¿Qué es el sistema de montaje solar sobre suelo?

Los sistemas de montaje sobre suelo para paneles solares son los conjuntos estructurales empleados para sostener los módulos fotovoltaicos en el terreno, en lugar de sobre los tejados. Estos sistemas constituyen la columna vertebral de las granjas solares a escala utility, de la agrovoltaica y de las grandes instalaciones comerciales de montaje en tierra. A diferencia de los sistemas instalados en cubiertas, los soportes sobre suelo deben diseñarse para resistir cargas de viento más elevadas, adaptarse a terrenos variados e integrarse con diversos tipos de cimentaciones, al tiempo que ofrecen ángulos de inclinación óptimos para maximizar la producción de energía.

Los sistemas de montaje en suelo suelen estar compuestos por estructuras de soporte de acero o aluminio, cimentaciones (pilotes de hormigón, pilotes atornillados, pilotes hincados) y herrajes de montaje que fijan los módulos en ángulos fijos o ajustables; en el caso de los seguidores solares, estos ángulos siguen el movimiento del sol a lo largo del día.

Principales tipos de estructuras de montaje en suelo

Componentes principales

Selección de materiales

Protección contra la corrosión:

Opciones de fundación

Tendencias tecnológicas 2024-2025

1. Adopción de acero de alta resistencia

El uso de los grados Q355B y S420GD ha aumentado significativamente, lo que permite emplear perfiles más delgados y… 20-30% menos de acero en comparación con los diseños tradicionales de Q235B. Esto reduce los costos de materiales y el peso del transporte, al tiempo que preserva la integridad estructural.

2. Acero recubierto de Zn-Al-Mg, línea principal

El acero recubierto de zinc-aluminio-magnesio (Zn-Al-Mg) se ha convertido en el estándar para entornos de alta corrosión. Con 5-10 veces la resistencia a la corrosión del galvanizado por inmersión en caliente tradicional y las propiedades de autorreparación en los bordes cortados, el recubrimiento Zn-Al-Mg prolonga la vida útil hasta… Más de 35 años .

3. Diseños de gran luz para la agrivoltáica

A medida que la agrivoltáica se expande, los soportes de acero con luces de 8-12 metros y alturas de columna de 3-4 metros Se han convertido en estándar. Estos diseños son compatibles con el equipo agrícola convencional, al tiempo que mantienen la capacidad de generación. Los sistemas de montaje de un solo poste minimizan la ocupación del suelo y reducen las interferencias con el crecimiento de los cultivos.

4. Integración de pilotes atornillados

Los bastidores de acero se diseñan cada vez más con interfaces integradas para pilotes atornillados, lo que elimina la necesidad de cimentaciones de hormigón. Los sistemas de última generación logran… Ahorro del 50% en acero y Reducción del 70% en la profundidad en comparación con las cimentaciones de pilotes convencionales, con tiempos de instalación de 2-3 minutos por pila .

5. Sistemas prefabricados y modulares

Las secciones de bastidor preensambladas en fábrica reducen la mano de obra en el sitio en un… 30-50% . Los orificios preperforados, las longitudes precortadas y el herraje de conexión preinstalado simplifican el montaje en obra y mejoran la uniformidad de la calidad.

6. Diseños de seguimiento del terreno

Para sitios montañosos y de terrenos recuperados, sistemas de bastidores articulados con ±15° a ±20° La compensación de pendientes elimina la necesidad de realizar extensos trabajos de nivelación, preservando la capa superficial del suelo y reduciendo el impacto ambiental. Estos sistemas se emplean cada vez más en zonas afectadas por subsidencia minera y en otros terrenos perturbados.

7. Innovaciones materiales

Acero Baosteel Danxia: Acero de alta resistencia a la intemperie especialmente desarrollado para estructuras de montaje fotovoltaico, alcanzando pedidos mensuales de 12.000 toneladas a mediados de 2024. Más de 45.000 toneladas suministrado para 1,5 GW de proyectos de energía fotovoltaica en diversos tipos de terrenos.

