I. El tamaño del mercado global de pilotes helicoidales solares sigue expandiéndose, con perspectivas de crecimiento prometedoras

En 2022, el mercado mundial de pilotes atornillados registró un crecimiento significativo. Según los datos publicados por la prestigiosa firma de investigación de mercados Verified Market Reports, el mercado de pilotes atornillados (incluidos los pilotes helicoidales) alcanzó 1.500 millones de dólares estadounidenses en 2022 y se prevé que alcance los 2,8 mil millones de dólares estadounidenses para 2030, con una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) de aproximadamente el 8,5 % entre 2024 y 2030. Este crecimiento del mercado está impulsado principalmente por la creciente demanda de soluciones de cimentación sostenibles y rentables, especialmente en proyectos de energías renovables.

Al analizar el subsegmento de pilotes solares, el mercado mundial de pilotes solares también presenta un sólido potencial de crecimiento. Según informes de análisis de mercado de Spherical Insights, el mercado de pilotes solares puede dividirse, según el tipo, en pilotes instalados sobre el terreno, pilotes atornillados y pilotes hincados, y, según el material, en pilotes de acero, de aluminio, entre otros. Las áreas de aplicación abarcan los sectores eléctrico, residencial, comercial e industrial. A medida que los proyectos de energía solar siguen aumentando a nivel global, la demanda de pilotes atornillados como una importante solución de cimentación se eleva de manera sostenida.

En el mercado norteamericano, el mercado de pilotes atornillados también muestra un crecimiento sostenido. Según un informe de investigación de mercado de DataBridge, se prevé que el mercado norteamericano de pilotes atornillados alcance una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de 3,9% durante el período de pronóstico, de 2022 a 2029. La creciente adopción de parques solares y de la construcción agrícola constituye un factor clave que impulsa el crecimiento de este mercado.

II. Innovación tecnológica continua, mejoras significativas en el rendimiento de los pilotes de tornillo

En 2022, el sector de las pilas atornilladas solares registró una serie de importantes innovaciones tecnológicas, logrando avances significativos en la mejora de la capacidad portante, la optimización del diseño estructural y la adaptación a condiciones geológicas complejas.

1. La tecnología de estructuras de ala vertical mejora la capacidad de carga lateral

En diciembre de 2022, la Corporación de Ingeniería del Noroeste Limitada de PowerChina divulgó públicamente una patente titulada «Un pilote atornillado para instalaciones fotovoltaicas con una estructura de ala vertical en la sección superior y su método de aplicación» (N.º de publicación CN115467323A). Esta tecnología incorpora una estructura de ala vertical en la sección superior del tubo de acero de un pilote helicoidal de acero, mejorando de manera significativa la capacidad de carga lateral de la pilote de tornillo y reducir el desplazamiento en la cabeza de la pilote bajo cargas laterales. Esta innovación puede reducir eficazmente la longitud de la pilote, economizar materiales de construcción, disminuir los costos del proyecto y mejorar su viabilidad económica.

2. Avance en la tecnología de pilotes atornillados para centrales fotovoltaicas en zonas de marea

Ante condiciones geológicas especiales, como las llanuras de marea, una tecnología patentada desarrollada en 2022 ha permitido la creación de un pilote fotovoltaico específico para centrales solares en zonas de llanuras de marea. El cuerpo del pilote presenta un diseño cilíndrico hueco, con una sección circular lisa en la parte superior y una nervadura helicoidal continua en la base. La longitud de la nervadura helicoidal está diseñada entre 2,5 y 3,0 metros, con un paso de 0,4 a 0,6 metros. Durante la ejecución, la nervadura inferior actúa como una broca helicoidal, perforando eficazmente los suelos blandos, lo que facilita el hundimiento del pilote y aumenta la eficiencia constructiva. Al mismo tiempo, este diseño mitiga de manera efectiva los efectos de compactación del suelo, resolviendo problemas frecuentes en los pilotes de tubo pretensados tradicionales utilizados en centrales situadas en llanuras de marea, como la falta de uniformidad en la cota de asiento y la desviación del eje del pilote.

