À l'ère de l'avancement rapide des énergies renouvelables, l'énergie solaire est devenue une force dominante dans la transition énergétique mondiale. Les systèmes de montage solaire, les héros méconnus de la production d'énergie photovoltaïque (PV), jouent un rôle crucial dans le soutien et l'optimisation des performances des panneaux solaires. Ces systèmes ne sont pas une taille unique; Leurs applications et leurs exigences de conception varient considérablement en fonction du scénario d'installation. Cet article plonge dans les diverses applications des systèmes de montage solaire et explore les considérations de conception uniques pour chacune, mettant en évidence l'importance des solutions sur mesure pour maximiser l'efficacité et la longévité des installations d'énergie solaire.

Les centrales solaires montées au sol sont des installations à grande échelle qui couvrent généralement de vastes zones de terre. Ces plantes sont souvent construites dans des régions avec un grand espace ouvert, comme les déserts, les terres agricoles ou les sites industriels abandonnés. Le principal avantage des systèmes montés au sol est leur évolutivité, permettant à l'installation d'un grand nombre de panneaux solaires pour générer des quantités importantes d'électricité.

Les systèmes de montage solaire dans les centrales électriques montés au sol doivent être suffisamment robustes pour prendre en charge des panneaux solaires importants et lourds tout en résonnant des conditions environnementales sévères. Ces systèmes sont généralement un suivi à l'inclinaison fixe ou à un seul axe, les systèmes de suivi à axe unique étant plus répandus en raison de leur capacité à régler l'angle du panneau tout au long de la journée pour suivre le mouvement du soleil, augmentant ainsi la production d'énergie.

Des systèmes photovoltaïques sur les toits sont installés sur les toits des bâtiments résidentiels, commerciaux et industriels. Ils sont un choix populaire pour la production distribuée, car ils permettent aux propriétaires de construction de générer leur propre électricité et de réduire leur dépendance à l'égard de la grille. Les systèmes photovoltaïques sur le toit peuvent être classés en outre en installations plates en toit et en toit, chacune avec son propre ensemble de défis et d'exigences de conception.

Les toits plats sont courants dans les bâtiments commerciaux et industriels, ainsi que dans certains développements résidentiels. L'installation de panneaux solaires sur des toits plats nécessite des systèmes de montage qui peuvent être facilement ajustés pour optimiser l'angle d'inclinaison du panneau pour une exposition maximale au soleil. Les systèmes de montage à ballassement, qui utilisent des blocs pondérés pour sécuriser les panneaux sans pénétrer le toit, sont un choix populaire pour les installations de toit plat, car elles minimisent le risque de dommage au toit et sont relativement faciles à installer.

Les toits en pente sont plus courants dans les bâtiments résidentiels et certaines structures commerciales. Les systèmes de montage solaires pour les toits en pente sont conçus pour être compatibles avec la pente et la structure du toit, utilisant souvent des pinces ou des crochets pour fixer les panneaux directement aux chevrons ou aux lattes du toit. Ces systèmes doivent être soigneusement conçus pour assurer un bon drainage d'eau et éviter tout dommage à la membrane d'étanchéité du toit.

Le photovoltaïque intégré au bâtiment (BIPV) est une technologie qui intègre les panneaux solaires directement dans l'enveloppe du bâtiment, telles que le toit, les murs ou les fenêtres. Les systèmes BIPV produisent non seulement de l'électricité, mais servent également de matériaux de construction, offrant des avantages esthétiques et fonctionnels. Contrairement aux installations solaires traditionnelles, les systèmes BIPV nécessitent un haut niveau d'intégration avec la conception et la construction du bâtiment, ce qui les rend plus complexes à concevoir et à installer.

La conception des systèmes de montage solaire pour les centrales électriques montées au sol est principalement motivée par la nécessité d'une installation rapide, d'un support à grande échelle et d'une résilience environnementale. Compte tenu du grand nombre de panneaux dans ces installations, le système de montage doit être conçu pour un assemblage facile et rapide afin de réduire les coûts de main-d'œuvre et le temps d'installation. Les conceptions modulaires sont souvent préférées, car elles permettent des composants standardisés qui peuvent être facilement transportés et installés sur place.

En termes de soutien, les systèmes montés au sol doivent être capables de supporter le poids des grands panneaux solaires, ainsi que les forces exercées par le vent, la neige et l'activité sismique. Le fondement du système de montage est crucial, avec des options comprenant des piles en béton, des tas hélicoïdaux ou des piles entraînées, selon les conditions du sol. De plus, les matériaux résistants à la corrosion sont essentiels pour assurer la durabilité à long terme du système, en particulier dans les environnements extérieurs difficiles.

