Zavedení
S rychlým růstem nového energetického průmyslu v posledních letech jsou půdní zdroje pro fotovoltaické instalace stále vzácnější. Pro maximalizaci efektivního využití fotovoltaických systémů v různých aplikačních scénářích se jako inovativní řešení objevil flexibilní fotovoltaický montážní systém.
Pracovní princip
Základní princip PV pružných podpěr spočívá v budování "systému rovnováhy napětí", dosažení stabilní podpory prostřednictvím předpětí a prostorové kabelové sítě. Jeho pracovní proces lze shrnout do tří bodů:
- Upevnění základů: Betonové piloty nebo sloupy ocelové konstrukce jsou instalovány na obou koncích stavební plochy jako pevné koncové body tahového systému. V některých složitých scénářích se pro zvýšení efektu ukotvení přidávají kotevní tyče a kotvící lana.
- Napínací konstrukce: Vysokopevnostní ocelové prameny a další flexibilní materiály jsou napnuty a upevněny mezi koncovými body. Předpětí je aplikováno prostřednictvím stupňovitého napínacího procesu, aby se vytvořila stabilní nosná-konstrukce s odchylkou tahu přísně kontrolovanou v rozsahu menším nebo rovnou 5 %.
- Instalace modulu: Fotovoltaické moduly jsou upevněny na nosné-kabely pomocí speciálních svorek a tvoří tak integrální pole. Struktura kabelové sítě se může mírně deformovat změnami prostředí (jako je teplotní expanze a kontrakce, náraz větru), rozptyluje napětí při zachování stabilní polohy modulů, aby se zabránilo poškození konstrukce.
Tato konstrukce překonává-omezení únosnosti pevných podpěr a dosahuje efektu „flexibility s tuhostí“. Dokáže absorbovat energii vnějšího zatížení prostřednictvím pružné deformace a udržovat celkovou stabilitu pomocí předpětí, což má za následek lepší odolnost vůči rizikům v extrémních prostředích.
Klíčové technické prvky
1. Výběr materiálu jádra
Materiály jsou základem flexibilního podpůrného výkonu, který vyžaduje rovnováhu mezi pevností, odolností vůči povětrnostním vlivům a lehkými vlastnostmi. Nosná lanka-většinou používají galvanizované ocelové lanka o kvalitě 1860 MPa nebo plněné epoxidové ocelové lanka-první nabízí kontrolu nákladů, zatímco druhé poskytuje vynikající odolnost proti korozi pro prostředí s vysokou-solnou mlhou a-vlhkostí. Modulové svorky jsou vyrobeny z polymerů odolných proti povětrnostním vlivům nebo z nerezové oceli 316, aby nedocházelo k stárnutí nebo praskání při dlouhodobém používání. Kotevní systém vybírá kotevní tyče žebrované výztuže (pro konvenční pozemní scénáře) nebo kompozitní výztuhy z čedičových vláken (pro scénáře s vysokou korozí na moři) na základě aplikace, vyvažování pevnosti a odolnosti proti korozi.
2. Technologie řízení předpětí
Předpětí je základní zárukou stability podpěry vyžadující precizní návrh a konstrukci. Postupný proces napínání se používá k postupnému aplikování napětí v několika fázích, dynamicky vyrovnává napětí kabelové sítě a zabraňuje relaxaci nebo prasknutí kabelu způsobenému místní koncentrací napětí. Mezitím se ke sledování napětí kabelů v reálném-čase používá profesionální zařízení s dynamickými úpravami na základě změn okolní teploty, aby se zajistilo, že odchylka napětí nepřekročí během životního cyklu návrhový práh a udrží se stabilní geometrický tvar podpěry.
