سیستم نصب PV انعطاف پذیر

مقدمه

با رشد سریع صنعت انرژی های جدید در سال های اخیر، منابع زمین برای تاسیسات PV به طور فزاینده ای کمیاب شده است. برای به حداکثر رساندن استفاده کارآمد از سیستم های PV در سناریوهای کاربردی مختلف، سیستم نصب PV انعطاف پذیر به عنوان یک راه حل نوآورانه ظاهر شده است.

اصل کار

اصل اصلی تکیه گاه های انعطاف پذیر PV در ساختن یک "سیستم تعادل کشش"، دستیابی به پشتیبانی پایدار از طریق کشش پیش تنیدگی و ساختار شبکه کابل فضایی نهفته است. روند کار آن را می توان در سه نکته خلاصه کرد:

• تثبیت فونداسیون: شمع های بتنی یا ستون های اسکلت فلزی در دو انتهای محوطه ساخت و ساز به عنوان نقاط انتهایی ثابت سیستم کشش نصب می شوند. در برخی از سناریوهای پیچیده، میله های لنگر و کابل های ثابت برای افزایش اثر لنگر اضافه می شوند.

• ساختار کششی: رشته‌های فولادی با استحکام{0} بالا و سایر مواد انعطاف‌پذیر بین نقاط انتهایی کشش و ثابت می‌شوند. پیش تنیدگی از طریق یک فرآیند کشش درجه بندی شده اعمال می شود تا یک ساختار تحمل بار پایدار تشکیل شود، با انحراف کشش به شدت در کمتر یا مساوی 5٪ کنترل شود.

• نصب ماژول: ماژول‌های PV از طریق گیره‌های مخصوص روی کابل‌های حامل بار ثابت می‌شوند تا یک آرایه یکپارچه را تشکیل دهند. ساختار شبکه کابلی می تواند با تغییرات محیطی (مانند انبساط و انقباض دما، ضربه باد) کمی تغییر شکل دهد، در حالی که وضعیت پایدار ماژول ها را حفظ می کند تا از آسیب ساختاری جلوگیری کند.

این طرح محدودیت‌های تحمل بار{0}} تکیه‌گاه‌های صلب را می‌شکند و به اثر "انعطاف پذیری همراه با صلبیت" دست می‌یابد. این می تواند انرژی بار خارجی را از طریق تغییر شکل انعطاف پذیر جذب کند و از طریق قفل شدن پیش تنید، پایداری کلی را حفظ کند، که در نتیجه در محیط های شدید مقاومت بیشتری در برابر خطر ایجاد می کند.

عناصر فنی کلیدی

1. انتخاب مواد اصلی

مواد پایه و اساس عملکرد پشتیبانی انعطاف پذیر هستند که به تعادل قدرت، مقاومت در برابر آب و هوا و ویژگی های سبک وزن نیاز دارند. کابل‌های باربر{1} اغلب از رشته‌های فولادی گالوانیزه با درجه 1860 مگاپاسکال یا رشته‌های فولادی اپوکسی پر شده استفاده می‌کنند{3}}که اولی کنترل هزینه را ارائه می‌دهد، در حالی که دومی مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی برای محیط‌های-مه نمکی و{5}بالا{5}}دارای رطوبت دارد. گیره های ماژول از پلیمرهای مقاوم در برابر آب و هوا یا فولاد ضد زنگ 316 ساخته شده اند تا در طول استفاده طولانی مدت از پیری یا ترک خوردن اطمینان حاصل کنند. سیستم لنگر، میله‌های لنگر میلگرد آجدار (برای سناریوهای زمینی معمولی) یا تاندون‌های کامپوزیت الیاف بازالت (برای سناریوهای{11}درفضایی با خوردگی بالا) را بر اساس کاربرد، استحکام متعادل کننده و مقاومت در برابر خوردگی انتخاب می‌کند.

2. فناوری کنترل پیش تنیدگی

پیش تنیدگی تضمین اصلی پایداری پشتیبانی است که نیاز به طراحی و ساخت دقیق دارد. یک فرآیند تنش درجه بندی شده برای اعمال تدریجی کشش در مراحل مختلف، متعادل کردن پویا تنش شبکه کابل و جلوگیری از شل شدن کابل یا شکستگی ناشی از تمرکز تنش موضعی اتخاذ شده است. در همین حال، از تجهیزات حرفه‌ای برای نظارت بر تنش کابل در زمان واقعی-، با تنظیمات دینامیکی بر اساس تغییرات دمای محیط استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که انحراف کشش از آستانه طراحی در طول چرخه عمر تجاوز نمی‌کند و شکل هندسی پایدار ساپورت را حفظ می‌کند.