3. Resultados importantes de investigación sobre la resistencia al levantamiento por congelación

En las regiones de suelo estacionalmente congelado situadas a altas latitudes y bajas altitudes, el impacto del levantamiento por helada sobre los cimientos de los sistemas de montaje fotovoltaico ha constituido siempre un desafío ingenieril. En 2022, equipos de investigación académica llevaron a cabo estudios sistemáticos sobre las características del levantamiento por helada de pilotes de tornillo de acero para soportes fotovoltaicos, mediante ensayos in situ y simulaciones numéricas. Los resultados mostraron que, en un rango de separación entre hélices de 500 a 700 mm, el valor anual del levantamiento por helada del pilote se sitúa aproximadamente entre 6,08 y 7,73 mm. El estudio determinó que… Recubrir el cuerpo del montículo con una capa de asfalto de espesor superior a 10 mm puede eliminar prácticamente el levantamiento por helada. , proporcionando una orientación técnica confiable para el diseño de pilotes de tornillo en proyectos fotovoltaicos en regiones frías.

4. Optimización colaborativa de sistemas de seguimiento fotovoltaico y pilotes de tornillo

En septiembre de 2022, FTC Solar lanzó su sistema de seguidor solar de un solo eje de nueva generación, "Pioneer". El diseño innovador de este sistema requiere… Entre un 18 % y un 36 % menos de pilas por megavatio En comparación con las soluciones líderes del sector existentes, reduce de manera significativa los gastos de capital y los costos laborales. El diseño permite el uso de pilotes de tornillo en suelo para superar condiciones subterráneas complejas, ampliando aún más las perspectivas de aplicación de los pilotes de tornillo en proyectos fotovoltaicos a gran escala.

III. Las prácticas exitosas de proyectos fotovoltaicos a gran escala destacan las ventajas de la eficiencia en la instalación de pilotes atornillados

En 2022, varios proyectos de generación de energía fotovoltaica a gran escala adoptaron con éxito las pilas atornilladas como solución de cimentación, lo que confirmó plenamente la fiabilidad y la eficiencia de estas pilas en proyectos de gran envergadura.

Proyecto de generación de energía fotovoltaica de 200 MW en Shuangwan, Distrito de Jinchuan, Huaneng

Ubicado en la zona de extensión occidental del desierto de Tengger, al noreste de la ciudad de Jinchang, provincia de Gansu, este proyecto inició su construcción el 30 de julio de 2022. Con una superficie aproximada de 7.050 mu (alrededor de 470 hectáreas), el proyecto constaba de 64 conjuntos de paneles solares, lo que requirió la instalación de… más de 159.000 pilotes de acero con tornillo . Las pilas de tornillo se dividieron en dos longitudes (1,8 m y 2,2 m) según las condiciones del terreno, utilizándose para la instalación de los soportes y de los módulos fotovoltaicos. A partir de agosto de 2022, el equipo del proyecto inició las labores de colocación de las pilas de tornillo y de su atornillado mecánico. Cada conjunto requirió más de 2.000 pilas de tornillo, con una instalación diaria de entre 700 y 800 pilas, completando en promedio un conjunto cada dos o tres días. Aunque el emplazamiento de la obra se encontraba en un desierto de gobi, con una gruesa capa de arena en la superficie y una dura capa rocosa en el subsuelo —condiciones extremadamente adversas—, el equipo del proyecto logró finalizar con éxito toda la cimentación por pilas gracias a diversos ensayos mecánicos y a ajustes en el plan de ejecución. Tras su puesta en servicio, el proyecto generará aproximadamente 360.000 MWh de electricidad limpia al año, ahorrando cerca de 110.000 toneladas de carbón estándar y reduciendo las emisiones de CO2 en unas 284.000 toneladas.

Proyecto de energía fotovoltaica en Massachusetts, EE. UU.

