Introducción: Sistemas de estanterías – De un soporte pasivo a un núcleo inteligente

En 2024, la industria de los sistemas de montaje fotovoltaico ha experimentado una transformación profunda, trascendiendo su papel tradicional como soporte estructural pasivo para convertirse en un componente central, inteligente y generador de valor, de las plantas de energía solar. Impulsados por la necesidad de mayor eficiencia, adaptabilidad a terrenos complejos y métricas de rendimiento estandarizadas, los fabricantes de todo el mundo han introducido innovaciones significativas en tecnologías de seguimiento, soluciones de fijación y sistemas de cimentación.

Desde el seguidor SkyWings de Arctech, que alimenta la planta fotovoltaica más grande del mundo en una zona de subsidencia minera de carbón, hasta las 50 nuevas patentes de S‑5! para accesorios de montaje en cubiertas metálicas, y desde cimentaciones innovadoras con anclajes de tierra hasta robots de limpieza inteligentes, 2024 ha sido un año de avances destacados para el sector de los sistemas de montaje fotovoltaico.

Parte uno: La tecnología de rastreo inteligente ocupa el centro del escenario

1.1 SkyWings de Arctech: aumento del 7,41 % en la capacidad en terrenos difíciles

En noviembre de 2024, Arctech, proveedor global de soluciones de seguimiento solar y estructuras de montaje, anunció que su sistema de seguimiento solar de un eje y doble fila, SkyWings, permitió la conexión a la red en plazo del parque fotovoltaico Mengxi Blue Ocean, ubicado en Ordos, China, la mayor planta solar del mundo en términos de capacidad instalada construida sobre una zona de subsidencia minera de carbón.

Indicadores clave de rendimiento:

La capacidad anual promedio conectada a la red se ha incrementado en 7,41%

Se mantiene la operación normal a velocidades del viento de hasta 18 m/s (Nivel 8, vendaval)

Aumento de la generación de energía impulsado por algoritmos de IA de hasta 8% a través de la evitación en tiempo real de sombreado

El sistema SkyWings incorpora el mecanismo de accionamiento sincrónico multipunto de Arctech y un innovador diseño de tubo de torsión que ofrece una resistencia excepcional a la flexión y a la torsión. Para adaptarse a la topografía irregular y ondulante de la zona de subsidencia, Arctech proporcionó una solución personalizada con capacidades de seguimiento del terreno: la tolerancia a las ondulaciones entre filas adyacentes se establece en un 20 % en la dirección este‑oeste y en un 15 % en la dirección norte‑sur.

Integración de la agrovoltaica:
El diseño del sistema también otorga prioridad a la compatibilidad agrícola. Arctech adaptó la altura de los postes para maximizar el espacio bajo los paneles solares, lo que permite a los agricultores cultivar cultivos y criar ganado en la zona inferior. Se prevé que el proyecto genere 5,7 mil millones de kWh anuales, ahorrando 1,71 millones de toneladas de carbón estándar y reduciendo las emisiones de CO₂ en aproximadamente 4,7 millones de toneladas, lo cual equivale a plantar 62.700 hectáreas de árboles.

Innovación ambiental:
Para mitigar la contaminación y el daño ecológico a los pastizales durante las fases de construcción y operación, SkyWings utiliza pilotes de acero en forma de H de una sola pieza, instalados mediante presión estática in situ, lo que elimina la necesidad de hormigón. Tras 25 años de funcionamiento seguro, aproximadamente el 90 % de los pilotes de tubo de acero siguen siendo aptos para su reciclaje, reduciendo la generación de residuos en alrededor del 60 % en comparación con los pilotes tradicionales de hormigón.

1.2 Expansión del mercado en India

En la Expo de Energías Renovables de India (REI 2024), celebrada en octubre, Arctech presentó sus sistemas de seguimiento SkyWings y SkyLine II. El SkyLine II de 1P está diseñado para adaptarse al relieve del terreno, lo que lo hace idóneo para los variados paisajes de la India, mientras que SkyWings garantiza estabilidad y una inclinación óptima para los robots limpiadores, adecuándose a los climas áridos del país. Con una presencia en el mercado que supera los nueve años y una cartera que supera los 10 GW en el mercado indio, Arctech sigue consolidando su posición en la región.

Parte II: Accesorios para techos metálicos – ¡S-5! Logra 50 nuevas patentes en 2024

2.1 Actividad de patentes sin precedentes

S-5!, el líder mundial en soluciones de fijación solar para cubiertas metálicas, anunció en diciembre de 2024 que le habían otorgado 50 patentes nuevas Solo en 2024, lo que eleva su cartera total de patentes a 194 desde su primera solicitud de patente en 1991.