3. Odolnost proti větru a návrh optimalizace konstrukce
Pro řešení problémů se zatížením větrem v různých prostředích využívají flexibilní podpěry kompozitní design „prostorová kabelová síť + systém odolnosti proti větru“. Hlavní kabely nesou hlavní zatížení ve směru východ-západ, zatímco mezi-ohebné větru-odolné kabely a příčné nosníky se přidávají ve směru sever-na jih, aby vytvořily trojrozměrný systém vyrovnávání napětí. Ověřeno testy v aerodynamickém tunelu (testovací rychlost větru obecně přesahuje 46 m/s), optimalizace tlumicích charakteristik kabelové sítě může účinně odolat tajfunům nebo silným poryvům o velikosti 12-17, čímž se zabrání kolizi modulů a mikrotrhlinám. Konstrukce s velkým rozpětím navíc snižuje počet pilot (použití pilot na MW lze snížit z 329 na 64), čímž se minimalizuje poškození terénu a náklady na výstavbu.
4. Technologie kotevního systému
Kotevní systém je klíčem k přenosu tahu a přímo ovlivňuje celkovou bezpečnost podpěry. Mezi produkty kotevních tyčí mají ocelové kotevní tyče HPB300 nízkou průtažnost a pohodlnou instalaci, vhodné pro suchá prostředí. Galvanizované nepojené ocelové prameny pro kotvící kabely jsou preferovány pro projekty na moři a na pobřeží kvůli jejich vynikající odolnosti proti korozi. Klíčová technologie spočívá v utěsněné antikorozní úpravě ukotvení a kabelů, která zajišťuje, že nedochází k úniku nebo korozi v prostředí s vysokou-vlhkostí a-solnou mlhou, a prodlužuje životnost.
Aplikační scénáře
1.Složité horské a kopcovité oblasti
Pružné podpěry se mohou přizpůsobit terénům se sklonem přesahujícím 40 stupňů. Prostřednictvím sklonu-sledujícího rozvržení a flexibilního uspořádání je dosaženo plného pokrytí modulů bez rozsáhlého vyrovnávání půdy. V projektu Huaneng Qin County Project v Shanxi jsou podpěry upraveny podle zvlnění svahu, což výrazně zlepšuje hustotu rozložení desek na jednotku plochy. Projekt Lanzhou Honggu v Gansu omezuje inženýrské stavitelství díky návrhu velkých-rozpětí, čímž maximalizuje ochranu křehkých ekologických forem terénu.
Scénáře integrace "PV+".
PV+Agriculture: Díky 33 metrů velkému rozpětí a 5,5 metru vysoké světlé výšce může být postaven nad zemědělskou půdou, sady a skleníky na houby. Projekt Huadian Yichuan v Shaanxi realizuje koordinaci „PV+jablko“, přičemž udržuje propustnost světla jablka nad 70 % a zajišťuje dvojí zlepšení zemědělské produkce a přínosů pro výrobu energie.
PV+Fishery: Vhodné pro scénáře pobřežních a vnitrozemských rybníků, design odolný proti tajfunu-a velká světlá výška nejen zajišťují bezpečnost fotovoltaických zařízení, ale také neovlivňují rybolovné operace. Projekt Wenchang 100MW PV-rybářství v Hainanu dosáhl „nulového poškození“ během tajfunů o síle 17 stupňů a projekt Qingyuan v Guangdong také snížil odpařování vody v rybnících.
PV+Medicinal Planting: Projekt Yimen v Yunnanu postavil podpěry nad oblastmi pěstování čínské bylinné medicíny, realizoval „výrobu energie na panelech a výsadbu pod panely“ a podpořil-hloubkovou integraci nové energie a charakteristického zemědělství.
3. Ekologicky citlivé a speciální oblasti
V ekologicky křehkých oblastech, jako jsou pouště a Loess Plateau, pružné podpěry snižují hloubení hromad a poškození povrchu. Mikro-prostředí vytvořené pod FV panely snižuje odpařování vody a chrání růst vegetace. Ve scénářích, jako jsou dálniční obslužné oblasti a svahy, se 15-35 metrů velký- design může přizpůsobit prostorům, jako jsou parkoviště a nabíjecí a výměnné stanice, a pomáhá tak budovat „obslužné oblasti s nulovými emisemi uhlíku“.
