Staffe fotovoltaiche (PV).sono strutture specializzate progettate per il posizionamento, l'installazione e il fissaggio di pannelli solari, noti anche come sistemi di montaggio solare. In quanto "spina dorsale" di una centrale fotovoltaica, i supporti fotovoltaici consentono un adattamento flessibile della costruzione della centrale in base al terreno, all'irradiazione solare e ad altri fattori. Un sistema di supporti fotovoltaici scientificamente valido non solo prolunga la durata della centrale fotovoltaica, ma migliora anche significativamente l’efficienza della produzione di energia.
Le staffe fotovoltaiche sono generalmente classificate in tre tipologie principali: staffe fisse, staffe di tracciamento e staffe flessibili.
I. Parentesi fisse
Come suggerisce il nome, le staffe fotovoltaiche fisse sono sistemi di montaggio in cui la posizione, l'angolo e l'orientamento rimangono invariati dopo l'installazione. Questo metodo di installazione orienta direttamente i componenti solari fotovoltaici verso le regioni a bassa-latitudine (ad un certo angolo rispetto al suolo) e li dispone in serie e parallelo per formare un array solare fotovoltaico per la generazione di energia. Le staffe fisse offrono molteplici soluzioni di installazione: le opzioni montate a terra- includono fondazioni su pali, zavorra in cemento, parti incassate e metodi di ancoraggio a terra, mentre le soluzioni sul tetto sono personalizzate per diversi materiali di copertura.
(1) Staffe fotovoltaiche sul tetto
Le staffe fotovoltaiche per tetto sono installate su tetti inclinati o piani. Durante l'installazione, devono adattarsi all'ambiente del tetto senza danneggiare la struttura originale o il sistema impermeabile. I materiali di copertura comuni includono tegole smaltate, tegole in acciaio colorato, tegole in asfalto e superfici in cemento, con soluzioni di staffe personalizzate progettate per ciascun materiale.
I tetti sono divisi in tipi inclinati e piani. Per i tetti spioventi, le staffe vengono generalmente disposte in piano lungo la pendenza del tetto, sebbene sia possibile anche l'installazione ad angolo (un metodo più complesso con meno applicazioni). Per i tetti piani, sono disponibili opzioni di installazione sia piane-che angolate.
Staffe fotovoltaiche sul tetto
(2) Staffe FV montate a terra-
Le staffe fotovoltaiche montate a terra-sono installate su terreno esterno aperto. Per i sistemi fotovoltaici a terra su larga scala-, i metodi di fissaggio delle staffe variano in base alla geologia, all'ambiente, al clima e ad altre condizioni. Le soluzioni comuni includono fondazioni a strisce (blocchi) di cemento, fondazioni su pali, ancoraggi a terra e pali a vite.
Agrovoltaico e zootecnico-Integrazione fotovoltaica: Questo modello presenta una centrale fotovoltaica aperta al piano superiore e uno spazio per piantare erbe medicinali cinesi o allevare bestiame al piano inferiore, massimizzando l'utilizzo delle risorse del territorio e creando una perfetta combinazione di agricoltura moderna e nuova energia.
Staffe fotovoltaiche montate a terra-
(3) Staffe fotovoltaiche galleggianti/basate sull'acqua-
Integrazione PV-nel settore della pesca: Questo modello consente la produzione di energia sopra l’acqua e l’allevamento ittico sotto, creando un modello di sviluppo intensivo di “una risorsa, due industrie”. Migliora l'utilizzo delle risorse, protegge l'ambiente ecologico, migliora l'efficienza nell'utilizzo delle risorse idriche e offre vantaggi ecologici, di risparmio energetico e turistici.
Staffe fotovoltaiche galleggianti: I sistemi galleggianti eliminano notevoli opere civili e accorciano i cicli di installazione. Galleggiano direttamente sulla superficie dell'acqua, eliminando i costi per il livellamento del sito, lo scavo di trincee per cavi e altri lavori di fondazione. Il corpo idrico fornisce un effetto di raffreddamento e l’utilizzo efficiente delle risorse solari può aumentare la produzione di energia delle stazioni fotovoltaiche galleggianti di almeno il 15%, accelerando il ritorno degli investimenti.
Staffe fotovoltaiche galleggianti/a base acqua-
II. Parentesi di tracciamento
Le staffe di inseguimento sono suddivise in staffe FV fisse regolabili e staffe FV di inseguimento automatico.
(1) Staffe fotovoltaiche fisse regolabili
Le staffe fisse regolabili sono costruite su sistemi fissi, consentendo la regolazione dell'angolazione in base ai diversi mesi o stagioni per aumentare la produzione di energia. Le principali staffe fotovoltaiche fisse regolabili includono:
Staffe regolabili ad arco di grandi dimensioni
Staffe regolabili di tipo Jack-
Staffe regolabili tipo jack da binario-
(2) Staffe di tracciamento automatico
1) Monitoraggio-asse singolo
Le parentesi di tracciamento ad asse singolo- seguono la traiettoria del sole in direzione est-ovest, garantendo un aumento significativo della produzione di energia. Tuttavia, poiché le parentesi a singolo asse- non hanno inclinazione verso sud, la loro capacità di ricezione della radiazione è scarsa ad angoli di altitudine solare bassi, uno svantaggio particolarmente evidente nelle regioni ad alta-latitudine. Nelle aree ad alta-latitudine, il miglioramento della produzione di energia dei bracci a-asse singolo diminuisce e, in inverno, la produzione di energia può addirittura essere inferiore a quella dei bracci fissi.
