I. Panorama del sector: El mercado de estructuras de montaje solar terrestre entra en una etapa de crecimiento acelerado

En 2022, impulsada por los objetivos de “doble carbono” de China y la estrategia nacional de transición energética, la industria fotovoltaica (FV) registró un crecimiento explosivo. Como el “esqueleto” de las centrales fotovoltaicas, el sector de los sistemas de montaje en tierra para paneles solares entró en una fase de rápido desarrollo. Según datos relevantes, el tamaño del mercado de los sistemas de montaje solar en tierra en China superó los 10.000 millones de yuanes en 2022 y se prevé que mantenga una tasa de crecimiento anual del 15 % durante los próximos años. Entre enero y agosto de 2022, la capacidad fotovoltaica instalada alcanzó 44,47 GW, y se estima que las nuevas instalaciones anuales se situarán entre 85 y 100 GW. Este rápido crecimiento impulsó directamente la demanda de sistemas de montaje fotovoltaico.

En cuanto a la estructura del mercado, los principales actores en China incluyen Nextracker, Arctech Solar, Array Technologies, Jiangsu Guoqiang y Grace Solar, siendo los sistemas de montaje fijo los que aún concentran la mayor cuota de mercado. La capacidad de suministro de China en sistemas de montaje fotovoltaico sigue aumentando. En 2020, los envíos mundiales de las principales empresas chinas alcanzaron 43.286 MW, lo que representa un crecimiento interanual del 69,2%.

II. Apoyo a las políticas: Políticas intensivas a nivel nacional y local

En 2022, el gobierno nacional emitió una serie de políticas en apoyo del desarrollo de la industria fotovoltaica. En enero, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma (CNDR) junto con la Administración Nacional de Energía (ANE) publicaron el… Decimocuarto Plan Quinquenal para los Sistemas Energéticos Modernos , señalando explícitamente que, para 2025, la participación de la generación eléctrica a partir de fuentes no fósiles debería alcanzar alrededor del 39%, y que, para 2035, la energía renovable debería convertirse en la principal fuente de suministro eléctrico. En marzo, el Ministerio de Vivienda y Desarrollo Urbano‑Rural emitió el Decimocuarto Plan Quinquenal para la Eficiencia Energética en la Edificación y el Desarrollo de la Construcción Verde , promoviendo el diseño, la construcción y la instalación integrados de sistemas fotovoltaicos integrados en edificios (BIPV) para nuevas construcciones, fomentando que los edificios públicos financiados por el gobierno aumenten la incorporación de tecnologías fotovoltaicas, con una capacidad acumulada nueva de BIPV de 50 GW.

A nivel local, las provincias y ciudades han presentado planes de desarrollo energético que establecen requisitos para los sistemas de montaje de energía fotovoltaica. El Buró Municipal de Desarrollo y Reforma de Zhuhai emitió un aviso para normalizar los proyectos de generación distribuida de energía fotovoltaica, especificando que la altura desde el punto más alto de los módulos fotovoltaicos hasta la superficie de montaje no debe superar los 2,8 metros, ni exceder en más de 1 metro la cota del plano más elevado del edificio. Shandong y otras provincias han puesto en marcha políticas de promoción de la BIPV, y algunas incluso imponen una cobertura mínima de energía fotovoltaica en los nuevos techos industriales que alcanza hasta el 100%.

El 30 de diciembre de 2022, la Asociación China de la Industria Fotovoltaica publicó oficialmente el… Directrices técnicas para el diseño y la instalación de sistemas flexibles de montaje fotovoltaico (T/CPIA 0047‑2022), la primera norma de grupo para sistemas de montaje flexibles en China, entró en vigor el 15 de enero de 2023, proporcionando una especificación técnica de referencia para el diseño y la instalación de sistemas flexibles.

III. Actualizaciones del proyecto: Instalación continua de sistemas de montaje en tierra a nivel nacional

En 2022, se pusieron en marcha de manera intensiva numerosos proyectos de centrales fotovoltaicas terrestres en toda China, mientras que la instalación de estructuras de montaje avanzaba de forma sostenida.

