la capacidad de carga. |
| Brida de conexión | Mismo material | Se conecta a columnas o soportes |
| Capa anticorrosiva | Galvanizado por inmersión en caliente ≥85 μm | Resistencia a la corrosión, vida útil superior a 25 años |
Tipos comunes
| Tipo | Características | Escenarios de aplicación |
|---|---|---|
| Pilote de tornillo de una sola pala | Una pala helicoidal, estructura sencilla | Suelo ordinario, requisitos de carga moderados |
| Pilote de tornillo de doble hoja | Dos cuchillas, mayor resistencia a la extracción | Suelo blando, zonas de alta presión del viento |
| Pilote de tornillo con brida | Placa de brida en la parte superior | Conexión atornillada a columnas, fácil instalación |
| Pilote de tornillo integrado | Pilote y columna integrados | Sistemas residenciales de pequeño tamaño, no se requiere columna adicional |
| Pilote de tornillo mini | Diámetro pequeño (≤76 mm) | Balcones, patios, pequeñas vallas |
Parámetros técnicos
| Parámetro | Rango de especificación | Descripción |
|---|---|---|
| Diámetro del eje | 76 mm / 89 mm / 114 mm / 140 mm | Seleccionado según los requisitos de carga |
| Diámetro de la hoja | 150 mm / 200 mm / 250 mm | Afecta la resistencia a la extracción |
| Longitud de la pila | 1,0 m / 1,5 m / 2,0 m / 2,5 m | Determinado por las condiciones geológicas |
| Espesor de la pared | 3,0 mm / 4,0 mm / 5,0 mm | La capacidad de carga está correlacionada con el espesor. |
| Espesor de la capa de zinc | ≥85μm | Galvanizado en caliente, vida útil de más de 25 años |
| Resistencia a la extracción | 10-50kN | Depende de las condiciones del suelo y del tipo de pilote |
| Capacidad de compresión | 20-80kN | Depende de las condiciones del suelo y del tipo de pilote |
Método de instalación
1. Diseño y posicionamiento
Determinar las posiciones de los pilotes con base en los planos de diseño del sistema de montaje.
Utilice una estación total o GPS para la ubicación y garantizar una separación precisa.
2. Instalación de pilotes
Montar la pilote de tornillo en el equipo de instalación rotatorio (manual, montado en excavadora o en plataforma perforadora)
Alinee verticalmente con la posición de la pila y atornille a una velocidad constante hasta alcanzar la profundidad especificada.
Desviación de verticalidad ≤1%, desviación de profundidad ≤50 mm
3. Ajuste de la elevación
La altura expuesta está determinada por el diseño del sistema de montaje.
Utilice un nivel de calibración para garantizar una elevación uniforme en la parte superior de la pila.
4. Conexión del monte
Conecte las columnas mediante brida o soldadura directa
Instalar rieles y módulos
Escenarios de aplicación
| Escenario | Tipo de pilote recomendado | Características |
|---|---|---|
| Patio residencial PV | Pilote de tornillo mini (76 mm) | Instalación rápida, sin daños en el césped |
| Planta de energía terrestre a pequeña escala | De una sola hoja (89-114 mm) | Bajo costo, capacidad de carga moderada |
| Agrovoltaica | Doble hoja (114-140 mm) | Fuerte resistencia a la extracción, adecuado para tierras agrícolas |
| Terraplén híbrido pesquero‑solar | Con brida (114 mm) | Instalación en terraplenes de hormigón |
| Cocheporta PV | Diámetro grande (140 mm) | Requisitos de alta capacidad de carga |
| Planta de energía temporal/móvil | Tipo removible | Reciclable y reutilizable |
| Montaña / Pendiente | Longitud extendida (2,5 m o más) | Se adapta a las variaciones del terreno |
Idoneidad geológica
| Tipo de suelo | Idoneidad | Tipo de pilote recomendado |
|---|---|---|
| Arcilla | Excelente | Hoja simple estándar, longitud de 1,5 a 2,0 m |
| Suelo arenoso | Excelente | Doble hoja, mayor área de contacto |
| Suelo limoso | Bueno | Pilote estándar, longitud adecuadamente extendida |
| Suelo blando / Lodo | Justo | Longitud extendida, doble hoja, diámetro mayor |
| Suelo pedregoso | Pobre | Se requiere perforación previa o bien pasar a pilotes in situ |
| Roca | No apto | No se puede atornillar; utilice anclajes de roca en su lugar. |
Casos de aplicación
Caso: Patio residencial con sistema fotovoltaico de 3 kW
Tipo de pilote: Pilote de tornillo mini, diámetro 76 mm, longitud 1,2 m
Instalación: 2 personas completaron 6 pilotes en medio día
Resultado: Sin daños en el césped, la generación de energía comenzó el mismo día.
Caso: Proyecto de agrivoltaica de 10 MW en Shandong
Tipo de pilote: Pilote de tornillo de doble pala, diámetro 114 mm, longitud 2,0 m
Instalación: Planta rotatoria única capaz de ejecutar entre 150 y 200 pilotes por día
Resultado: Se ahorraron 20 días de tiempo de construcción en comparación con los pilotes de hormigón, y el terreno quedó apto para la agricultura.
Caso: Central eléctrica de Sandy Land de 50 MW en la Mongolia Interior
Tipo de pilote: Pilote atornillado extendido, longitud 2,5 m, doble hoja
Características: Adaptado a condiciones de suelo arenoso, alta resistencia al viento
Resultado: 3 años de operación, sin asentamiento, sin inclinación
Recomendaciones de selección
| Escala del proyecto | Diámetro recomendado | Longitud recomendada | Cuchillas |
|---|---|---|---|
| 1-10kW | 76mm | 1.2-1.5m | Single-blade |
| 10-100kW | 89-114mm | 1.5-2.0m | De una / de doble hoja |
| 100kW-1MW | 114mm | 2.0m | Double-blade |
| 1 MW y superior | 114-140mm | 2.0-2.5m | Double-blade |
Puntos clave del control de calidad
| Elemento de inspección | Estándar | Método de inspección |
|---|---|---|
| Verticalidad | ≤1% | Nivel / Nivel láser |
| Cota superior de la pila | ±50 mm | Nivel |
| Profundidad de atornillado | Cumple con el valor de diseño | Marcas de profundidad |
| Capa anticorrosiva | Sin daños, sin áreas sin recubrimiento | Inspección visual, medidor de espesor |
| Prueba de extracción | De acuerdo con los requisitos de diseño | Prueba de extracción in situ |
En pocas palabras
Con sus ventajas únicas —“sin hormigón, sin excavación, instalación y uso inmediatos”—, la pilote de tornillo transforma la instalación de paneles fotovoltaicos en suelo, pasando de un enfoque basado en la ingeniería a uno basado en el ensamblaje: más rápido, más respetuoso con el medio ambiente y más flexible.
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