In base alla disposizione dei componenti, il tracciamento ad asse singolo- è diviso in sistemi ad asse singolo-a singola-riga (1P) e a doppia-riga (2P): 1P si riferisce a 1 componente disposto lungo la direzione della larghezza della parentesi, mentre 2P si riferisce a 2 componenti.
Monitoraggio-a singolo asse
2) Configurazione ad asse-singolo inclinato
Le staffe inclinate ad asse singolo-hanno una certa inclinazione verso sud, offrendo prestazioni migliori rispetto ai sistemi ad asse singolo-standard. Tuttavia, hanno i loro limiti: l’inclinazione verso sud fa sì che il lato nord della staffa si alzi da terra man mano che l’albero rotante si allunga. Poiché le colonne posteriori non possono essere eccessivamente alte, l'albero rotante delle staffe ad asse singolo-inclinato non può essere lungo quanto quello dei sistemi ad asse singolo-piatti, richiedendo unità indipendenti che aumentano i costi e l'occupazione del terreno.
In base al numero di colonne, le parentesi ad asse singolo-inclinato sono divise in sistemi ad asse singolo-inclinato a-colonna singola, doppia-colonna e multi-colonna inclinata.
Configurazione ad asse singolo-inclinato
3) Monitoraggio del doppio-asse
Le staffe di tracciamento a doppio asse- utilizzano due alberi rotanti (verticale e orizzontale) per il tracciamento-in tempo reale della luce solare. L'array fotovoltaico si muove lungo due assi rotanti, seguendo sia gli angoli di azimut che di altitudine del sole per garantire che la luce solare sia sempre perpendicolare alla superficie del componente, massimizzando la produzione di energia. Questo sistema è adatto per l'uso in tutte le regioni di latitudine.
III. Staffe flessibili
In termini di percorsi tecnici, i supporti fotovoltaici flessibili sono grosso modo suddivisi in sistemi di cavi sospesi a strato singolo,-sistemi a doppio strato-(cavi portanti-+cavi stabilizzanti) e strutture di rete più complesse resistenti al vento a tensione inversa-. I tipi comuni includono reti di cavi precompressi, sistemi ibridi e strutture reticolari con corde tese (travi), tutti contenenti componenti chiave come cavi-portanti e stabilizzanti, cavi di ancoraggio, supporti-strallati, pali, sistemi di ancoraggio, travi in acciaio e colonne portanti-strallate.
I sistemi di staffe fotovoltaiche flessibili con struttura a cavo presentano un'altezza libera di 3-15 m e caratteristiche di ampia campata di 10-60 m, adattandosi efficacemente a terreni montani complessi ed evitando fattori sfavorevoli come montagne ondulate e numerosi pendii. Nel frattempo, liberano completamente lo spazio sotto le parentesi, consentendo l’integrazione agrovoltaica e forestale-fotovoltaica, migliorando la produzione di energia delle stazioni fotovoltaiche e massimizzando l’efficienza di utilizzo del territorio e dello spazio.
Le staffe flessibili utilizzano meno acciaio, quindi sono generalmente considerate a basso costo nel settore. Tuttavia, poiché i supporti flessibili sono ancora in una fase di graduale miglioramento tecnico e di revisione degli standard di settore, sul mercato è presente un'ampia varietà di tipi di supporti flessibili con una qualità non uniforme, che porta a ampie fluttuazioni dei prezzi. Il costo per unità di lunghezza e altezza dei sistemi di staffe flessibili varia da 0,2 yuan/w a 0,6 yuan/w, il che è un fattore diretto che rende le imprese più caute a questo riguardo. In termini di progettazione strutturale, aumenteranno i margini ragionevoli e l’esplorazione di progetti ridondanti. È indicato che con l'ulteriore maturità della tecnologia, l'applicazione dei supporti flessibili sarà gradualmente standardizzata, i prodotti saranno più affidabili e i costi saranno più ragionevoli.
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Domande frequenti:
D: I pannelli solari-montati sul tetto invalidano la garanzia del tetto?
R: Potrebbe annullarlo se installato in modo errato. Utilizzare scossaline, sigillanti e un'installazione professionale per ridurre al minimo i rischi.
D: Come calcolare il carico che un sistema solare aggiunge a un tetto?
R: Pannelli ~18–22 kg/m² + supporti ~10–15 kg/m²=totale 25–45 kg/m². I tetti zavorrati aggiungono 80–120 kg/m²; è obbligatorio un controllo strutturale.
D: Qual è l'angolo di inclinazione ottimale per i pannelli solari?
R: ~Uguale alla latitudine locale (ad esempio, 30–40 gradi nell'emisfero settentrionale). Le inclinazioni regolabili migliorano la resa invernale; le aree-incline alla neve utilizzano angoli più ripidi per far scivolare la neve.
D: I pannelli solari possono essere montati su tetti in tegole/metallo?
R: Sì,-i tetti in tegole utilizzano ganci da tetto; i tetti in metallo utilizzano morsetti specializzati per evitare la penetrazione. Fissare sempre alle travi/capriate.
D: Cos'è un supporto per tettoia solare e quali sono i suoi vantaggi?
R: Una struttura di parcheggio coperta con pannelli, che genera energia proteggendo i veicoli. Richiede telai rinforzati per sostenere auto e pannelli.
D: I supporti di tracciamento richiedono maggiore manutenzione?
R: Sì,-le parti mobili (motori/sensori) necessitano di controlli annuali (lubrificazione, aggiornamenti firmware). Ne vale la pena per una resa maggiore del 20–30% nelle regioni soleggiate.
D: Come prevenire le perdite dal tetto dovute all'installazione di pannelli solari?
R: Utilizzare nastro butilico, scossaline e dispositivi di fissaggio sigillati. Forare solo negli elementi-portanti (travi/capriate) e verificare con fori pilota.