Введение
В связи с быстрым ростом новой энергетической отрасли в последние годы земельные ресурсы для фотоэлектрических установок становятся все более скудными. Чтобы максимизировать эффективное использование фотоэлектрических систем в различных сценариях применения, гибкая система монтажа фотоэлектрических систем стала инновационным решением.
Принцип работы
Основной принцип гибких опор фотоэлектрических систем заключается в создании «системы баланса натяжения», обеспечивающей стабильную поддержку за счет предварительного натяжения и пространственной структуры кабельной сети. Процесс его работы можно свести к трем пунктам:
- Крепление фундамента: Бетонные сваи или колонны стальной конструкции устанавливаются на обоих концах строительной площадки в качестве фиксированных конечных точек натяжной системы. В некоторых сложных сценариях для усиления эффекта крепления добавляются анкерные стержни и ванты.
- Натяжная конструкция: высокопрочные стальные пряди- и другие гибкие материалы натягиваются и фиксируются между конечными точками. Предварительное напряжение применяется посредством поэтапного процесса натяжения для формирования стабильной несущей-несущей конструкции, при этом отклонение напряжения строго контролируется в пределах менее или равного 5 %.
- Установка модуля: Фотоэлектрические модули закрепляются на несущих-кабелях с помощью специальных зажимов, образуя единый массив. Структура кабельной сети может слегка деформироваться при изменениях окружающей среды (например, температурном расширении и сжатии, воздействии ветра), рассеивая напряжение, сохраняя при этом стабильное положение модулей, чтобы избежать структурных повреждений.
Эта конструкция снимает ограничения-по несущей способности жестких опор, достигая эффекта «гибкости с жесткостью». Он может поглощать энергию внешней нагрузки за счет гибкой деформации и сохранять общую стабильность за счет блокировки предварительного напряжения, что приводит к повышению устойчивости к рискам в экстремальных условиях.
Ключевые технические элементы
1. Выбор основного материала
Материалы являются основой гибкой поддержки, требующей баланса прочности, устойчивости к атмосферным воздействиям и легкости. В -кабелях, несущих нагрузку, в основном используются оцинкованные стальные пряди класса 1860 МПа или стальные пряди, наполненные эпоксидной смолой.-первый вариант обеспечивает контроль затрат, а второй обеспечивает превосходную коррозионную стойкость в средах с высоким-солевым туманом и высокой-влажностью. Зажимы модуля изготовлены из атмосферостойких-полимеров или нержавеющей стали 316, что предотвращает старение и растрескивание при длительном-использовании. В системе крепления выбираются ребристые анкерные стержни из арматуры (для обычных наземных сценариев) или композитные арматуры из базальтового волокна (для сценариев с высокой -коррозией на море) в зависимости от применения, баланса между прочностью и коррозионной стойкостью.
2. Технология управления преднапряжением
Предварительное напряжение является основной гарантией стабильности опоры и требует точного проектирования и изготовления. Применяется поэтапный процесс натяжения, позволяющий постепенно прикладывать натяжение в несколько этапов, динамически балансируя напряжение кабельной сети и избегая расслабления или разрушения кабеля, вызванного локальной концентрацией напряжений. Между тем, профессиональное оборудование используется для контроля натяжения кабеля в режиме реального-времени с динамической регулировкой на основе изменений температуры окружающей среды, чтобы гарантировать, что отклонение натяжения не превышает расчетный порог на протяжении всего жизненного цикла и поддерживать стабильную геометрическую форму опоры.
3. Ветровая устойчивость и оптимизация конструкции.
Для решения проблем с ветровой нагрузкой в различных условиях гибкие опоры имеют составную конструкцию «пространственная кабельная сеть + система сопротивления ветру». Основные тросы несут основную нагрузку в восточном-западном направлении, а меж-гибкие ветроустойчивые-тросы и поперечные фермы добавляются в северном-южном направлении, образуя трехмерную-систему баланса напряжений. Подтверждено испытаниями в аэродинамической трубе (испытательная скорость ветра обычно превышает 46 м/с), оптимизация демпфирующих характеристик кабельной сети позволяет эффективно противостоять тайфунам или сильным порывам ветра силой 12-17, избегая столкновений модулей и микротрещин. Кроме того, конструкция с большим пролетом уменьшает количество свай (использование свай на МВт может быть уменьшено с 329 до 64), сводя к минимуму повреждение местности и затраты на строительство.
4. Технология анкерной системы
Анкерная система является ключом к передаче напряжения, напрямую влияющим на общую безопасность опоры. Среди анкерных стержней стальные анкерные стержни HPB300 имеют малое удлинение и удобную установку, подходят для работы на суше. Оцинкованные несвязанные стальные пряди для вантовых тросов предпочтительны для морских и прибрежных проектов из-за их превосходной коррозионной стойкости. Ключевая технология заключается в герметизированной анти-коррозионной обработке креплений и кабелей, обеспечивающей отсутствие утечек или коррозии в средах с высокой-влажностью и высоким-солевым туманом, а также продлевающую срок службы.
Сценарии применения
1. Сложные горные и холмистые территории.
Гибкие опоры могут адаптироваться к местности с уклоном более 40 градусов. Благодаря наклону-соответствующей планировке и гибкому расположению достигается полное покрытие модуля без необходимости тщательного выравнивания земли. В проекте округа Хуанэн Цинь в Шаньси опоры регулируются в соответствии с волнистостью склона холма, что значительно улучшает плотность раскладки досок на единицу площади. Проект Ланьчжоу Хунгу в Ганьсу сокращает затраты на строительство фундамента за счет конструкции с большими-пролетами, что обеспечивает максимальную защиту хрупких экологических форм рельефа.
