I diversi scenari di ubicazione delle centrali fotovoltaiche richiedono la considerazione di diverse opzioni di progettazione del layout della centrale. Nella progettazione di impianti fotovoltaici, il modo in cui vengono utilizzati i supporti del campo di moduli ha un impatto significativo sulla radiazione solare totale ricevuta dal sistema di generazione di energia, e quindi sulla capacità di generazione di energia dell'impianto fotovoltaico.
Un sistema di supporto FV sicuro ed economico è una delle principali preoccupazioni. In quanto componente importante di un impianto fotovoltaico, il supporto fotovoltaico trasporta il corpo principale della produzione di energia elettrica dell'impianto fotovoltaico. La scelta del supporto influisce direttamente sulla sicurezza operativa, sul tasso di rottura e sull'investimento per la costruzione dei moduli FV. La scelta del giusto supporto FV non solo ridurrà il costo del progetto, ma anche i successivi costi di manutenzione.
Le staffe fotovoltaiche possono essere classificate in base al metodo di connessione, alla struttura di installazione e al luogo di installazione, dividendosi in saldate e assemblate in base alla forma di connessione; fisse e giornaliere in base alla struttura di installazione; a terra e sul tetto in base al luogo di installazione, ecc. Attualmente, nella maggior parte delle centrali fotovoltaiche vengono utilizzati tre tipi di staffe: staffe convenzionali fisse, staffe ad inseguimento regolabili e staffe fotovoltaiche flessibili.
Staffa fotovoltaica fissa
Si riferisce al sistema di montaggio in cui l'orientamento e l'angolo rimangono invariati dopo l'installazione. Il metodo di montaggio fisso posiziona direttamente i moduli fotovoltaici verso le basse latitudini, con un certo angolo rispetto al terreno, per formare array fotovoltaici in serie e in parallelo, raggiungendo così lo scopo della produzione di energia solare fotovoltaica. Esistono vari metodi di fissaggio, come il metodo di fissaggio a terra con pali (metodo di interramento diretto), metodo di contrappeso in blocchi di cemento, metodo di preinterramento, metodo di ancoraggio a terra, ecc.
Staffa di inseguimento regolabile
I sistemi di inseguimento sono progettati per allineare il più possibile il sole in modo da ricevere più raggi solari per unità di superficie del pannello cellulare, aumentando così la quantità di elettricità generata. Attualmente, i sistemi di inseguimento comprendono sistemi di inseguimento a singolo asse e sistemi di inseguimento a doppio asse; i sistemi di inseguimento a singolo asse si dividono in sistemi di inseguimento a singolo asse orizzontale e sistemi di inseguimento a singolo asse obliquo.
(1) Inseguimento ad asse singolo orizzontale
Le staffe di inseguimento monoassiali piatte sono staffe in grado di seguire la rotazione del sole attorno a un asse orizzontale, solitamente con orientamento nord-sud. L'angolo di inseguimento comune è di ±60°, ma esistono anche prodotti con un angolo di inseguimento di ±45°. I sistemi ad asse singolo piatto occupano solitamente uno spazio da 1,1 a 1,3 volte superiore rispetto a quelli fissi, con un aumento della produzione di energia dall'8% al 15% e un aumento del prezzo dal 5% al 10%.
(2) Inseguimento obliquo a singolo asse
In un impianto a inseguimento inclinato su un solo asse, il modulo fotovoltaico ruota attorno a un asse inclinato per seguire il sole e ottenere una maggiore potenza. L'ingombro di un sistema inclinato ad asse singolo è tipicamente 2-4 volte quello di un sistema fisso, con un aumento del 15%-20% della produzione di energia e un aumento del 10%-15% del prezzo.
(3) Inseguimento a doppio asse
Le staffe di inseguimento a doppio asse possono essere ruotate sia in direzione est-ovest che nord-sud per seguire l'angolo di incidenza solare azimutale e altitudinale durante la giornata. Un sistema di inseguimento a doppio asse occupa di solito uno spazio da due a quattro volte superiore a quello di un sistema fisso, con un aumento della produzione di energia dal 25% al 30% e un aumento del prezzo di oltre il 60%. Tuttavia, i sistemi di inseguimento a doppio asse sono più complessi e quindi presentano maggiori strutture meccaniche e stabilità operativa generale.
Supporti flessibili
Un rack flessibile fotovoltaico è una struttura di supporto per moduli fotovoltaici di grande portata fissata a entrambe le estremità e formata da una struttura di cavi flessibili precompressi. La portata della struttura di cavi è solitamente compresa tra 20 e 40 metri, fino a 100 metri. Allo stesso tempo, i moduli possono essere sollevati da 2 a 30 metri dal suolo, con il vantaggio di un'elevata altezza libera sotto i moduli e un numero ridotto di pali per la sistemazione. I moduli fotovoltaici nei supporti flessibili sono generalmente installati con un piccolo angolo di inclinazione, solitamente compreso tra 10° e 15°.
La scaffalatura flessibile è applicabile principalmente a scenari come progetti montani con una grande pendenza (ad esempio superiore a 35°), progetti di pesca-fotovoltaico e agricoltura-fotovoltaico con requisiti di elevata altezza libera. Ci sono anche grandi prospettive per l'applicazione del fotovoltaico distribuito in impianti di depurazione, parcheggi, ecc. dove i requisiti di spazio sono relativamente elevati.
I tre tipi di supporti di cui sopra richiedono una considerazione completa della progettazione del layout, della stima della produzione di energia e dei costi dell'impianto fotovoltaico; ad esempio, i supporti fissi e regolabili e i supporti a inseguimento sono più adatti per le aree con forte irraggiamento diretto.
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