Introdução
Com o rápido crescimento da nova indústria energética nos últimos anos, os recursos terrestres para instalações fotovoltaicas tornaram-se cada vez mais escassos. Para maximizar a utilização eficiente de sistemas fotovoltaicos em vários cenários de aplicação, o sistema de montagem fotovoltaica flexível surgiu como uma solução inovadora.
Princípio de funcionamento
O princípio central dos suportes flexíveis fotovoltaicos reside na construção de um "sistema de equilíbrio de tensão", alcançando um suporte estável através de tensionamento de pré-esforço e estrutura de rede de cabos espaciais. Seu processo de trabalho pode ser resumido em três pontos:
- Fixação da Fundação: Estacas de concreto ou pilares de estrutura metálica são instaladas em ambas as extremidades da área de construção como pontos finais fixos do sistema de tensão. Em alguns cenários complexos, hastes de ancoragem e cabos de sustentação são adicionados para melhorar o efeito de ancoragem.
- Construção de tensão: fios de aço de alta-resistência e outros materiais flexíveis são tensionados e fixados entre as extremidades. O pré-esforço é aplicado através de um processo de tensionamento graduado para formar uma estrutura de suporte de carga-estável, com o desvio de tensão estritamente controlado dentro de Menor ou igual a 5%.
- Instalação do módulo: Os módulos fotovoltaicos são fixados nos cabos de sustentação de carga por meio de braçadeiras especiais para formar um conjunto integral. A estrutura da rede de cabos pode deformar-se ligeiramente com as mudanças ambientais (como expansão e contração de temperatura, impacto do vento), dispersando o estresse enquanto mantém a postura estável dos módulos para evitar danos estruturais.
Esse projeto rompe as limitações-de suporte de carga dos suportes rígidos, alcançando o efeito de "flexibilidade com rigidez". Ele pode absorver energia de carga externa por meio de deformação flexível e manter a estabilidade geral por meio de travamento de pré-esforço, resultando em melhor resistência a riscos em ambientes extremos.
Principais elementos técnicos
1. Seleção de material principal
Os materiais são a base do desempenho do suporte flexível, exigindo um equilíbrio entre resistência, resistência às intempéries e propriedades de leveza. Os cabos de suporte de carga-adotam principalmente fios de aço galvanizado de grau 1860MPa ou fios de aço epóxi preenchidos-o primeiro oferece controle de custos, enquanto o último oferece excelente resistência à corrosão para ambientes com alta-névoa salina e alta-umidade. As braçadeiras do módulo são feitas de polímeros-resistentes às intempéries ou aço inoxidável 316 para garantir que não haja envelhecimento ou rachaduras durante o uso-de longo prazo. O sistema de ancoragem seleciona hastes de ancoragem de vergalhão com nervuras (para cenários terrestres convencionais) ou tendões compostos de fibra de basalto (para cenários offshore de alta-corrosão) com base na aplicação, equilibrando resistência e resistência à corrosão.
2.Tecnologia de controle de pré-esforço
O pré-esforço é a principal garantia da estabilidade do suporte, exigindo projeto e construção precisos. Um processo de tensionamento graduado é adotado para aplicar gradualmente a tensão em múltiplos estágios, equilibrando dinamicamente a tensão da rede de cabos e evitando o relaxamento ou fratura do cabo causado pela concentração de tensão local. Enquanto isso, equipamentos profissionais são usados para monitorar a tensão do cabo em tempo-real, com ajustes dinâmicos baseados nas mudanças de temperatura ambiente para garantir que o desvio de tensão não exceda o limite do projeto durante todo o ciclo de vida e manter a forma geométrica estável do suporte.
3. Projeto de resistência ao vento e otimização estrutural
Para enfrentar os desafios da carga eólica em diferentes ambientes, os suportes flexíveis adotam um design composto de "rede de cabos espaciais + sistema de resistência ao vento". Os cabos principais suportam a carga principal na direção leste-oeste, enquanto cabos flexíveis resistentes ao vento entre-filas-e treliças transversais são adicionados na direção norte-sul para formar um sistema de equilíbrio de tensão tri-dimensional. Verificado por testes em túnel de vento (a velocidade do vento de teste geralmente excede 46 m/s), a otimização das características de amortecimento da rede de cabos pode resistir efetivamente a tufões ou fortes rajadas de magnitude 12-17, evitando colisão de módulos e microfissuras. Além disso, o projeto de grande vão reduz o número de estacas (o uso de estacas por MW pode ser reduzido de 329 para 64), minimizando danos ao terreno e custos de construção.
4.Tecnologia do Sistema de Ancoragem
O sistema de ancoragem é a chave para a transmissão da tensão, afetando diretamente a segurança geral do suporte. Entre os produtos de hastes de ancoragem, as hastes de ancoragem de aço HPB300 possuem baixo alongamento e instalação conveniente, adequadas para ambientes de terra firme. Os fios de aço galvanizado não ligado para cabos estais são preferidos para projetos offshore e costeiros devido à sua excelente resistência à corrosão. A principal tecnologia está no tratamento anti{4}}corrosão selado de ancoragens e cabos, garantindo nenhum vazamento ou corrosão em ambientes com alta-umidade e alta-névoa salina e prolongando a vida útil.
Cenários de aplicação
1. Áreas montanhosas e montanhosas complexas
Suportes flexíveis podem se adaptar a terrenos com inclinações superiores a 40 graus. Através do layout-de acordo com a inclinação e do arranjo flexível, a cobertura total do módulo é alcançada sem nivelamento extenso do terreno. No Projeto do Condado de Huaneng Qin, em Shanxi, os apoios são ajustados de acordo com a ondulação da encosta, melhorando significativamente a densidade do layout das placas por unidade de área. O projeto Lanzhou Honggu, em Gansu, reduz a engenharia de fundações por meio de projetos de grandes-vãos, maximizando a proteção de formas ecológicas frágeis.
