I. Gran avance tecnológico: los soportes flexibles inauguran una nueva era para la energía fotovoltaica en cubiertas

En 2022, el avance tecnológico más destacado en el sector de los sistemas de montaje para energía fotovoltaica fue la aplicación a gran escala de soportes flexibles. El 31 de julio, el primer proyecto nacional de energía fotovoltaica con montaje flexible en cubierta —el proyecto fotovoltaico distribuido de 6,00264 MW de Guoneng Shenfu (Jinjiang) Thermal Power, ubicado en la cubierta de la nueva fábrica de Fengzhu Textile, en el Parque Anjian de la ciudad de Jinjiang, provincia de Fujian— fue conectado con éxito a la red a plena capacidad. El proyecto aprovechó aproximadamente 47.000 metros cuadrados de cubiertas de talleres y dormitorios para instalar un sistema fotovoltaico distribuido, operando bajo el modelo de “autoconsumo con excedente inyectado a la red”.

La innovación tecnológica de este proyecto resolvió eficazmente los principales problemas asociados a la fotovoltaica tradicional en cubiertas. Debido a las complejas condiciones de las cubiertas de los talleres uno y dos, donde lucernarios de iluminación de 5 a 6 metros de altura generaban una sombra intensa sobre los módulos fotovoltaicos distribuidos, la solución tradicional de montaje fijo habría limitado considerablemente la disposición de la capacidad de los módulos. El equipo del proyecto adoptó una solución innovadora de montaje flexible: erigió columnas de acero sobre las columnas de hormigón de la cubierta de la fábrica textil y luego fijó los paneles fotovoltaicos a cables de acero bajo tensión. Este enfoque se adaptó con éxito a las condiciones locales, redujo los costos y mejoró la eficiencia.

En términos de resultados concretos, las ventajas de los soportes flexibles son muy notorias. Según un representante de la Compañía de Energía Térmica de Jinjiang, en la provincia de Fujian, del Grupo Guoneng, en comparación con las configuraciones tradicionales, la solución de soportes flexibles permitió aumentar en 7.359 unidades el número de módulos fotovoltaicos instalados en la misma superficie, incrementar la capacidad instalada en casi 4,3 MW y generar anualmente 5,17 millones de kWh adicionales. De este modo, se maximizó la utilización del suelo y se logró una disposición a plena capacidad en condiciones de escasez de terreno. El proyecto cuenta con una capacidad instalada total de 6,00624 MW, una producción eléctrica media anual de aproximadamente 6,98 millones de kWh y, tras su puesta en servicio, se estima que permitirá ahorrar alrededor de 2.291,67 toneladas de carbón estándar y reducir las emisiones de CO₂ en unas 6.965,84 toneladas por año.

Los expertos del sector señalan que los sistemas de montaje flexibles permiten vanos amplios y ajustes flexibles de la luz, con una disposición versátil, una alta eficiencia en la generación de energía, una buena resistencia a las fisuras, un bajo consumo de acero y exigencias reducidas en cuanto a la capacidad de carga. En la misma superficie de terreno y con vanos de gran envergadura, la capacidad instalada por módulo de los soportes flexibles es aproximadamente tres veces superior a la de los soportes fijos. Gracias a sus características de flexibilidad, adaptabilidad y ahorro de espacio, los montajes flexibles presentan amplias perspectivas de aplicación en terrenos complejos, como llanuras tidales, estanques piscícolas, plantas de tratamiento de aguas residuales, zonas montañosas, laderas áridas y cuerpos de agua.

II. Expansión continua del mercado, la industria entra en un período de alto crecimiento

En el contexto de un aumento sostenido de la capacidad instalada de energía fotovoltaica, la industria de los sistemas de montaje para paneles fotovoltaicos mantuvo un sólido impulso de crecimiento en 2022. En 2021, la nueva capacidad fotovoltaica de China alcanzó 54,88 GW, de los cuales 29,28 GW correspondieron a la generación distribuida, lo que representó aproximadamente el 55 % del total de la nueva capacidad fotovoltaica; fue la primera vez que la generación distribuida superó a las instalaciones centralizadas. El creciente peso de la generación distribuida generó una importante demanda adicional de productos para el montaje sobre cubiertas.