Сценарии интеграции «PV+»
PV+Сельское хозяйство: Благодаря большому пролету 33 метра и высоте по высоте 5,5 метра его можно устанавливать над сельскохозяйственными угодьями, фруктовыми садами и грибными теплицами. Проект Хуадянь Ичуань в Шэньси реализует координацию «PV+apple», поддерживая светопропускание яблока на уровне выше 70% и обеспечивая двойное улучшение сельскохозяйственного производства и выгод от выработки электроэнергии.
Фотоэлектрические системы и рыболовство: подходят для прибрежных и внутренних рыбных прудов, конструкция, устойчивая к тайфунам-, и высокая высота над уровнем моря не только обеспечивают безопасность фотоэлектрических установок, но и не влияют на операции рыболовства. Проект фотоэлектрической установки мощностью 100 МВт-Вэньчан на Хайнане достиг «нулевого ущерба» во время тайфунов магнитудой 17, а проект Цинъюань в Гуандуне также снизил испарение воды в прудах с рыбой.
PV+медицинские насаждения: в рамках проекта Yimen в Юньнани над посадками китайских травяных посадок были возведены опоры, реализующие «генерацию электроэнергии на панелях и посадку растений под панелями» и способствующие углубленной-интеграции новой энергии и характерного сельского хозяйства.
3.Экологически чувствительные и особые территории.
В экологически уязвимых районах, таких как пустыни и Лёссовое плато, гибкие опоры уменьшают выемку свай и повреждение поверхности. Микро-среда, образующаяся под фотоэлектрическими панелями, уменьшает испарение воды и защищает рост растительности. В таких сценариях, как зоны обслуживания автомагистралей и склоны, конструкция пролета шириной 15-35 метров-может адаптироваться к таким местам, как парковки, станции зарядки и замены, помогая создавать «зоны обслуживания с нулевым выбросом углерода».
Тенденции отрасли и состояние рынка
1. Устойчивый рост рынка. Мировая индустрия гибкой поддержки фотоэлектрических систем переживает период быстрого развития. Ожидается, что общий годовой темп роста (CAGR) достигнет 8,2% в период с 2025 по 2031 год, превысив 5,796 миллиарда долларов США к 2031 году. Как основной рынок производства и применения, спрос на рынке Китая продолжает расширяться благодаря развитию фотоэлектрических систем в горах и политике «PV+», при этом рыночная доля ведущих предприятий постепенно увеличивается.
2. Направления технологических инноваций
- Интеграция гибкости и отслеживания: сочетание интеллектуальной технологии отслеживания с гибкими опорами для достижения отслеживания солнечной активности ±60 градусов. Проект Кубуки во Внутренней Монголии увеличил годовое производство электроэнергии на 12,3% по сравнению со стационарными конструкциями, адаптируясь к механизму «пиковых-цен на электроэнергию в долине» для увеличения выгод.
- Интеллектуальное обновление: оптимизация стратегий контроля и отслеживания натяжения с помощью алгоритмов искусственного интеллекта для повышения адаптивности в экстремальных погодных условиях и снижения затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание.
- Итерация материалов: использование цинкового-алюминиевого-магниевого покрытия, базальтокомпозитных материалов и т. д. для дальнейшего сокращения использования стали, повышения коррозионной стойкости и продления срока службы опор.
3. Расположение основных производителей. В настоящее время на рынке формируется конкурентная структура с участием китайских и зарубежных предприятий. Международные производители включают Schletter Group и ESDEC, а ведущие отечественные предприятия — Longi Green Energy Technology, Trina Solar и Arctech Solar. Среди них компания Longi Green Energy Technology занимает лидирующие позиции в проектах по фотоэлектрическому-рыболовству и горным регионам благодаря своей-технологии, устойчивой к тайфунам, и много-сценарным решениям.
Заключение
Благодаря основной логике «гибкая структура + баланс напряжения», гибкие фотоэлектрические опоры преодолевают ограничения традиционных фотоэлектрических опор на местности и пространстве, реализуя многочисленные ценности «безопасности и надежности, снижения затрат и повышения эффективности, а также экологичности». Их характеристики, такие как большой пролет, большой запас мощности и высокая адаптируемость, не только расширяют границы применения фотоэлектрических систем, но и способствуют углубленной интеграции новой энергетики с сельским хозяйством, рыболовством и защитой окружающей среды, становясь ключевой вспомогательной технологией в контексте энергетического перехода.
Благодаря обновлению технологий материалов и интеллектуальной модернизации гибкие опоры будут играть более важную роль в таких областях, как освоение пустынь, Гоби и пустынь, морские фотоэлектрические системы и реконструкция существующих проектов, придавая устойчивый импульс высококачественному развитию фотоэлектрической отрасли. В будущем диверсифицированные модели применения, основанные на гибких опорах, будут способствовать дальнейшему снижению стоимости земли, помогая достичь скоординированного развития энергетики и экологии в рамках целей «двойного углерода».
Ключевое слово
Гибкая система монтажа фотоэлектрических систем, предварительное натяжение, сценарии интеграции «PV+», фотоэлектрические +рыболовство, фотоэлектрические +медицинские насаждения, гибкое солнечное будущее в Европе, различия между системами крепления с фиксированным наклоном и трекером для солнечных батарей