Distribución global de patentes:

Unión Europea: 12

China: 9

Estados Unidos: 8

India: 6

Australia: 4

Otros: Nueva Zelanda (2), Reino Unido (2), Sudáfrica (2), Costa Rica (1), Kuwait (1), México (1), Arabia Saudita (1), Turquía (1)

2.2 Nuevo producto: Solución de montaje solar sin rieles Protea™

Cabe destacar que la Oficina de Patentes de la India concedió a S-5 la patente n.º 423672-001 por su nuevo… Solución de montaje solar sin riel Protea™ , diseñado para montar módulos solares enmarcados sobre cubiertas metálicas trapezoidales, al tiempo que proporciona unión eléctrica y puesta a tierra certificadas.

2.3 Certificaciones de terceros

S-5! también obtuvo importantes certificaciones de terceros en 2024:

Listado de FM Approvals según la norma FM 4478 para el Sistema Ensolro (incluido PVKIT HUR 2.0), capaz de resistir fuerzas de levantamiento por viento de hasta 150 psf en zonas de vientos fuertes y huracanes

Aprobaciones de Productos de Florida (FPA) para Zonas de Alta Velocidad y de Huracanes (HVHZ) – una aprobación rigurosa para zonas de viento fuerte

Estos logros convierten a S-5! en el primer fabricante de sistemas de montaje para techos metálicos de su categoría en obtener estas certificaciones que marcan pautas en la industria.

Rob Haddock, fundador y director ejecutivo de S-5!, declaró: * “Las patentes otorgadas son la prueba de la innovación. S-5! no es solo un fabricante; somos una empresa impulsada por la innovación, comprometida con nuestros principios fundamentales: innovar, mejorar y volver a innovar.” * 

Parte Tres: Soluciones Innovadoras para Cimentaciones – Reducción de Costos y del Impacto Ambiental

3.1 Tecnología de anclaje terrestre de Nuance Energy

En 2024, Nuance Energy Group anunció importantes actualizaciones para su sistema OSPREY PowerRACK™, que incorpora la innovadora Tecnología de Anclaje a Tierra, la cual reduce de manera significativa el tiempo de instalación y la perturbación en el sitio.

Medidas de rendimiento:

Instalación 4 veces más rápida en comparación con los sistemas tradicionales (puede implementarse en un solo día)

Sin hormigón ni hincado de pilotes – elimina los estudios geotécnicos y el curado del concreto

Instalación de herramientas portátiles – no se requiere maquinaria pesada

Anclajes de cable de 72 pulgadas clavado en el suelo para estabilizarlo

Reducción de costos a un promedio de 0,025 $/W para instalaciones de proyectos solares residenciales

Thomas Boguess, gerente de Finanzas de Nuance Energy, declaró: “Nuestro sistema de anclaje terrestre permite un despliegue ágil y rápido, lo que facilita a los instaladores ampliar rápidamente su capacidad y abordar múltiples proyectos sin verse limitados por la necesidad de maquinaria pesada.”  .

Tras la instalación, Nuance Energy realiza ensayos de tracción para verificar la capacidad de carga de cada ancla, asegurando la integridad y la estabilidad estructurales. La metodología empleada para fijar y someter a ensayo de tracción las anclas está patentada, lo que otorga a la empresa una ventaja competitiva en el mercado estadounidense.

Beneficios ambientales:
Dado que el hormigón es un importante emisor de CO₂, los instaladores de energía solar pueden reducir significativamente su huella de carbono al optar por el método de anclaje en tierra.

3.2 Diseños de cimentaciones soportadas por lastre

La investigación académica publicada en 2024 también ha avanzado en la comprensión de alternativas de estanterías de bajo costo. Un estudio publicado en la revista Diseños presentó diseños de cimentaciones con lastre para estructuras de montaje de paneles fotovoltaicos de código abierto, ofreciendo alternativas viables para sitios en los que las zapatas profundas no resultan técnica ni económicamente factibles.

La investigación propuso dos diseños de lastre (sistemas de postes de una sola línea y sistemas de postes de doble línea, ambos basados en una potencia de 4 kW) que eliminan la necesidad de perforar agujeros y verter hormigón, al tiempo que resultan rentables y permiten modificaciones por parte del usuario.

3.3 Estanterías de inclinación variable basadas en madera y cables

Otro estudio de 2024 en Diseños Se presentaron nuevos diseños de estanterías de inclinación variable que emplean madera y cables: los primeros sistemas de estanterías montados sobre pilares que permiten ajustar manualmente el ángulo de inclinación, desde 0 hasta 90 grados, variando la longitud de los cables.

Características principales:

Diseñado para resistir cargas muertas, de viento y de nieve calculadas para Canadá (conservadoras para la mayor parte del mundo)

Ahorros económicos que van desde de un tercio a dos tercios de los gastos de capital de las alternativas comercialmente disponibles

Fácil de construir con un mínimo de operaciones de fabricación

Adecuado para entornos agrivoltáicos, permite a los trabajadores agrícolas un acceso sombreado y ergonómico para la siembra, el deshierbe y la cosecha.