Cenários de Integração "PV+"
PV+Agricultura: Com um grande vão de 33 metros e um projeto de altura livre de 5,5 metros, pode ser erguido acima de terras agrícolas, pomares e estufas de cogumelos. O Projeto Huadian Yichuan em Shaanxi realiza a coordenação de "PV+maçã", mantendo a transmitância de luz da maçã acima de 70% e garantindo a melhoria dupla da produção agrícola e dos benefícios da geração de energia.
PV+Pesca: Adequado para cenários de viveiros de peixes costeiros e interiores, o design-resistente a tufões e o layout de grande altura livre não apenas garantem a segurança das instalações fotovoltaicas, mas também não afetam as operações de pesca. O Projeto de Pesca FV-de Wenchang de 100 MW em Hainan obteve "dano zero" durante tufões de magnitude 17, e o Projeto Qingyuan em Guangdong também reduziu a evaporação de água em viveiros de peixes.
Plantação PV+Medicina: O Projeto Yimen em Yunnan ergueu suportes acima das áreas de plantio de fitoterápicos chineses, realizando "geração de energia nos painéis e plantio sob os painéis" e promovendo a-integração profunda de novas energias e agricultura característica.
3.Áreas Ecologicamente Sensíveis e Especiais
Em áreas ecologicamente frágeis, como desertos e o planalto de Loess, os suportes flexíveis reduzem a escavação de estacas e os danos superficiais. O micro-ambiente formado sob os painéis fotovoltaicos reduz a evaporação da água e protege o crescimento da vegetação. Em cenários como áreas de serviço de rodovias e encostas, o projeto do vão de 15-35 metros-de largura pode se adaptar a espaços como estacionamentos e estações de recarga e troca, ajudando a construir "áreas de serviço com carbono zero".
Tendências da indústria e status do mercado
1.Crescimento sustentado do mercado A indústria global de suporte flexível fotovoltaico está passando por um período de rápido desenvolvimento. Espera-se que o valor total da produção atinja uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 8,2% de 2025 a 2031, excedendo 5,796 bilhões de dólares americanos até 2031. Como um importante mercado de produção e aplicação, a demanda do mercado da China continua a se expandir impulsionada pelo desenvolvimento montanhoso de energia fotovoltaica e pelas políticas "PV+", com a participação de mercado das empresas líderes aumentando gradualmente.
2. Direções de Inovação Tecnológica
- Integração de flexibilidade e rastreamento: Combinando tecnologia de rastreamento inteligente com suportes flexíveis para alcançar rastreamento solar de ±60 graus. O Projeto Kubuqi, na Mongólia Interior, aumentou a geração anual de energia em 12,3% em comparação com estruturas fixas, adaptando-se ao mecanismo de "preço de eletricidade de pico-do vale" para melhorar os benefícios.
- Atualização Inteligente: Otimização de estratégias de controle e rastreamento de tensão por meio de algoritmos de IA para melhorar a adaptabilidade em condições climáticas extremas e reduzir custos de operação e manutenção.
- Iteração de material: adoção de revestimento de zinco-alumínio-magnésio, materiais compostos de basalto, etc., para reduzir ainda mais o uso de aço, melhorar a resistência à corrosão e prolongar a vida útil dos suportes.
3.Layout dos principais fabricantes Atualmente, o mercado forma um padrão competitivo com a participação de empresas chinesas e estrangeiras. Os fabricantes internacionais incluem Schletter Group e ESDEC, enquanto as empresas líderes nacionais incluem Longi Green Energy Technology, Trina Solar e Arctech Solar. Entre eles, a Longi Green Energy Technology ocupa uma posição de liderança em projetos de pesca-fotovoltaica e montanhosas com sua tecnologia-resistente a tufões e soluções-multicenárias.
Conclusão
Com a lógica central de "estrutura flexível + equilíbrio de tensão", os suportes flexíveis fotovoltaicos quebram as limitações dos suportes fotovoltaicos tradicionais no terreno e no espaço, realizando os múltiplos valores de "segurança e confiabilidade, redução de custos e melhoria de eficiência e respeito ecológico". Suas características de grande vão, alto espaço livre e forte adaptabilidade não apenas ampliam os limites das aplicações fotovoltaicas, mas também promovem a-integração profunda de novas energias com agricultura, pesca e proteção ecológica, tornando-se uma tecnologia de apoio fundamental no contexto da transição energética.
Com a iteração da tecnologia de materiais e a atualização inteligente, os suportes flexíveis desempenharão um papel maior em campos como o desenvolvimento do "deserto, Gobi e deserto", energia fotovoltaica offshore e renovação de projetos existentes, injetando impulso sustentado no desenvolvimento de alta-qualidade da indústria fotovoltaica. No futuro, os modelos de aplicação diversificados centrados em suportes flexíveis irão libertar ainda mais o valor da terra, ajudando a alcançar o desenvolvimento coordenado da energia e da ecologia no âmbito dos objectivos do “duplo carbono”.
Palavra-chave
Sistema de montagem fotovoltaica flexível, tensionamento de pré-esforço, cenários de integração "PV +", PV + pesca, plantação fotovoltaica + medicinal, futuro solar flexível na Europa, diferenças entre sistemas de inclinação fixa e montagem de rastreador para energia solar