3.1 Proyecto fotovoltaico en zona de alta densidad de pilotes en Wuzhou, Guangxi

En abril de 2022, la Sucursal de Nanning del Primer Buró de Ingeniería de China Aneng instaló con éxito los soportes y los módulos fotovoltaicos en el área de pilotes elevados del conjunto número 1 situado aguas arriba del margen derecho del proyecto de generación de energía fotovoltaica de Wangcun, en el distrito de Changzhou, ciudad de Wuzhou, provincia de Guangxi. El proyecto aprovecha el espacio abierto existente alrededor de la central hidroeléctrica de Wangcun para construir una planta fotovoltaica de suelo. El nivel de inundación de diseño para un periodo de retorno de 30 años es de 27,8 m; la cota más baja de los módulos no es inferior a 28,5 m, y los pilotes sobresalen entre 6 y 8 m sobre el terreno. Se instalaron dos conjuntos de estructuras de montaje y módulos por día.

3.2 Proyecto complementario de agri‑PV en Yan’an, provincia de Shaanxi

El 29 de junio de 2022, el proyecto de generación de energía agro‑fotovoltaica Datang Huanglong Sancha inició oficialmente la montaje y la instalación de módulos fotovoltaicos. El proyecto está ubicado en la aldea de Luozi, municipio de Sancha, condado de Huanglong, ciudad de Yan’an, y combina la generación de energía fotovoltaica con la producción agrícola.

3.3 Proyecto de energía fotovoltaica en la planta de tratamiento de aguas residuales de Liaoning

El 20 de mayo de 2022, el proyecto fotovoltaico de la planta de tratamiento de aguas residuales occidental de la Compañía Dongdian N.º 3 del Grupo de Ingeniería Energética de China logró la conexión a la red a plena capacidad. Ubicada en Shenyang, provincia de Liaoning, esta es la primera central fotovoltaica del noreste de China que ha adoptado de manera extensiva sistemas de montaje flexibles. Frente a desafíos como la limitación del espacio disponible en el terreno y la elevada dificultad de construcción, la tecnología de montaje flexible resolvió eficazmente los problemas de instalación.

3.4 Primer proyecto de energía fotovoltaica distribuida en una planta de aluminio electrolítico en China

En mayo de 2022, el primer proyecto fotovoltaico distribuido de China instalado en una planta de aluminio electrolítico logró la conexión a la red a plena capacidad. Se instalaron sistemas de montaje de aleación de aluminio, que ofrecen ventajas como un aspecto estético, una buena resistencia a la corrosión y un elevado valor de recuperación de los residuos, materializando el concepto verde de construir centrales eléctricas fotovoltaicas limpias utilizando materiales de aluminio ecológicos y de bajo carbono.

3.5 Proyecto terrestre de extra‑alta tensión de 28 MW en Japón

En agosto de 2022, se completó y recibió la planta fotovoltaica terrestre a gran escala de 28 MW ubicada en la ciudad de Suzuka, prefectura de Mie, Japón, suministrada por Mibet Energy. El proyecto utiliza el sistema de montaje sobre suelo PGT8, desarrollado de forma autónoma por Mibet. La cimentación se ejecuta mediante el método de pilotaje, con la instalación de pilotes de forma “Π” en el terreno. Está diseñada para soportar cargas de viento de 60 m/s y cargas de nieve de 2 kN/m². La producción anual de energía prevista es de 46 millones de kWh, lo que permitirá reducir las emisiones de CO₂ en aproximadamente 28.000 toneladas al año.

3.6 Proyecto de sistema de seguimiento en un tramo de carretera montañosa

En julio de 2022, se completó el primer proyecto fotovoltaico de China en un tramo montañoso de carretera, que empleó módulos Vertex de 670 W de Trina Solar junto con el sistema de seguimiento Vanguard 1P de la misma empresa; cada estructura soportaba hasta 120 módulos, transformando un terraplén en un recurso valioso.

