Uvod
S hitro rastjo nove energetske industrije v zadnjih letih so zemljiški viri za fotonapetostne instalacije postali vse redkejši. Za čim večjo učinkovito uporabo fotonapetostnih sistemov v različnih scenarijih uporabe se je fleksibilni fotonapetostni sistem za namestitev pojavil kot inovativna rešitev.
Načelo delovanja
Osrednje načelo fleksibilnih fotonapetostnih nosilcev je v izgradnji "sistema za ravnovesje napetosti", ki zagotavlja stabilno podporo s prednapetim napenjanjem in strukturo prostorske kabelske mreže. Njegov delovni proces je mogoče povzeti v treh točkah:
- Pritrditev temeljev: Betonski piloti ali stebri jeklene konstrukcije so nameščeni na obeh koncih gradbenega območja kot fiksne končne točke napenjalnega sistema. V nekaterih zapletenih scenarijih so dodane sidrne palice in oporni kabli za izboljšanje učinka sidranja.
- Napeta konstrukcija: jeklene pramene-visoke trdnosti in drugi prožni materiali so napeti in pritrjeni med končnima točkama. Prednapetost se izvaja s postopnim napenjanjem, da se oblikuje stabilna nosilna konstrukcija, pri čemer je odstopanje napetosti strogo nadzorovano v območju Manj kot ali enako 5 %.
- Namestitev modula: fotonapetostni moduli so pritrjeni na nosilne-kable s posebnimi sponkami, da tvorijo celovit niz. Struktura kabelske mreže se lahko nekoliko deformira zaradi okoljskih sprememb (kot je temperaturno širjenje in krčenje, udar vetra), razpršitev napetosti, hkrati pa ohranja stabilno držo modulov, da se prepreči strukturna poškodba.
Ta zasnova odpravlja omejitve nosilnosti-trdnih nosilcev in dosega učinek "fleksibilnosti s togostjo". Lahko absorbira zunanjo energijo obremenitve s prožno deformacijo in ohranja splošno stabilnost s prednapetim zaklepanjem, kar ima za posledico boljšo odpornost na tveganje v ekstremnih okoljih.
Ključni tehnični elementi
1. Izbira osnovnega materiala
Materiali so temelj prilagodljive podporne zmogljivosti, ki zahteva ravnotežje med trdnostjo, vremensko odpornostjo in lahkimi lastnostmi. Nosilni-kabli večinoma uporabljajo pramene iz pocinkanega jekla stopnje 1860 MPa ali pramene iz epoksidnega jekla s polnilom-prvi zagotavljajo nadzor nad stroški, medtem ko drugi zagotavljajo odlično korozijsko odpornost v okoljih z visoko-slano meglo in visoko-vlažnostjo. Objemke modulov so izdelane iz vremenski-polimerov ali nerjavečega jekla 316, da preprečijo staranje ali razpoke med dolgotrajno-uporabo. Sistem za sidranje izbere sidrne palice z rebrastimi armaturnimi palicami (za običajne kopenske scenarije) ali kite iz kompozitnih bazaltnih vlaken (za visoko{11}}korozijske scenarije na morju) na podlagi uporabe, uravnoteženja trdnosti in odpornosti proti koroziji.
2. Tehnologija nadzora prednapetosti
Prednapetost je temeljno zagotovilo stabilnosti podpore, ki zahteva natančno načrtovanje in konstrukcijo. Sprejet je stopenjski postopek napenjanja za postopno uporabo napetosti v več stopnjah, dinamično uravnoteženje napetosti kabelske mreže in izogibanje sprostitvi kabla ali zlomu, ki ga povzroči lokalna koncentracija napetosti. Medtem se profesionalna oprema uporablja za spremljanje napetosti kabla v realnem-času z dinamičnimi prilagoditvami na podlagi sprememb temperature okolja, da se zagotovi, da odstopanje napetosti ne preseže projektnega praga v celotnem življenjskem ciklu in ohrani stabilno geometrijsko obliko nosilca.