Parte Cuarta: Robots de limpieza inteligentes – Soluciones integradas de operación y mantenimiento

En la REI 2024, Arctech presentó su Robot Inteligente de Limpieza Fotovoltaica, desarrollado de manera independiente, que atrajo una gran atención.

Características principales:

Integración sin fisuras con el sistema de seguidores solares de Arctech, optimizando la trayectoria de la operación de limpieza

Plataforma de apagado integrado con el husillo del rastreador, reduciendo el número de postes y disminuyendo el costo de la plataforma en un 40%

Estructura ligera a partir de materiales compuestos de alta resistencia, reduciendo el peso en más de 30% en comparación con las máquinas tradicionales

Sistema inteligente de corrección de la marcha impulsado por IA con diseño de seguridad anticaídas de funcionamiento recto

Sistema de tracción en las cuatro ruedas para evitar torsiones y para subir pendientes de hasta 20 grados

Resistencia al viento Hasta 50 m/s con función mecánica de frenado en las dos ruedas para protegerse del viento.

El primer lote de unidades producidas en serie estaba previsto para su envío a la India a principios de noviembre de 2024.

Parte cinco: Innovaciones en estanterías de código abierto y DIY

La literatura académica de 2024 también destacó la creciente importancia de las soluciones de montaje de paneles solares de código abierto y de bricolaje (DIY) para la adopción de la energía solar a pequeña escala.

Principales hallazgos de la investigación de 2024:

Los diseños de sistemas de bricolaje pueden reducir significativamente los costos laborales, que siguen siendo una barrera para la adopción generalizada de la energía fotovoltaica.

Todos los diseños de sistemas de montaje fotovoltaico a base de madera ofrecen a los usuarios alternativas económicas y sencillas de bricolaje frente a los sistemas de montaje metálicos convencionales.

Los nuevos sistemas de lastre ofrecen mayor versatilidad para la instalación de sistemas fotovoltaicos, especialmente en los casos en que la penetración en el suelo no es viable.

Estas innovaciones resultan especialmente valiosas para aplicaciones residenciales y para aquellas regiones en las que los sistemas de montaje tradicionales resultan económicamente inviables.

Perspectivas del sector: tendencias clave para 2025 y más allá

Con base en los desarrollos de 2024, varias tendencias clave están configurando el futuro de los sistemas de montaje para energía fotovoltaica:

1. Integración de seguimiento del terreno y agrivoltaica
Proyectos como la instalación SkyWings de Arctech demuestran que los sistemas de seguimiento pueden implementarse de manera eficaz en terrenos difíciles, al tiempo que permiten realizar actividades agrícolas bajo los paneles. Este enfoque de doble uso aborda las preocupaciones relacionadas con el uso del suelo y abre nuevos mercados para el desarrollo de la energía fotovoltaica.

2. Soluciones sin rieles para cubiertas metálicas
La actividad de patentes y las certificaciones de S-5! confirman que las soluciones de fijación directa sin rieles están ganando aceptación en el mercado. La combinación de unión eléctrica certificada, alta resistencia al viento y facilidad de instalación hace que estos sistemas resulten atractivos para aplicaciones en cubiertas comerciales e industriales.

3. Cimentaciones sin hormigón
Innovaciones como el sistema de anclaje terrestre de Nuance Energy demuestran que es posible prescindir del hormigón en la instalación de cimentaciones, lo que reduce tanto el tiempo de ejecución como el impacto ambiental.

4. Soluciones integradas de operación y mantenimiento
La integración de robots de limpieza con sistemas de seguimiento representa una tendencia creciente hacia soluciones holísticas y automatizadas de operación y mantenimiento, que reducen los costos laborales y mejoran el rendimiento de las plantas.

5. Alternativas de código abierto y de bajo costo
La investigación académica sigue validando diseños de estructuras de montaje de bajo costo y de código abierto, lo que hace que la energía solar sea más accesible para aplicaciones residenciales y de bricolaje en todo el mundo.

En pocas palabras

2024 ha sido un año de transformación para los sistemas de montaje fotovoltaico. Desde los SkyWings de Arctech, que siguen el relieve del terreno y han logrado aumentos del 7,41 % en la capacidad en una zona de subsidencia minera de carbón, hasta las 50 nuevas patentes de S‑5! para fijaciones en cubiertas metálicas; pasando por la tecnología de anclajes de tierra de Nuance, los robots de limpieza inteligentes y los diseños de código abierto, la industria avanza de manera decidida hacia soluciones de montaje más inteligentes, más adaptables y de despliegue más rápido. Estas innovaciones no solo mejoran los propios sistemas de montaje; también están redefiniendo fundamentalmente lo que es posible en plantas de energía fotovoltaica ubicadas en sitios y aplicaciones exigentes.