Úvod
S rýchlym rastom nového energetického priemyslu v posledných rokoch sú pôdne zdroje pre fotovoltaické zariadenia čoraz vzácnejšie. Na maximalizáciu efektívneho využitia fotovoltaických systémov v rôznych aplikačných scenároch sa ako inovatívne riešenie objavil flexibilný fotovoltaický montážny systém.
Pracovný princíp
Základný princíp flexibilných podpier PV spočíva v budovaní "systému vyrovnávania napätia", dosiahnutí stabilnej podpory prostredníctvom predpätia a priestorovej štruktúry káblovej siete. Jeho pracovný proces možno zhrnúť do troch bodov:
- Upevnenie základu: Betónové pilóty alebo stĺpy oceľovej konštrukcie sú inštalované na oboch koncoch stavebnej plochy ako pevné koncové body ťahového systému. V niektorých zložitých scenároch sa na zvýšenie efektu ukotvenia pridávajú kotviace tyče a kotviace laná.
- Napínacia konštrukcia: Vysokopevnostné oceľové laná a iné flexibilné materiály sú napnuté a upevnené medzi koncovými bodmi. Predpätie sa aplikuje prostredníctvom stupňovitého napínacieho procesu, aby sa vytvorila stabilná nosná-štruktúra, pričom odchýlka napätia je prísne kontrolovaná v rámci menej ako 5 %.
- Inštalácia modulu: Fotovoltaické moduly sú pripevnené na nosné-káble pomocou špeciálnych svoriek, aby vytvorili integrálne pole. Štruktúra káblovej siete sa môže mierne deformovať zmenami prostredia (ako je teplotná expanzia a kontrakcia, vplyv vetra), rozptyľovať napätie pri zachovaní stabilnej polohy modulov, aby sa zabránilo poškodeniu konštrukcie.
Táto konštrukcia odstraňuje{0}}obmedzenia nosnosti pevných podpier a dosahuje efekt „pružnosti s tuhosťou“. Dokáže absorbovať vonkajšiu záťažovú energiu prostredníctvom flexibilnej deformácie a udržiavať celkovú stabilitu vďaka predpätiu, čo vedie k lepšej odolnosti voči rizikám v extrémnych prostrediach.
Kľúčové technické prvky
1.Výber materiálu jadra
Materiály sú základom flexibilnej podpory, vyžadujúcej rovnováhu medzi pevnosťou, odolnosťou voči poveternostným vplyvom a ľahkými vlastnosťami. Záťaž-káble väčšinou používajú galvanizované oceľové lanká triedy 1860 MPa alebo plnené epoxidové oceľové laná-prvé ponúkajú kontrolu nákladov, zatiaľ čo druhé poskytujú vynikajúcu odolnosť proti korózii v prostrediach s vysokou-soľnou hmlou a-vlhkosťou. Svorky modulov sú vyrobené z polymérov odolných voči poveternostným vplyvom- alebo nehrdzavejúcej ocele 316, aby počas dlhodobého používania nedochádzalo k starnutiu ani praskaniu. Kotviaci systém vyberá kotevné tyče s rebrovanou výstužou (pre konvenčné scenáre na zemi) alebo kompozitné výstuže z čadičových vlákien (pre scenáre vysokej{11}}korózie na mori) na základe aplikácie, vyváženej pevnosti a odolnosti proti korózii.
2. Technológia riadenia predpätia
Predpätie je základnou zárukou stability podpery, ktorá si vyžaduje presný návrh a konštrukciu. Postupný proces napínania sa používa na postupné aplikovanie napätia vo viacerých stupňoch, čím sa dynamicky vyrovnáva napätie káblovej siete a predchádza sa uvoľneniu alebo zlomeniu kábla spôsobenému lokálnou koncentráciou napätia. Profesionálne vybavenie sa používa na monitorovanie napätia kábla v reálnom-čase s dynamickými úpravami založenými na zmenách okolitej teploty, aby sa zabezpečilo, že odchýlka v napätí počas celého životného cyklu nepresiahne návrhový prah a udrží sa stabilný geometrický tvar podpery.