3. Odpornost proti vetru in načrtovanje strukturne optimizacije
Za reševanje izzivov vetrne obremenitve v različnih okoljih so prilagodljivi nosilci sprejeli sestavljeno zasnovo "prostorska kabelska mreža + sistem odpornosti proti vetru". Glavni kabli nosijo glavno obremenitev v smeri vzhod-zahod, medtem ko so medvrstni-gibljivi kabli-odporni proti vetru in prečni nosilci dodani v smeri sever-jug, da tvorijo-tridimenzionalni sistem ravnovesja napetosti. Preverjeno s preskusi v vetrovniku (testna hitrost vetra na splošno presega 46 m/s), se lahko z optimizacijo lastnosti dušenja kabelske mreže učinkovito upira tajfunom ali močnim sunkom magnitude 12-17, s čimer se izogne trčenju modulov in mikrorazpokam. Poleg tega zasnova z velikim razponom zmanjšuje število pilotov (porabo pilotov na MW je mogoče zmanjšati s 329 na 64), kar zmanjšuje poškodbe terena in stroške gradnje.
4. Tehnologija sistema sidranja
Sidrni sistem je ključ do prenosa napetosti, ki neposredno vpliva na splošno varnost podpore. Med izdelki za sidrne palice imajo jeklene sidrne palice HPB300 majhen raztezek in priročno namestitev, primerne za suha okolja. Pocinkane nevezane jeklene pramene za zaporne kable so prednostne za projekte na morju in ob obali zaradi svoje odlične odpornosti proti koroziji. Ključna tehnologija je v zatesnjeni proti-korozijski obdelavi sidrišč in kablov, ki zagotavlja odsotnost puščanja ali korozije v okoljih z visoko-vlažnostjo in visoko-slano meglo ter podaljšuje življenjsko dobo.
Scenariji uporabe
1. Kompleksna gorata in hribovita območja
Fleksibilne podpore se lahko prilagodijo terenom z nakloni več kot 40 stopinj. Z razporeditvijo-, ki sledi naklonu, in prilagodljivo razporeditvijo je dosežena popolna pokritost modulov brez obsežnega izravnavanja zemlje. V projektu okrožja Huaneng Qin v Shanxiju so podpore prilagojene glede na valovitost pobočja, kar znatno izboljša gostoto postavitve plošč na enoto površine. Projekt Lanzhou Honggu v Gansuju zmanjšuje gradnjo temeljev z načrtovanjem velikega-razpona, kar povečuje zaščito krhkih ekoloških oblik zemljišča.
Scenariji integracije "PV+".
PV+Kmetijstvo: s 33-metrskim razponom in 5,5-metrsko visoko višino ga je mogoče postaviti nad kmetijska zemljišča, sadovnjake in rastlinjake z gobami. Projekt Huadian Yichuan v Shaanxi uresničuje koordinacijo "PV+jabolko", ki ohranja prepustnost svetlobe jabolka nad 70 % in zagotavlja dvojno izboljšanje kmetijske proizvodnje in koristi pri proizvodnji električne energije.
PV+Fishery: primeren za scenarije obalnih in celinskih ribnikov, zasnova, odporna na -tajfune, in postavitev z visoko višino ne zagotavljata samo varnosti fotonapetostnih objektov, ampak tudi ne vplivata na ribolovne dejavnosti. Projekt Wenchang 100MW PV-Fishery Project v Hainanu je med tajfuni z magnitudo 17 dosegel "nič škode", projekt Qingyuan v Guangdongu pa je prav tako zmanjšal izhlapevanje vode v ribnikih.
PV+medicinska zasaditev: projekt Yimen v Yunnanu je postavil opore nad območji sajenja kitajskih zeliščnih zdravil, s čimer je realiziral "proizvodnjo energije na ploščah in sajenje pod ploščami" ter spodbujal-poglobljeno integracijo nove energije in značilnega kmetijstva.
3. Ekološko občutljiva in posebna območja
Na ekološko občutljivih območjih, kot so puščave in Lesna planota, prilagodljive podpore zmanjšajo izkopavanje pilotov in površinske poškodbe. Mikro{1}}okolje, oblikovano pod fotonapetostnimi ploščami, zmanjšuje izhlapevanje vode in ščiti rast vegetacije. V scenarijih, kot so avtocestna servisna območja in pobočja, se lahko 15-35-metrska-razponska zasnova prilagodi prostorom, kot so parkirišča ter polnilne in menjalne postaje, kar pomaga graditi "servisna območja brez ogljika".