En 2022, Terrasmart completó un proyecto de instalación de cimentación con pilotes atornillados para un… 7,3 MW Proyecto fotovoltaico en la localidad de Orange, Massachusetts, EE. UU. El emplazamiento presentaba condiciones complejas, entre ellas una pendiente de 21 % en dirección norte‑sur, terreno rocoso y zanjas de drenaje, además de ser propenso a las inundaciones. Ante estos desafíos, el equipo de construcción recomendó pilotes de tornillo de tierra con longitudes de 2.600 a 2.900 mm y utilizó equipos especializados de baja presión sobre el suelo para trabajar en condiciones de lodo. Finalmente, el equipo del proyecto logró instalar con éxito 4.782 pilotes de tornillo de tierra , completando todas las instalaciones de cimentación dentro del plazo programado y demostrando plenamente las ventajas constructivas de los pilotes atornillados en condiciones de terreno complejas.

Comparación de la rentabilidad: pilotes atornillados frente a pilotes hincados

En 2022, expertos del sector realizaron comparaciones sistemáticas de costo‑efectividad entre los pilotes atornillados y los pilotes hincados. El análisis mostró que, aunque el costo inicial de los materiales de los pilotes atornillados es aproximadamente… 26% higher que el de los sistemas de pilotes hincados, la instalación de pilotes atornillados es más rápida — el número de pilotes atornillados instalados por día es de 40% higher que los pilotes hincados. Más importante aún, los pilotes atornillados eliminan por completo el riesgo de “refusión” (cuando un pilote no puede ser hincado hasta la profundidad requerida), mientras que los pilotes hincados requieren intervenciones correctivas cuando se produce refusión en terrenos rocosos o empinados, lo que añade, en promedio, unos 250 dólares estadounidenses por pilote para las labores de remediación. Cuando se incluyen los costos de refusión en el costo total, los pilotes atornillados presentan una clara ventaja en términos de costo global en condiciones de terreno complejas.

IV. El entorno de políticas favorable y el desarrollo de nuevas energías de alta calidad siguen aportando un nuevo impulso al mercado de los pilotes atornillados

En 2022, China adoptó una serie de medidas de política a nivel nacional para impulsar el desarrollo de alta calidad de las nuevas energías, creando un entorno normativo favorable al crecimiento sostenido del mercado de pilotes helicoidales solares.

En mayo de 2022, la Oficina General del Consejo de Estado remitió el “Plan de Implementación para Promover el Desarrollo de Alta Calidad de las Nuevas Energías en la Nueva Era”, emitido por la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma (CNDR) y la Administración Nacional de Energía. El plan señaló explícitamente la necesidad de… Acelerar la construcción de bases de energía eólica y fotovoltaica a gran escala, con especial énfasis en desiertos, gobi y tierras áridas. , y a intensificar los esfuerzos en la planificación y el desarrollo de un nuevo sistema de suministro y consumo de energía basado en grandes parques eólicos y fotovoltaicos. El plan también establece que, para 2025, la tasa de cobertura fotovoltaica en cubiertas de nuevos edificios de instituciones públicas alcance el 50 %, al tiempo que se fomenta la instalación de sistemas fotovoltaicos o de aprovechamiento solar térmico en los edificios existentes de instituciones públicas.

En noviembre de 2022, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma emitió las “Opiniones sobre la mejora adicional del entorno de políticas y el aumento del apoyo a la inversión privada”, alentar explícitamente a las empresas privadas a aumentar la inversión en los ámbitos del ahorro energético y la reducción de emisiones de carbono como la energía solar, la energía eólica, la energía de biomasa y el almacenamiento de energía. Estas señales de política han generado amplias oportunidades de mercado para la cadena industrial de la energía fotovoltaica, incluidas las pilas de tornillo.

A nivel local, ciudades como Shanghái también han adoptado medidas de apoyo mediante fondos especiales para el desarrollo de las energías renovables y las nuevas energías, otorgando subvenciones a través de la tarifa de alimentación a los inversores de proyectos basándose en…