3. Odolnosť voči vetru a návrh optimalizácie konštrukcie
Na riešenie problémov so zaťažením vetrom v rôznych prostrediach využívajú flexibilné podpery kompozitný dizajn „priestorová káblová sieť + systém odolnosti voči vetru“. Hlavné laná nesú hlavnú záťaž vo východnom-západnom smere, zatiaľ čo medzi-ohybné vetru-odolné medziradové káble a priečne nosníky sa pridávajú v smere sever-juh, aby vytvorili trojrozmerný systém vyrovnávania napätia. Overené testami v aerodynamickom tuneli (testovacia rýchlosť vetra vo všeobecnosti presahuje 46 m/s), optimalizácia tlmiacich charakteristík káblovej siete dokáže účinne odolávať tajfúnom alebo silným nárazom s magnitúdou 12-17, čím sa zabráni kolíziám modulov a mikrotrhlinám. Dizajn s veľkým rozpätím navyše znižuje počet hromád (použitie pilót na MW možno znížiť z 329 na 64), čím sa minimalizuje poškodenie terénu a náklady na výstavbu.
4. Technológia kotviaceho systému
Kotviaci systém je kľúčom k prenosu napätia a priamo ovplyvňuje celkovú bezpečnosť podpery. Spomedzi produktov kotevných tyčí majú oceľové kotevné tyče HPB300 nízke predĺženie a pohodlnú inštaláciu, vhodné do suchého prostredia. Pozinkované nespojené oceľové laná pre kotviace káble sú preferované pre projekty na mori a na pobreží kvôli ich vynikajúcej odolnosti proti korózii. Kľúčová technológia spočíva v utesnenej antikoróznej úprave ukotvení a káblov, ktorá zaisťuje, že nedochádza k úniku alebo korózii v prostredí s vysokou-vlhkosťou a vysokou-solnou hmlou, a predlžuje životnosť.
Aplikačné scenáre
1.Komplexné horské a kopcovité oblasti
Flexibilné podpery sa dokážu prispôsobiť terénu so sklonom presahujúcim 40 stupňov. Prostredníctvom sklonu{2}}sledovania rozloženia a flexibilného usporiadania sa dosiahne úplné pokrytie modulom bez rozsiahleho vyrovnávania pôdy. V projekte okresu Huaneng Qin v Shanxi sú podpery upravené podľa zvlnenia svahu, čím sa výrazne zlepšuje hustota rozloženia dosiek na jednotku plochy. Projekt Lanzhou Honggu v Gansu redukuje základové inžinierstvo prostredníctvom veľkého-rozpätia, čím sa maximalizuje ochrana krehkých ekologických tvarov terénu.
"PV+" integračné scenáre
PV+Poľnohospodárstvo: S 33-metrovým veľkým rozpätím a 5,5-metrovou výškou svetlej konštrukcie ho možno postaviť nad poľnohospodársku pôdu, sady a skleníky na huby. Projekt Huadian Yichuan v Shaanxi realizuje koordináciu „PV+jablko“, pričom udržiava priepustnosť svetla jablka nad 70 % a zabezpečuje dvojité zlepšenie poľnohospodárskej produkcie a výhod pri výrobe energie.
PV+Rybolov: Vhodné pre scenáre pobrežných a vnútrozemských rybníkov, dizajn odolný voči tajfúnom-a rozloženie s veľkou svetlou výškou nielenže zaisťujú bezpečnosť fotovoltaických zariadení, ale neovplyvňujú ani operácie rybolovu. Projekt Wenchang 100 MW PV-rybolov v Hainane dosiahol „nulové poškodenie“ počas tajfúnov s magnitúdou 17 a projekt Qingyuan v Guangdong tiež znížil vyparovanie vody v rybníkoch.
PV+Liečivá výsadba: Projekt Yimen v Yunnane postavil podpery nad oblasťami pestovania čínskej bylinnej medicíny, pričom realizoval „výrobu energie na paneloch a pestovanie pod panelmi“ a podporoval-hĺbkovú integráciu novej energie a charakteristického poľnohospodárstva.
3. Ekologicky citlivé a špeciálne oblasti
V ekologicky citlivých oblastiach, ako sú púšte a Loess Plateau, flexibilné podpery znižujú hĺbenie hromád a poškodenie povrchu. Mikro-prostredie vytvorené pod FV panelmi znižuje odparovanie vody a chráni rast vegetácie. V scenároch, ako sú diaľničné obslužné oblasti a svahy, sa 15-35 metrov veľké{5}}rozpätie môže prispôsobiť priestorom, ako sú parkoviská a nabíjacie a výmenné stanice, čím pomáha budovať „obslužné oblasti s nulovými emisiami uhlíka“.