Une autre considération importante de conception est le mécanisme de suivi des systèmes de suivi à un axe unique. Ces systèmes nécessitent des moteurs et des contrôleurs précis et fiables pour régler l'angle du panneau avec précision tout au long de la journée. Le système de suivi doit également être conçu pour résister à diverses conditions météorologiques sans dysfonctionnement, car toute perturbation du suivi peut réduire considérablement la production d'énergie.

Pour les systèmes PV sur le toit, la compatibilité avec la structure de construction existante est de la plus haute importance. Le système de montage doit être conçu pour distribuer uniformément le poids des panneaux solaires à travers le toit, sans dépasser la capacité de charge du toit. Les ingénieurs en structure sont souvent impliqués dans le processus de conception pour évaluer l'intégrité structurelle du bâtiment et s'assurer que l'installation ne causera aucun dommage au bâtiment.

Dans le cas des toits plats, le système de montage doit être conçu pour fonctionner avec le système de drainage du toit pour empêcher la mise en commun de l'eau, ce qui peut entraîner des dommages et des fuites. Les systèmes à ballasts doivent être soigneusement conçus pour garantir que les blocs pondérés n'obstruent pas l'écoulement de l'eau. Pour les toits en pente, le système de montage doit être compatible avec la pente et le matériau du toit, qu'il s'agisse de bardeaux d'asphalte, de toiture métallique ou de tuile. Les pinces ou les crochets utilisés pour fixer les panneaux doivent être conçus pour s'adapter au matériau de toit spécifique sans causer de dommages.

L'esthétique joue également un rôle important dans la conception du système photovoltaïque sur le toit, en particulier dans les bâtiments résidentiels et commerciaux où l'apparence du bâtiment est importante. Le système de montage doit être conçu pour se fondre autant que possible avec l'architecture du bâtiment, minimisant l'impact visuel des panneaux solaires. Cela peut impliquer l'utilisation de composants de montage à profil bas, la correspondance de couleur ou le matériel de montage sur le toit, ou l'intégration des panneaux dans la conception du bâtiment de manière plus transparente.

Les installations sur le toit sont souvent confrontées à des défis logistiques en raison des contraintes d'accès et d'espace limités. Par conséquent, la conception du système de montage devrait prioriser la facilité d'installation et de maintenance. Les composants doivent être légers et faciles à manipuler, et le processus d'installation doit être simple pour minimiser le besoin d'équipements spécialisés et de main-d'œuvre qualifiée. De plus, la conception devrait permettre un accès facile aux panneaux pour le nettoyage, l'inspection et la réparation, sans nécessiter un démontage approfondi du système de montage.

Les systèmes BIPV nécessitent un degré élevé d'intégration entre la technologie solaire et la conception du bâtiment, conduisant à des exigences de conception uniques. Les panneaux solaires dans les systèmes BIPV doivent être conçus pour fonctionner comme des matériaux de construction, fournissant un support structurel, une isolation et une protection contre les intempéries en plus de la production d'électricité. Cela nécessite un examen attentif de la taille, de la forme, de la couleur et de la texture du panneau pour s'assurer qu'il s'intègre parfaitement à l'esthétique globale du bâtiment.

Le système de montage pour BIPV doit être conçu pour s'intégrer au processus de construction du bâtiment. Cela peut impliquer l'intégration des panneaux solaires dans les systèmes de cadrage, de toiture ou de mur du bâtiment pendant la phase de construction. La conception doit également assurer une étanchéité appropriée, un étanchéité et des performances thermiques, car tout compromis dans ces zones peut entraîner des pertes d'énergie et des défaillances de l'enveloppe de construction.

De plus, les systèmes BIPV nécessitent souvent des systèmes électriques et de contrôle plus complexes par rapport aux installations solaires traditionnelles. L'intégration des panneaux solaires dans le réseau électrique du bâtiment et la gestion de l'électricité générée nécessitent des systèmes de surveillance et de contrôle sophistiqués pour assurer des performances et une sécurité optimales.

En conclusion, les systèmes de montage solaire sont des composants essentiels de la production d'énergie photovoltaïque, et leurs applications et leurs exigences de conception dépendent fortement du scénario d'installation. Qu'il s'agisse d'une centrale électrique à grande échelle, d'un système photovoltaïque sur le toit ou d'une installation photovoltaïque intégrée au bâtiment, chaque scénario présente des défis et des opportunités uniques. Les solutions de conception sur mesure sont cruciales pour assurer l'efficacité, la fiabilité et la longévité des installations d'énergie solaire, permettant la croissance et le succès continues de l'industrie de l'énergie solaire. Alors que la demande d'énergies renouvelables continue d'augmenter, l'importance des systèmes de montage solaire bien conçues ne fera que se prononcer plus, ce qui stimule l'innovation et les progrès technologiques dans ce domaine.