Industrijski trendi in stanje trga
1. Trajna rast trga Globalna industrija PV prilagodljive podpore doživlja obdobje hitrega razvoja. Pričakuje se, da bo skupna vrednost proizvodnje dosegla skupno letno stopnjo rasti (CAGR) v višini 8,2 % od leta 2025 do leta 2031, kar bo do leta 2031 preseglo 5,796 milijarde ameriških dolarjev. Povpraševanje na Kitajskem kot glavnem proizvodnem in aplikacijskem trgu se še naprej širi zaradi gorskega razvoja PV in politik "PV+", pri čemer se tržni delež vodilnih podjetij postopoma povečuje.
2. Smeri tehnoloških inovacij
- Integracija prilagodljivosti in sledenja: Kombinacija inteligentne tehnologije sledenja s prilagodljivimi podporami za doseganje sledenja soncu ±60 stopinj. Projekt Kubuqi v Notranji Mongoliji je povečal letno proizvodnjo električne energije za 12,3 % v primerjavi s fiksnimi strukturami, pri čemer se je prilagodil mehanizmu »najvišje-cene električne energije v dolini« za izboljšanje koristi.
- Inteligentna nadgradnja: Optimizacija nadzora napetosti in strategij sledenja prek algoritmov umetne inteligence za izboljšanje prilagodljivosti v ekstremnih vremenskih razmerah ter zmanjšanje stroškov delovanja in vzdrževanja.
- Ponovitev materiala: uporaba cinkove-aluminijeve-magnezijeve prevleke, bazaltnih kompozitnih materialov itd. za dodatno zmanjšanje uporabe jekla, izboljšanje odpornosti proti koroziji in podaljšanje življenjske dobe nosilcev.
3. Razporeditev glavnih proizvajalcev Trenutno trg tvori konkurenčen vzorec s sodelovanjem kitajskih in tujih podjetij. Mednarodni proizvajalci vključujejo Schletter Group in ESDEC, medtem ko domača vodilna podjetja vključujejo Longi Green Energy Technology, Trina Solar in Arctech Solar. Med njimi ima Longi Green Energy Technology vodilni položaj pri PV-ribiških in gorskih projektih s svojo tehnologijo, odporno na-tajfune, in rešitvami za več-scenarijev.
Zaključek
Z osrednjo logiko "fleksibilne strukture + napetostnega ravnovesja" fleksibilni fotonapetostni nosilci prekinjajo omejitve tradicionalnih fotonapetostnih nosilcev na terenu in prostoru ter uresničujejo več vrednosti "varnosti in zanesljivosti, zmanjšanja stroškov in izboljšanja učinkovitosti ter prijaznosti do okolja". Njihove značilnosti velikega razpona, visoke višine in močne prilagodljivosti ne le širijo meje fotonapetostnih aplikacij, temveč tudi spodbujajo-poglobljeno integracijo nove energije s kmetijstvom, ribištvom in zaščito okolja, s čimer postanejo ključna podporna tehnologija v okviru energetskega prehoda.
S ponovitvijo materialne tehnologije in inteligentne nadgradnje bodo imeli prilagodljivi nosilci večjo vlogo na področjih, kot so razvoj »puščave, Gobi in puščave«, fotonapetostne naprave na morju in prenova obstoječih projektov, kar bo vneslo trajen zagon v visoko-kakovosten razvoj fotonapetostne industrije. V prihodnosti bodo raznovrstni modeli uporabe, osredotočeni na prilagodljive podpore, dodatno sprostili vrednost zemljišča, kar bo pomagalo doseči usklajen razvoj energije in ekologije v okviru ciljev "dvojnega ogljika".
Ključna beseda
Fleksibilen fotonapetostni montažni sistem, prednapetost, scenariji integracije »PV+«, fotonapetostna + ribištvo, fotonapetostna + zdravilno sajenje, prilagodljiva solarna prihodnost v Evropi, razlike med sistemi pritrditve s fiksnim nagibom in sledilnimi sistemi za solarno