En términos de tamaño del mercado, la industria china de estructuras de montaje para energía fotovoltaica volvió a crecer tras una breve recesión. En 2021, el tamaño del mercado se recuperó hasta aproximadamente 17,5 mil millones de yuanes, con una tasa de crecimiento interanual de alrededor del 51,91%. Con el continuo aumento de la capacidad instalada de energía fotovoltaica, se prevé que el tamaño del mercado alcance los 19 mil millones de yuanes en 2022.

Desde una perspectiva de la estructura del producto, los soportes para paneles fotovoltaicos se dividen principalmente en soportes fijos y soportes de seguimiento. Los soportes fijos se instalan con un ángulo que maximiza la radiación solar anual; los soportes de seguimiento siguen la posición del sol, ajustando activamente la orientación de los módulos para optimizar el aprovechamiento de la radiación solar, lo que aumenta la generación de energía y permite obtener rendimientos más elevados. A medida que mejora la aceptación del mercado hacia los soportes de seguimiento, la tasa de penetración de estos en China está recuperándose, pasando al 18,7 % en 2020 y alcanzando el 21,56 % en 2021, con una tasa de penetración prevista del 23 % para 2022.

Atendiendo al mercado global, los envíos mundiales de estructuras para la instalación de paneles fotovoltaicos alcanzaron aproximadamente 210,5 GW en 2021, lo que representa un aumento de alrededor del 67,44 % respecto a 2020. Se prevé que, para 2025, los envíos globales de estructuras fotovoltaicas puedan superar los 450 GW. El tamaño del mercado mundial de estructuras fotovoltaicas pasó de aproximadamente 35,98 mil millones de yuanes en 2020 a 58,216 mil millones de yuanes en 2021, con una tasa de crecimiento interanual de alrededor del 61,8 %.

III. Innovación en el proceso de instalación: la solución “sin retirada de paneles del tejado” aborda los principales desafíos de la energía fotovoltaica en cubiertas

En respuesta a los principales inconvenientes de la instalación tradicional de paneles fotovoltaicos en cubiertas —como la dificultad para retirar las placas, los elevados costos y la limitada capacidad de carga—, en 2022 surgieron diversas soluciones innovadoras en distintas regiones. Entre ellas, destacó el proceso de instalación del sistema BIPV (Fotovoltaico Integrado en Edificios), que no requiere retirar las placas de la cubierta, desarrollado por la Compañía de Suministro Eléctrico de Zhoushan, en la provincia de Zhejiang. Este método, basado en nivelar la cubierta de acero corrugado, incorpora un sistema de drenaje y emplea soportes en forma de L y tornillos autorroscantes que atraviesan el acero corrugado, asegurando una conexión sólida entre los soportes de los módulos fotovoltaicos y la estructura metálica de la cubierta.

Este proceso innovador resolvió de manera eficaz los principales desafíos para impulsar la instalación de energía fotovoltaica distribuida en los techos de las fábricas situadas en zonas insulares. Los sistemas fotovoltaicos tradicionales montados sobre tejados requieren la colocación de soportes para los paneles mediante la fundición de bloques de hormigón, con un peso medio de aproximadamente 400 kg por cada 10 metros cuadrados, lo que impone exigencias elevadas de resistencia estructural a los techos de los edificios. En cambio, los techos de las fábricas en las islas suelen estar cubiertos principalmente por chapas de acero corrugado, cuya capacidad de carga es limitada, y retirar dichas chapas puede llegar a costar hasta un millón de yuanes por cada mil metros cuadrados.

Los resultados de la aplicación de la solución “sin retirada de paneles del tejado” son significativos. El primer proyecto BIPV de este tipo en la provincia de Zhejiang —el proyecto fotovoltaico distribuido sobre cubierta de Wanbang Shipbuilding Heavy Industry Co., Ltd.— se conectó a la red a principios de este año, lo que le permitió a la empresa ahorrar alrededor de un millón de yuanes. Esta solución reduce considerablemente la carga sobre el tejado, disminuye en promedio casi un 30 % los costos de instalación, reduce de manera notable los riesgos de seguridad asociados con trabajos en altura, aumenta en más de un 70 % la superficie útil del tejado y eleva sustancialmente la capacidad instalada de energía fotovoltaica.