Grupo Shangang: Desarrolló un nuevo acero de alta resistencia para estructuras de montaje fotovoltaico a finales de 2024, cumpliendo con exigentes requisitos de carga y resistencia a la corrosión.

8. Normalización

La norma industrial YB/T “Secciones de acero para montajes fotovoltaicos” fue revisada en noviembre de 2024, estableciendo los tipos estructurales, la composición química, las propiedades mecánicas y los requisitos de protección contra la corrosión para las secciones en forma de canal C, de acero angular y de viga H utilizadas en los soportes fotovoltaicos.

Consideraciones de ingeniería

Diseño de carga:

Clasificación del entorno de corrosión:

Ejemplos de aplicación

Ejemplo 1: Planta de inclinación fija a gran escala (100 MW)

Ubicación: Terreno llano, zona de viento moderado

Estructura: Canal en C Q355B, inclinación fija de 25°

Fundación: Pilotes hincados, profundidad de 2,5 m

Recubrimiento: Galvanizado por inmersión en caliente, 85 μm

Resultado: Vida útil de diseño de 25 años, resistencia al viento de 60 m/s

Ejemplo 2: Proyecto de agrivoltáica (10 MW)

Ubicación: Terrenos agrícolas ondulantes, elevada carga de nieve

Estructura: Vigas en H de gran luz Q355B, altura de 3,5 m

Span: 10 m entre columnas

Fundación: Pilotes de tornillo, doble hélice

Resultado: Se mantiene el acceso a los equipos agrícolas, con una vida útil de 30 años.

Ejemplo 3: Sistema de seguimiento (50 MW)

Ubicación: Zona de alta irradiación, terreno moderado

Estructura: Tubos de torsión Q355B + correas en canal C

Conducción: Eje único, rango de seguimiento de 60°

Fundación: Pilotes de hormigón prefabricado

Resultado: 18-22% de aumento en la generación respecto a la configuración de inclinación fija

Comparación: Soportes de suelo de acero frente a aluminio

Capacidad de producción y desarrollos del sector

Grupo de Energía de Mongolia Interior: Se encargó una línea de producción de soportes fotovoltaicos totalmente automática en febrero de 2024, con una capacidad de diseño de 100.000 toneladas/año (suficiente para plantas fotovoltaicas de 3,5 GW). Desde la llegada del equipo hasta la puesta en servicio transcurrieron apenas 12 días.

Mercado global: El mercado de estructuras para paneles solares instalados en suelo sigue expandiéndose, con sistemas de inclinación fija predominando en proyectos a gran escala, mientras que los sistemas de seguimiento ganan cuota en regiones de alta irradiación. Los mercados emergentes de Oriente Medio, el Sudeste Asiático y América Latina están impulsando este crecimiento.

En pocas palabras

El sistema de montaje sobre suelo para paneles solares constituye la base estructural de las instalaciones fotovoltaicas a gran escala. Entre los principales avances previstos para 2024-2025 se incluyen:

Acero de alta resistencia (Q355B, S420GD) reduciendo el consumo de material en un 20-30%

Acero recubierto de Zn-Al-Mg Ofreciendo protección contra la corrosión durante 35 años con propiedades autorreparables

Diseños de gran luz libre (8-12 m) que permite la agrovoltaica y el acceso a los equipos

Integración de pilotes atornillados eliminación del hormigón y aceleración de la instalación

Sistemas prefabricados reduciendo la mano de obra en el sitio en un 30-50%

Diseños de seguimiento del terreno preservar la capa superficial del suelo en terrenos difíciles

Para proyectos de gran escala que requieren durabilidad, control de costos y fiabilidad a largo plazo, los sistemas de montaje en tierra de acero siguen siendo el estándar del sector. La elección del tipo de cimentación —pilotes atornillados, pilotes hincados o cimentación de hormigón— depende de las condiciones del suelo, la escala del proyecto y los requisitos ambientales.