IV. Innovación tecnológica: los sistemas flexibles y de seguimiento se convierten en puntos clave del sector

4.1 Auge de los sistemas de montaje flexibles

En 2022, los sistemas de montaje flexibles para paneles fotovoltaicos se convirtieron en un foco tecnológico. Estos sistemas emplean cuatro métodos de instalación —“suspensión, tensión, colgado y arriostramiento”—, lo que permite una colocación libre en todas las direcciones. Ofrecen ventajas como la reducción del consumo de materiales, una carga más ligera, menores costos y plazos de construcción más cortos, siendo adecuados para aplicaciones de gran luz, como montañas, laderas, estanques, piscifactorías y áreas boscosas.

Desde el punto de vista económico, los sistemas flexibles reducen de manera significativa el número de componentes, el consumo de acero y la cantidad de pilares en comparación con las soluciones tradicionales, lo que garantiza la competitividad en costos y la facilidad de instalación. Sin embargo, la industria también ha señalado desafíos en cuanto a la resistencia al viento, lo que exige una verificación y un diseño rigurosos cuando se emplean en zonas propensas a tifones.

4.2 Incremento significativo en la penetración del sistema de seguimiento

En 2022 se registró un rápido crecimiento en el mercado de los sistemas de seguimiento. Según informes de investigación de Dongxing Securities, estos sistemas pueden ajustar su ángulo a medida que avanza el sol, logrando habitualmente una generación de energía entre un 5 % y un 35 % superior a la de los sistemas fijos, lo que ofrece una mejor rentabilidad para muchas grandes plantas fotovoltaicas instaladas en suelo.

Según las estadísticas de CPIA, impulsada por un importante crecimiento en la instalación de plantas fotovoltaicas en tierra, la cuota de mercado de los sistemas de seguimiento en China alcanzó un máximo del 12 % en 2022. El informe anual de Arctech indica que los envíos de sistemas de seguimiento en 2022 aumentaron un 43 % interanual. Para 2025, se prevé que la penetración de los sistemas de seguimiento alcance entre el 25 % y el 30 %.

4.3 Casos de innovación tecnológica de la empresa

En 2022, Sumec Energy obtuvo dos patentes de modelo de utilidad, entre ellas un “sistema flexible de montaje fotovoltaico para terrenos en terrazas”, que resolvió eficazmente desafíos técnicos como pendientes pronunciadas y desniveles irregulares en obras de montaña. Asimismo, el sistema de seguimiento Vanguard 1P de Trina Solar, de alta estabilidad y precisión, fue ampliamente aplicado, lo que refleja una mejora tecnológica continua.

V. Selección de materiales: Comparación entre aleaciones de aluminio, acero galvanizado por inmersión en caliente y soportes galvanizados de Al‑Mg‑Zn

En 2022, los sistemas de montaje fotovoltaico adoptaron diversas rutas tecnológicas basadas en distintos materiales, cada una con características propias.

5.1 Soportes de aleación de aluminio

Los soportes fotovoltaicos de aleación de aluminio están fabricados principalmente con perfiles de aluminio anodizado (por ejemplo, Al6005‑T5). En condiciones atmosféricas, forman en la superficie una película de óxido densa que confiere una excelente resistencia a la corrosión, cuya tasa de corrosión disminuye con el tiempo. La aleación de aluminio es ligera y de aspecto estético; suele emplearse en pequeñas plantas de generación eléctrica donde existen restricciones de carga y en entornos altamente corrosivos. Tras 30 años, el aluminio conserva aproximadamente un 65 % de su valor de recuperación. Sin embargo, su costo es de unas 1,3 a 1,5 veces superior al de las estructuras de acero y, en caso de vientos fuertes o vanos amplios, su deformación resulta aproximadamente 2,9 veces mayor que la del acero.