Trendy v oboru a stav trhu
1. Trvalý růst trhu Globální odvětví flexibilní podpory fotovoltaiky zažívá období rychlého rozvoje. Očekává se, že celková výstupní hodnota dosáhne v letech 2025 až 2031 složeného ročního tempa růstu (CAGR) 8,2 %, což do roku 2031 přesáhne 5,796 miliardy amerických dolarů. Čínská tržní poptávka jako hlavní výrobní a aplikační trh nadále roste díky hornatému rozvoji PV a politikám „PV+“, přičemž tržní podíl předních podniků se postupně zvyšuje.
2. Směry technologických inovací
- Integrace flexibility a sledování: Kombinace inteligentní technologie sledování s flexibilními podporami pro dosažení ±60 stupňů sledování slunce. Projekt Kubuqi ve Vnitřním Mongolsku zvýšil roční výrobu elektřiny o 12,3 % ve srovnání s pevnými strukturami, čímž se přizpůsobil mechanismu „vrcholové-ceny elektřiny v údolí“, aby se zlepšily výhody.
- Inteligentní upgrade: Optimalizace strategií řízení napětí a sledování pomocí algoritmů AI pro zvýšení adaptability v extrémním počasí a snížení nákladů na provoz a údržbu.
- Iterace materiálu: Použití povlaku zinek{0}}hliník{1}}hořčík, čedičové kompozitní materiály atd. za účelem dalšího snížení spotřeby oceli, zlepšení odolnosti proti korozi a prodloužení životnosti podpěr.
3. Uspořádání hlavních výrobců V současné době tvoří trh konkurenční model s účastí čínských a zahraničních podniků. Mezi mezinárodní výrobce patří Schletter Group a ESDEC, mezi domácí přední společnosti patří Longi Green Energy Technology, Trina Solar a Arctech Solar. Mezi nimi společnost Longi Green Energy Technology zaujímá vedoucí pozici v oblasti fotovoltaických -rybářských a horských projektů se svou technologií odolnou proti tajfunu- a řešením pro různé-scénáře.
Závěr
Se základní logikou „flexibilní struktura + rovnováha napětí“ ruší flexibilní podpěry PV omezení tradičních fotovoltaických podpěr v terénu a prostoru a realizují mnohonásobné hodnoty „bezpečnosti a spolehlivosti, snížení nákladů a zvýšení efektivity a ekologické šetrnosti“. Jejich vlastnosti velkého rozpětí, velké světlé výšky a silné adaptability nejen rozšiřují hranice fotovoltaických aplikací, ale také podporují-hloubkovou integraci nové energie se zemědělstvím, rybolovem a ekologickou ochranou a stávají se klíčovou podpůrnou technologií v kontextu energetické transformace.
Díky iteraci materiálových technologií a inteligentnímu upgradu budou flexibilní podpory hrát větší roli v oblastech, jako je vývoj pouště, Gobi a pouště, pobřežní fotovoltaické systémy a renovace stávajících projektů, což vnese trvalou dynamiku do vysoce-kvalitního rozvoje fotovoltaického průmyslu. V budoucnu diverzifikované aplikační modely zaměřené na flexibilní podpory dále uvolní hodnotu půdy a pomohou dosáhnout koordinovaného rozvoje energetiky a ekologie v rámci cílů „dvou uhlíku“.
Klíčové slovo
Flexibilní fotovoltaický montážní systém, předpětí "PV+" scénáře integrace, PV+rybářství, fotovoltaika+lékařská výsadba, flexibilní solární budoucnost v Evropě, rozdíly mezi montážními systémy s pevným náklonem a sledovacím systémem pro solární energii