Además, dadas las características de la provincia de Zhejiang propensas a los tifones, la Compañía de Suministro Eléctrico de Zhoushan colaboró con la Facultad de Arquitectura de la Universidad Tongji para establecer un “modelo de índice de resistencia al viento para paneles fotovoltaicos instalados en cubiertas”. De este modo, se sustituyeron con éxito los anteriores diseños de resistencia al viento basados en la experiencia; basta con introducir los datos pertinentes de la cubierta del proyecto previsto para que el sistema genere automáticamente los parámetros de diseño de resistencia al viento más adecuados para dicha cubierta.

IV. Continuidad del apoyo político y garantías institucionales para el desarrollo de la energía fotovoltaica en cubiertas

En 2022, los gobiernos nacional y locales promulgaron de manera intensiva una serie de medidas de política pública en apoyo a los sistemas de montaje fotovoltaico y al desarrollo de la energía fotovoltaica en cubiertas, lo que generó un entorno normativo favorable para el sector.

A nivel nacional, desde 2006, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma (CNDR), el Ministerio de Hacienda, el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información (MIIT), la Administración Nacional de Energía (ANE) y otros organismos han emitido de manera constante documentos normativos que apoyan y regulan la industria fotovoltaica, abarcando aspectos como la producción, las ventas, las políticas fiscales y tributarias, los subsidios, las políticas de uso del suelo y otras cuestiones relevantes. En enero de 2022, la CNDR y la ANE publicaron conjuntamente el “Decimocuarto Plan Quinquenal para los Sistemas Energéticos Modernos”, en el que se establecen claramente objetivos: que la generación eléctrica no fósil represente alrededor del 39 % del consumo total de electricidad para 2025 y que la energía renovable se convierta en la principal fuente de suministro eléctrico para 2035.

A nivel local, diversas regiones introdujeron políticas de incentivos específicas. En noviembre de 2022, la ciudad de Hefei, en la provincia de Anhui, promulgó las “Reglas Detalladas de varias políticas para impulsar aún más el desarrollo de alta calidad de la industria fotovoltaica”, que otorgan subvenciones únicas de hasta 0,2 yuanes/W y 0,4 yuanes/W a los inversores de proyectos fotovoltaicos en cubiertas y BIPV con potencias iguales o superiores a 100 kW, con un subsidio máximo de 100.000 yuanes por proyecto. La política también apoya explícitamente a los fabricantes de productos auxiliares, incluidos los soportes, otorgando subvenciones de 100.000 yuanes, 200.000 yuanes y 300.000 yuanes, respectivamente, a las empresas cuyos ingresos anuales superen los 100 millones, 500 millones y 800 millones de yuanes.

En términos de normas industriales, la norma grupal “Especificaciones de construcción para proyectos de generación fotovoltaica distribuida en tejados de viviendas conectados a la red” (T/ZS 0280-2022), publicada en mayo de 2022, establece de manera sistemática los procedimientos para el levantamiento topográfico del sitio, los esquemas de diseño, la instalación y la puesta en servicio de sistemas fotovoltaicos residenciales, abarcando diversos métodos de montaje, entre ellos el montaje tipo gancho con aleación de aluminio, el montaje con estructura de acero en C y el montaje en invernaderos. Asimismo, varias regiones han emitido regulaciones de gestión de la seguridad que exigen expresamente que los soportes fotovoltaicos estén fabricados con materiales anticorrosivos y antioxidantes, cumpliendo con los “Requisitos técnicos generales para soportes de sistemas fotovoltaicos solares JG/T490”, y que sus clases de carga eólica y de carga gravitatoria se ajusten a las normas nacionales vigentes para la aceptación de la calidad en la construcción de estructuras de acero.

V. Aparición de nuevos soportes de materiales compuestos, aceleración de la aplicación de los compuestos

En 2022, se lograron avances significativos en la tecnología de soportes fotovoltaicos de materiales compuestos, lo que abre una nueva vía técnica para soportes fotovoltaicos ligeros, resistentes a la corrosión y de larga vida útil.