5.2 Accesorios de acero galvanizado en caliente

Los soportes de acero galvanizado por inmersión en caliente utilizan acero Q235B con un recubrimiento de galvanización por inmersión en caliente (espesor de 55 a 80 μm). Ofrecen alta resistencia y baja deflexión bajo carga, siendo adecuados para centrales eléctricas convencionales o para componentes sometidos a elevadas solicitaciones. En condiciones normales, una galvanización de 80 μm garantiza una vida útil superior a 20 años. Sin embargo, en zonas industriales de alta humedad o en áreas costeras con elevada salinidad, es necesario aumentar el espesor del recubrimiento a más de 100 μm, con la necesidad de realizar un mantenimiento anual regular.

5.3 Montajes galvanizados de Al‑Mg‑Zn (ZAM)

Los soportes galvanizados de aleación Al‑Mg‑Zn captaron una atención considerable en 2022. Estos emplean chapas metálicas de aleación que contienen principalmente zinc, aluminio, magnesio, entre otros elementos. La incorporación de estos elementos de aleación confiere la capacidad de autorreparación en los bordes cortados, resistencia a la clorinidad y a los álcalis, resistencia a la abrasión y protección contra la corrosión, lo que los hace especialmente adecuados para entornos severos como desiertos, llanuras mareales y suelos salino‑alcalinos. Su principal característica es su elevada rentabilidad: permiten reducir costos y mejorar la seguridad de las centrales eléctricas cuando se utilizan de manera adecuada.

5.4 Montajes de acero corten

Los soportes de acero de intemperie se elaboran a partir de este tipo de acero, ofreciendo propiedades mecánicas equivalentes a las del acero de alta calidad y una resistencia a la corrosión atmosférica entre 2 y 8 veces superior a la del acero al carbono, con una mejora adicional de dicha resistencia con el tiempo. Eliminan la necesidad de galvanización por inmersión en caliente, lo que acorta los plazos de construcción, reduce los costos y evita la contaminación ambiental asociada a este proceso. Aunque su aspecto es ligeramente inferior, sus ventajas medioambientales, su bajo costo y su carácter libre de mantenimiento los convierten en una opción emergente.

VI. Guía de instalación: Tipos comunes de cimentación para estructuras de montaje fotovoltaico sobre suelo

La selección de la cimentación adecuada es un paso fundamental en la construcción de centrales eléctricas terrestres. Según información del sector correspondiente a 2022, los tipos de cimentación más comunes incluyen:

Cimentación de pilotes prefabricados : Se hincan pilotes de tubo de hormigón pretensado (diámetro aproximadamente 300 mm) o pilotes cuadrados (sección aproximadamente 200×200 mm), con placas de acero o pernos previstos en la parte superior para su conexión al soporte. La profundidad de los pilotes suele ser inferior a 3 metros, lo que permite una ejecución sencilla y rápida.

Cimentación de pilotes in situ con hormigón vertido : Formación de huecos conveniente; la cota superior de la cimentación puede ajustarse según el relieve del terreno; bajo volumen de refuerzo de hormigón; excavación mínima; construcción rápida; daño mínimo a la vegetación original. Adecuado para rellenos generales, arcilla, limo, arena, etc.

Cimentación de pilotes de acero atornillados : Se fija en el suelo mediante maquinaria especializada, con una ejecución muy rápida, sin necesidad de nivelación del terreno ni movimientos de tierra, y ofreciendo la máxima protección a la vegetación del lugar. Adecuado para desiertos, praderas, llanuras mareales, suelos congelados, etc. La altura de instalación puede ajustarse según las características del terreno.

Fundación Independiente : Mayor resistencia a la carga de agua, las inundaciones y el viento, pero mayor consumo de hormigón armado, largo período de construcción e importante impacto ambiental. Se utiliza con menor frecuencia en proyectos fotovoltaicos.

El diseño de la cimentación debe considerar las cargas muertas, las cargas de viento, las cargas de nieve, las cargas térmicas y las cargas sísmicas. La carga de viento suele ser el factor limitante. El diseño de la cimentación debe garantizar que no se produzca ningún fallo bajo la acción de la carga de viento.