I. El mercado global de montajes fotovoltaicos sigue expandiéndose, y el sistema de lastre se convierte en un segmento clave

En 2022, la industria mundial de estructuras de montaje para energía fotovoltaica mantuvo un sólido impulso de crecimiento. Según un informe de investigación sectorial publicado por Beijing Jingyan Zhijing, en 2021 los envíos globales de estructuras de montaje fotovoltaico alcanzaron aproximadamente 210,5 GW, lo que representa un aumento interanual de alrededor del 67,44% respecto a 2020, mientras que el tamaño del mercado se expandió hasta unos 58.216 millones de yuanes. Impulsada por las amplias perspectivas de las energías renovables a nivel mundial, la institución prevé que, para 2025, los envíos mundiales de estructuras de montaje fotovoltaico superarán los 450 GW, con una demanda de mercado que podría alcanzar aproximadamente 750 GW.

Entre los diversos productos de montaje para paneles fotovoltaicos, el sistema de montaje con lastre ha adquirido una importancia creciente en el mercado comercial de instalaciones fotovoltaicas distribuidas sobre cubiertas planas, gracias a sus ventajas: no daña la estructura del tejado, permite una instalación flexible y ofrece una alta reutilización. Según el informe sobre tendencias en el montaje fotovoltaico presentado en Intersolar Europe 2022, la industria se orienta hacia la optimización aerodinámica, el bajo peso del lastre y la instalación sin herramientas. En particular, en las cubiertas planas comerciales, los sistemas de montaje de bajo lastre y optimizados aerodinámicamente están ganando cada vez más popularidad.

II. Proyectos internacionales a gran escala: Sistema de montaje de lastre validado por el mercado

2.1 El mayor proyecto solar urbano de Canadá: instalación sobre suelo de 92 MW con estructuras de balasto

En julio de 2022, el fabricante canadiense de estructuras para paneles fotovoltaicos Polar Racking anunció que suministraría su sistema de montaje fijo con inclinación y carga por lastre PRU, así como servicios de ingeniería estructural, para dos proyectos solares a gran escala en Calgary: Deerfoot Solar y Barlow Solar. Estos dos proyectos cuentan con capacidades de 55 MW CC y 37 MW CC, respectivamente, lo que suma un total de 92 MW CC (o 64 MW CA), convirtiéndolos en los mayores proyectos solares construidos hasta la fecha en el centro de una importante ciudad canadiense.

El proyecto utilizará 175.000 módulos solares bifaciales instalados sobre estructuras fijas de sujeción en tierra con lastre, desarrolladas por Polar. Se estima que estas instalaciones generarán anualmente suficiente energía limpia para abastecer a más de 18.000 hogares y evitar aproximadamente 68.000 toneladas de emisiones de carbono.

Polar Racking señaló que el sistema de montaje fijo sobre suelo con lastre se convirtió en la solución óptima para estos emplazamientos gracias a su diseño robusto y duradero. Se prevé que las obras comiencen en 2022.

2.2 Sistema fotovoltaico de techo de 4,5 MW del Grupo SM en Filipinas: sistema de montaje por lastre GS‑BAPV

En diciembre de 2022, el fabricante chino de estructuras para paneles fotovoltaicos GraceSolar anunció que la planta fotovoltaica distribuida en cubierta de 4,5 MW que construyó para tres centros comerciales pertenecientes al gigante comercial filipino SM Group estaba próxima a finalizar, contando con GraceSolar como proveedor exclusivo de estructuras para paneles fotovoltaicos.

El proyecto seleccionó el sistema GS‑BAPV —un sistema de montaje por lastre en cubierta—, una solución de última generación para cubiertas comerciales e industriales que combina seguridad, fiabilidad, rentabilidad, versatilidad, comodidad y estética.

Cabe destacar que Filipinas presenta altas velocidades del viento, lo que impone requisitos más estrictos en cuanto a la estabilidad del contrapeso sobre los tejados. El equipo técnico de GraceSolar realizó específicamente mejoras y optimizaciones en el diseño, logrando reducir de manera eficaz el peso de los bloques de contrapeso de hormigón, al tiempo que garantiza una fijación estable del sistema de montaje.

GraceSolar no solo completó rápidamente el suministro del producto, sino que también envió un equipo técnico profesional para brindar asesoramiento y servicio in situ, lo que contribuyó de manera eficaz a mejorar la eficiencia del proyecto. El presidente de SM Filipinas, Hans T. Sy, señaló que el Grupo SM está comprometido con la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero en sus centros comerciales y con la maximización de la eficiencia energética, y que la energía fotovoltaica distribuida en cubiertas constituye una nueva modalidad de aprovechamiento de la energía limpia para alcanzar este objetivo.

III. Avance en la innovación tecnológica: el sistema de lastre ligero lidera la transformación del sector

En 2022, la investigación y el desarrollo tecnológico en sistemas de montaje de lastre también registraron avances significativos. En particular, el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) otorgó 1,15 millones de dólares a través de su programa SBIR para financiar el desarrollo de un innovador sistema de montaje de lastre liviano.

El sistema fotovoltaico desarrollado emplea un marco innovador para los módulos fotovoltaicos y una estructura integrada de soportes plegables. En comparación con los sistemas fotovoltaicos tradicionales, el costo del material de los soportes puede reducirse en un 50%, el tiempo de instalación se acorta a una quinta parte y la carga de peso del sistema representa menos del 40% de la de los sistemas convencionales. Esto significa que edificios que antes no podían instalar paneles fotovoltaicos por no contar con la capacidad de carga adecuada en sus cubiertas ahora disponen de una nueva solución.