Trendy v odvetví a stav trhu
1. Trvalý rast trhu Globálny priemysel flexibilnej podpory fotovoltiky zažíva obdobie rýchleho rozvoja. Očakáva sa, že celková výstupná hodnota dosiahne v rokoch 2025 až 2031 zloženú ročnú mieru rastu (CAGR) 8,2 %, čo do roku 2031 presiahne 5,796 miliardy amerických dolárov. Dopyt na čínskom trhu ako hlavný výrobný a aplikačný trh naďalej rastie vďaka hornatému rozvoju fotovoltiky a politike „PV+“, pričom trhový podiel popredných podnikov sa postupne zvyšuje.
2. Smery technologických inovácií
- Integrácia flexibility a sledovania: Kombinácia inteligentnej technológie sledovania s flexibilnými podporami na dosiahnutie ±60 stupňového sledovania slnka. Projekt Kubuqi vo Vnútornom Mongolsku zvýšil ročnú výrobu energie o 12,3 % v porovnaní s pevnými štruktúrami, čím sa prispôsobil mechanizmu „špičkovej-ceny elektriny v údolí“ s cieľom zlepšiť výhody.
- Inteligentná aktualizácia: Optimalizácia stratégií riadenia napätia a sledovania pomocou algoritmov AI na zvýšenie prispôsobivosti v extrémnom počasí a zníženie nákladov na prevádzku a údržbu.
- Iterácia materiálu: Použitie povlaku zinku{0}}hliníka-horčíka, čadičových kompozitných materiálov atď. na ďalšie zníženie spotreby ocele, zlepšenie odolnosti proti korózii a predĺženie životnosti podpier.
3. Rozloženie hlavných výrobcov Trh v súčasnosti vytvára konkurenčný model s účasťou čínskych a zahraničných podnikov. Medzi medzinárodných výrobcov patria Schletter Group a ESDEC, zatiaľ čo domáce vedúce podniky zahŕňajú Longi Green Energy Technology, Trina Solar a Arctech Solar. Spomedzi nich má Longi Green Energy Technology vedúcu pozíciu v oblasti fotovoltaických -rybárskych a horských projektov vďaka svojej technológii odolnej voči tajfúnom- a riešeniam viacerých-scenárov.
Záver
So základnou logikou „flexibilná štruktúra + rovnováha napätia“ flexibilné podpery PV prelomia obmedzenia tradičných podpier PV na teréne a priestore, pričom si uvedomujú viaceré hodnoty „bezpečnosti a spoľahlivosti, zníženia nákladov a zvýšenia efektívnosti a ekologickej šetrnosti“. Ich charakteristiky veľkého rozpätia, veľkej svetlej výšky a silnej prispôsobivosti nielenže rozširujú hranice fotovoltických aplikácií, ale podporujú aj -hĺbkovú integráciu novej energie s poľnohospodárstvom, rybolovom a ekologickou ochranou, čím sa stávajú kľúčovou podpornou technológiou v kontexte energetickej transformácie.
Vďaka opakovaniu materiálových technológií a inteligentnej modernizácii budú flexibilné podpory zohrávať väčšiu úlohu v oblastiach, ako je rozvoj púšte, Gobi a púšte, pobrežné fotovoltaické systémy a renovácia existujúcich projektov, čím sa trvalo rozvíja vysoko{0}}kvalitný rozvoj fotovoltického priemyslu. V budúcnosti budú diverzifikované aplikačné modely zamerané na flexibilné podpory ďalej uvoľňovať hodnotu pôdy, čo pomôže dosiahnuť koordinovaný rozvoj energie a ekológie v rámci cieľov „dvoj uhlíka“.
Kľúčové slovo
Flexibilný fotovoltaický montážny systém, predpätie "PV+" integračné scenáre, PV+rybárstvo, fotovoltaická elektráreň + medicínska výsadba, flexibilná solárna budúcnosť v Európe, rozdiely medzi montážnymi systémami s pevným sklonom a sledovačom pre solárne systémy