3. مقاومت در برابر باد و طراحی بهینه سازی سازه

برای رسیدگی به چالش‌های بار باد در محیط‌های مختلف، پشتیبانی‌های انعطاف‌پذیر از طراحی ترکیبی «شبکه کابل فضایی + سیستم مقاومت در برابر باد» استفاده می‌کنند. کابل‌های اصلی بار اصلی را در جهت شرقی-غربی تحمل می‌کنند، در حالی که کابل‌های مقاوم در برابر باد بین ردیف‌ها و خرپاهای عرضی در جهت شمال-جنوبی اضافه می‌شوند تا یک سیستم تعادل تنش سه‌بعدی را تشکیل دهند. تأیید شده توسط آزمایش‌های تونل باد (سرعت باد آزمایشی معمولاً از 46 متر بر ثانیه فراتر می‌رود)، بهینه‌سازی ویژگی‌های میرایی شبکه کابلی می‌تواند به طور مؤثر در برابر طوفان یا تندبادهای شدید با بزرگی 12-17 مقاومت کند و از برخورد ماژول و ریزترک‌ها جلوگیری کند. علاوه بر این، طراحی دهانه بزرگ تعداد شمع ها را کاهش می دهد (مصرف شمع در هر مگاوات را می توان از 329 به 64 کاهش داد)، آسیب های زمین و هزینه های ساخت و ساز را به حداقل می رساند.

4. فن آوری سیستم لنگر

سیستم لنگر کلید انتقال تنش است که به طور مستقیم بر ایمنی کلی تکیه گاه تأثیر می گذارد. در میان محصولات انکر میله، میله های لنگر فولادی HPB300 دارای طول کم و نصب راحت، مناسب برای محیط های خشک است. رشته های فولادی بدون پیوند گالوانیزه برای کابل های ماندگار به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی برای پروژه های دریایی و ساحلی ترجیح داده می شوند. فناوری کلیدی در درمان ضد خوردگی مهر و موم شده لنگرها و کابل‌ها، تضمین عدم نشتی یا خوردگی در محیط‌های با رطوبت بالا و مه نمک بالا و افزایش عمر مفید نهفته است.

سناریوهای کاربردی

1. مناطق پیچیده کوهستانی و تپه ای

تکیه گاه های انعطاف پذیر می توانند با زمین هایی با شیب بیش از 40 درجه سازگار شوند. از طریق شیب-پیروی از چیدمان و چیدمان انعطاف پذیر، پوشش کامل ماژول بدون تسطیح وسیع زمین حاصل می شود. در پروژه شهرستان Huaneng Qin در شانشی، تکیه گاه ها با توجه به موج های دامنه تپه تنظیم می شوند که به طور قابل توجهی تراکم طرح تخته را در واحد سطح بهبود می بخشد. پروژه Lanzhou Honggu در گانسو مهندسی فونداسیون را از طریق طراحی-بزرگ کاهش می‌دهد و حفاظت از لندفرم‌های زیست‌محیطی شکننده را به حداکثر می‌رساند.

سناریوهای یکپارچه سازی "PV+".

PV+Agriculture: با دهانه بزرگ 33 متری و طراحی ارتفاع 5.5 متری، می توان آن را در بالای زمین های کشاورزی، باغ ها و گلخانه های قارچ قرار داد. پروژه Huadian Yichuan در Shaanxi هماهنگی "PV+apple" را محقق می کند، عبور نور سیب را بالای 70٪ حفظ می کند و از بهبود دوگانه بازده کشاورزی و مزایای تولید برق اطمینان می دهد.

PV+Fishery: مناسب برای سناریوهای حوضچه‌های ماهی ساحلی و داخلی، طراحی مقاوم در برابر طوفان-و طرح‌بندی فضای بالای سر نه تنها ایمنی تأسیسات PV را تضمین می‌کند، بلکه بر عملیات ماهیگیری نیز تأثیری نمی‌گذارد. پروژه 100 مگاواتی فتوولتائیک Wenchang{4}}در Hainan به "صفر خسارت" در طول توفان های بزرگ 17 رسید و پروژه Qingyuan در گوانگدونگ همچنین تبخیر آب در استخرهای ماهی را کاهش داد.

PV+Medicinal Planting: پروژه Yimen در یوننان در بالای مناطق کاشت داروهای گیاهی چینی پشتیبانی می‌کند، که "تولید نیرو در پانل‌ها و کاشت زیر پانل‌ها" را درک می‌کند و ادغام عمیق انرژی جدید و کشاورزی مشخص را ترویج می‌کند.