Chongqing Yixuan fabricó con éxito soportes fotovoltaicos compuestos en mayo de 2022 y concluyó a principios de septiembre un proyecto piloto de generación distribuida de energía fotovoltaica en cubiertas. Estos soportes fotovoltaicos compuestos se ensamblan a partir de perfiles pultrusionados de alto rendimiento, mediante un diseño estructural innovador, con un contenido de fibra de vidrio de hasta el 80 %. En comparación con los soportes metálicos tradicionales, ofrecen una vida útil más prolongada, una huella de carbono menor, resistencia a la corrosión y una alta resistencia mecánica, proporcionando soluciones superiores para aplicaciones fotovoltaicas en zonas marítimas, áreas salino‑alcalinas, estanques piscícolas y entornos de gran altitud.

Cabe destacar que aún existe margen para la innovación en la tecnología de soportes de materiales compuestos. Una patente de invención propone sustituir los sistemas de soporte de acero galvanizado por soportes solares de materiales compuestos, empleando vigas, vigas longitudinales y columnas cortas de material compuesto en lugar de los componentes metálicos tradicionales, lo que permite prolongar la vida útil, reducir el peso y mejorar la resistencia a la corrosión, adecuándose así a las tendencias de desarrollo futuras.

VI. Desarrollo de la integración BIPV: ampliación y redefinición del valor de los soportes

En 2022, la fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) se convirtió en un foco de atención del sector, y el concepto y el valor de los soportes fotovoltaicos comenzaron a redefinirse. A diferencia de los primeros sistemas fotovoltaicos instalados en cubiertas, que solían emplear cimentaciones de hormigón o abrazaderas y rieles para fijar los soportes a los tejados, la BIPV integra el sistema fotovoltaico con el propio edificio mediante un diseño, una construcción y una instalación simultáneos. Los módulos fotovoltaicos personalizados de la BIPV se conectan directamente a la cubierta de acero corrugado subyacente mediante abrazaderas especializadas, lo que elimina rieles, soportes y otros elementos adicionales, dando lugar a un sistema altamente integrado.

El 29 de junio, Antai New Energy lanzó oficialmente su nuevo producto BIPV “Taiyang Ding” (Techo Solar). Este producto utiliza una aleación de aluminio de alto rendimiento, que supera en un 20 % los estándares nacionales chinos, logra una impermeabilización del 100 %, simplifica la instalación —basta con colocar, presionar y fijar— y permite un mantenimiento preventivo, ligero y personalizado. Reduce los costos del sistema en un 20 %, aumenta la eficiencia en un 50 % y cuenta con una vida útil de hasta 50 años, comparable a la propia edificación.

En agosto, Arctech (Chasing Sun) lanzó a nivel mundial su sistema de seguimiento de última generación. El negocio principal de la empresa abarca la I+D, el diseño, la producción y la comercialización de estructuras de seguimiento, estructuras fijas y sistemas BIPV. El despliegue activo de empresas líderes refleja la creciente madurez del sector BIPV.

VII. Las empresas compiten e innovan, y la vitalidad del sector se desborda

En 2022, las actividades de innovación en el sector de los sistemas de montaje fotovoltaico fueron excepcionalmente intensas. Schletter Group, fabricante mundial líder de sistemas de montaje solar, presentó sus productos y soluciones más recientes en la Feria Internacional de Energía Solar de Múnich, centrados en maximizar la eficiencia, tanto en el uso de materiales como en la rapidez de instalación. Su sistema de techo inclinado ProLine incorpora una nueva geometría de perfil que reduce significativamente el consumo de material, al tiempo que soporta cargas más elevadas.

Antai New Energy, reconocida como una de las empresas más innovadoras en sistemas de montaje fotovoltaico en 2022 por sus avances en BIPV, desarrolló el producto BIPV totalmente de aluminio “Taiyang Ding”, utilizando una aleación de aluminio de alto rendimiento patentada por Antai, lo que permitió mejoras integrales en impermeabilidad, instalación, mantenimiento, rendimiento y estabilidad.

Qingyuan Photovoltaics lanzó dos nuevos rieles para sistemas de montaje fotovoltaico en suelo, lo que mejora la estabilidad y la durabilidad del sistema. Mountain Technology, empresa cotizada en la Capa de Innovación de la NEEQ, obtuvo una patente para un “soporte de montaje solar de doble ángulo ajustable”, lo que refleja un continuo y profundo perfeccionamiento de los detalles técnicos en el sector.