Además, mediante una selección innovadora de materiales para el marco y los soportes, la solución elimina la necesidad de puesta a tierra del módulo y de los soportes, lo que permite ahorrar costos significativos y suprimir riesgos permanentes para la seguridad. El equipo del proyecto planea llevar a cabo investigaciones en túnel de viento y análisis por elementos finitos en la segunda fase, con el fin de optimizar aún más la geometría del sistema y fabricar prototipos a escala real para su ensayo y validación.

A nivel de productos comerciales, varias empresas también lanzaron en 2022 soluciones de montaje sobre lastre de última generación. En julio de 2022, GraceSolar presentó un nuevo producto de montaje sobre lastre que cuenta con menos componentes, una estructura más ligera y una mayor flexibilidad. Los paneles solares pueden instalarse en conjuntos sobre cubiertas planas sin necesidad de perforar el tejado, y todos los componentes se ensamblan y cortan previamente de manera avanzada antes de salir de fábrica, lo que mejora de forma eficaz la eficiencia de la instalación.

Mibet Energy lanzó simultáneamente su sistema de montaje de lastre de doble cara, que ofrece una alta resistencia al viento y una rápida instalación en obra gracias a su diseño estructural patentado y a la utilización de hormigón. El innovador diseño de matriz bidireccional elimina la necesidad de deflectores de viento adicionales, lo que reduce los costos y el peso de la estructura, y permite emplear bloques de hormigón o grava como lastre.

IV. Tendencias del sector: el bajo peso de lastre y la optimización aerodinámica se convierten en la dirección predominante

Según el informe de tendencias del sector publicado en Intersolar Europe 2022, las principales líneas de desarrollo de los sistemas de montaje fotovoltaico en 2022 se centraron en ser más flexibles, modulares, sencillos y ligeros, al tiempo que robustos, con una elevada capacidad de carga y duraderos.

Para aplicaciones comerciales en cubiertas planas, la tendencia del sector apunta claramente a estructuras de soporte aerodinámicamente optimizadas y de bajo peso, que pueden instalarse sin herramientas y sin perforar la cubierta. La última generación de sistemas de montaje también suele estar diseñada para alojar módulos fotovoltaicos de mayor potencia (longitud de 1500 a 2100 mm, anchura de 980 a 1150 mm) y utiliza dispositivos de sujeción por presión o articulaciones de inclinación integradas en lugar de tornillos para la instalación de los módulos, evitando así daños por esfuerzos mecánicos y la degradación del rendimiento de los módulos fotovoltaicos.

En cuanto a la protección del tejado, la base del soporte suele equiparse con almohadillas protectoras, como almohadillas de protección estructural de granulado de caucho o fieltro protector de poliéster, lo que garantiza un apoyo estable sin dañar la cubierta. Al mismo tiempo, el diseño debe asegurar que el agua de lluvia drene de manera fluida desde los techos planos, evitando la acumulación de agua que aumentaría la carga sobre la cubierta.

V. Mercado doméstico (China): El auge de la energía fotovoltaica distribuida impulsa un crecimiento cada vez mayor de la demanda

En 2022, el mercado chino de la energía fotovoltaica distribuida recibió impulsos tanto de políticas públicas como del propio mercado. Con la puesta en marcha del programa piloto de instalaciones fotovoltaicas distribuidas a escala de condado y la construcción a gran escala de grandes parques eólicos y fotovoltaicos, las instalaciones nacionales de energía fotovoltaica registraron un crecimiento explosivo, lo que también impulsó un rápido aumento en los envíos de estructuras de montaje para paneles fotovoltaicos.

A nivel de normas técnicas, en julio de 2022, la Asociación China de la Industria Fotovoltaica publicó las “Directrices Técnicas para el Diseño e Instalación de Sistemas de Montaje Flexibles Fotovoltaicos” (T/CPIA 0047-2022), que establecen la terminología, los principios de diseño e instalación, las combinaciones de acciones de carga, los sistemas estructurales, el diseño de los componentes, los nudos de conexión, los cimientos, la protección contra la corrosión, la instalación y la corrección, la instalación de cables, entre otros aspectos, proporcionando una orientación fundamental para el desarrollo estandarizado del sector de los sistemas de montaje.

A nivel de práctica del proyecto, empresas nacionales de montaje, como Antai New Energy, participaron activamente en seminarios técnicos y en la promoción de proyectos fotovoltaicos distribuidos. En agosto de 2022, Antai New Energy presentó sus soluciones técnicas para el diseño de sistemas de lastre en cubiertas planas en el Seminario de Energía Fotovoltaica Distribuida de Fujian, ofreciendo soluciones personalizadas de diseño de lastre adaptadas a las distintas capacidades de carga de las cubiertas y preinstalando los componentes del sistema para mejorar la eficiencia de la instalación.

Además, Antai New Energy lanzó el producto BIPV totalmente de aluminio “Taiyang Ding”, que destaca por su ligereza, alta resistencia, larga vida útil, impermeabilidad del 100 % y una instalación sencilla en comparación con los productos BIPV convencionales. El proceso de instalación se simplifica en tres pasos: “colocar, presionar y encajar”, lo que permite un funcionamiento y un mantenimiento preventivos, livianos y personalizados.