3. مناطق حساس و ویژه اکولوژیکی

در مناطق شکننده اکولوژیکی مانند بیابان ها و فلات لس، تکیه گاه های انعطاف پذیر حفاری شمع و آسیب های سطحی را کاهش می دهد. محیط میکرو{1}}تشکیل شده در زیر پانل های PV تبخیر آب را کاهش می دهد و از رشد پوشش گیاهی محافظت می کند. در سناریوهایی مانند نواحی خدمات بزرگراه و شیب‌ها، طراحی دهانه 15-35 متری- می‌تواند با فضاهایی مانند پارکینگ و ایستگاه‌های شارژ و تعویض تطبیق داده شود و به ساخت "مناطق خدماتی با کربن صفر" کمک کند.

روندهای صنعت و وضعیت بازار

1. رشد پایدار بازار صنعت پشتیبانی انعطاف پذیر PV جهانی در حال تجربه یک دوره توسعه سریع است. انتظار می‌رود که ارزش کل تولید به نرخ رشد مرکب سالانه (CAGR) 8.2 درصدی از 2025 تا 2031 دست یابد که تا سال 2031 از 5.796 میلیارد دلار فراتر رود. به‌عنوان یک بازار عمده تولید و کاربرد، تقاضای بازار چین به دلیل توسعه PV کوهستانی و سیاست‌های «PV+» با افزایش تدریجی سهم بازار از بازار، همچنان به رشد خود ادامه می‌دهد.

2. جهت نوآوری فن آوری

• ادغام انعطاف پذیری و ردیابی: ترکیب فناوری ردیابی هوشمند با پشتیبانی های انعطاف پذیر برای دستیابی به ردیابی خورشیدی ± 60 درجه. پروژه Kubuqi در مغولستان داخلی تولید برق سالانه را 12.3٪ در مقایسه با سازه های ثابت افزایش داد و برای بهبود مزایا با مکانیسم "اوج-قیمت برق دره" سازگار شد.

• ارتقای هوشمند: بهینه سازی کنترل تنش و استراتژی های ردیابی از طریق الگوریتم های هوش مصنوعی برای افزایش سازگاری در آب و هوای شدید و کاهش هزینه های بهره برداری و نگهداری.

• تکرار مواد: استفاده از روی{0}}آلومینیوم-روکش منیزیم، مواد کامپوزیت بازالت و غیره، برای کاهش بیشتر استفاده از فولاد، بهبود مقاومت در برابر خوردگی و افزایش طول عمر تکیه گاه ها.

3. چیدمان تولیدکنندگان عمده در حال حاضر، بازار یک الگوی رقابتی را با مشارکت شرکت های چینی و خارجی تشکیل می دهد. تولیدکنندگان بین المللی شامل Schletter Group و ESDEC هستند، در حالی که شرکت های پیشرو داخلی شامل Longi Green Energy Technology، Trina Solar، و Arctech Solar هستند. در میان آنها، فناوری انرژی سبز Longi با فناوری مقاوم در برابر طوفان و راه‌حل‌های چند سناریویی خود، جایگاه پیشرو در پروژه‌های PV-شیلات و کوهستانی دارد.

نتیجه گیری

با منطق اصلی "ساختار انعطاف پذیر + تعادل کشش"، تکیه گاه های انعطاف پذیر PV محدودیت های پشتیبان های PV سنتی در زمین و فضا را شکسته و ارزش های متعدد "ایمنی و قابلیت اطمینان، کاهش هزینه و بهبود کارایی، و سازگاری با محیط زیست" را درک می کنند. ویژگی‌های دهانه بزرگ، فضای بالای سر و سازگاری قوی نه تنها مرزهای کاربردهای PV را گسترش می‌دهد، بلکه ادغام عمیق انرژی جدید با کشاورزی، ماهیگیری و حفاظت از محیط زیست را ارتقا می‌دهد و به یک فناوری پشتیبانی کلیدی در زمینه انتقال انرژی تبدیل می‌شود.

با تکرار فناوری مواد و ارتقای هوشمند، پشتیبانی‌های انعطاف‌پذیر نقش بیشتری در زمینه‌هایی مانند توسعه "بیابان، گوبی و بیابان"، PV فراساحلی و نوسازی پروژه‌های موجود خواهند داشت و شتاب پایداری را به توسعه با کیفیت بالا-صنعت PV تزریق می‌کنند. در آینده، مدل‌های کاربردی متنوع که بر پایه‌های انعطاف‌پذیر متمرکز شده‌اند، ارزش زمین را بیشتر آزاد می‌کنند و به دستیابی به توسعه هماهنگ انرژی و اکولوژی تحت اهداف «کربن دوگانه» کمک می‌کنند.

کلمه کلیدی

سناریوهای یکپارچه سازی سیستم PV قابل انعطاف، تنش پیش تنشی، PV+، PV+Fishery، PV+ کاشت دارویی، اروپای خورشیدی منعطف، تفاوت بین سیستم های نصب شیب ثابت و ردیاب برای خورشیدی