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La clé pour améliorer l’efficacité du système de montage solaire

Nombre Parcourir:0     auteur:Éditeur du site     publier Temps: 2025-10-10      origine:Propulsé

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La clé pour améliorer l’efficacité du système de montage solaire

Guide de sélection, d'application et de maintenance des supports photovoltaïques : la clé pour améliorer l'efficacité du système photovoltaïque

Dans un système de centrale photovoltaïque (PV), les supports PV ne génèrent pas directement d'électricité, mais ils servent de « épine dorsale invisible » qui détermine la stabilité, l'efficacité de la production d'énergie et la durée de vie des modules PV. Ils doivent non seulement supporter le poids des modules photovoltaïques, mais également résister aux impacts d'environnements extérieurs complexes tels que le vent, la neige, les vents forts et les différences de température. Parallèlement, ils maximisent l'absorption de l'énergie solaire en optimisant l'angle d'installation. Cet article fournit une analyse complète des connaissances pratiques sur les supports photovoltaïques, couvrant leurs principaux types, les scénarios appropriés, les techniques de sélection et les conseils de maintenance, vous aidant à choisir et à utiliser correctement les supports photovoltaïques pour garantir un fonctionnement stable et efficace à long terme de votre système photovoltaïque.

I. Principaux types de supports photovoltaïques : comment choisir les matériaux et les structures ? Évitez les erreurs après avoir compris ces 3 types

Les différences de performances entre les supports photovoltaïques proviennent principalement de leurs matériaux et de leur conception structurelle. Différents types conviennent à différents scénarios ; Choisir le mauvais type peut entraîner le déplacement du module, une réduction de l'efficacité de la production d'énergie ou même des risques pour la sécurité. Actuellement, il existe trois principaux types de supports photovoltaïques sur le marché, chacun avec des limites d'application claires :

1. Classification par matériau : alliage d'aluminium, acier au carbone, acier inoxydable – coût d'équilibrage et résistance aux intempéries

(1) Supports photovoltaïques en alliage d'aluminium (premier choix pour les systèmes distribués sur les toits)

  • Caractéristiques principales : Fabriqué en alliage d'aluminium 6063-T5, léger (environ 2,7 g/cm³), résistant à la corrosion (surface anodisée, résistance au brouillard salin ≥ 1000 heures) et facile à traiter (structures de forme spéciale personnalisables) ;

  • Principaux avantages : aucun traitement anticorrosion complexe requis, facile à installer (seulement 2 à 3 personnes nécessaires pour installer un seul jeu de supports), faible charge requise sur le toit (charge ≤ 15 kg par mètre carré), adapté aux scénarios distribués tels que les toits plats et les toits en pente ;

  • Notes : La résistance mécanique est légèrement inférieure à celle de l'acier au carbone (résistance à la traction ≥260MPa) ; non recommandé pour les scénarios de charge élevée dans les grandes centrales électriques au sol ou dans les zones soumises à des vents forts (vitesse du vent ≥30 m/s).

(2) Supports photovoltaïques en acier au carbone (support pour les grandes centrales électriques au sol)

  • Caractéristiques principales : Fabriqué en acier au carbone Q235B, surface galvanisée à chaud (épaisseur de couche de zinc ≥ 85 μm), haute résistance mécanique (résistance à la traction ≥ 375 MPa) et forte capacité de charge (un seul support peut supporter ≥ 200 kg) ;

  • Avantages principaux : le coût n'est que de 60 à 70 % des supports en alliage d'aluminium, adaptés aux scénarios de grande portée et à charge élevée tels que les grandes centrales électriques photovoltaïques au sol et les centrales électriques complémentaires agro-PV, et peuvent résister à la pression d'une épaisseur de neige ≤ 50 cm ;

  • Remarques : Une inspection régulière de la couche galvanisée est requise (une fois tous les 2-3 ans) pour éviter la rouille dans les environnements humides (un revêtement anticorrosion supplémentaire est recommandé pour les zones côtières).

(3) Supports PV en acier inoxydable (exclusifs pour les scénarios spéciaux résistants à la corrosion)

  • Caractéristiques principales : Fabriqué en acier inoxydable 304 ou 316, résistant au brouillard salin et aux acides et aux alcalis (le matériau 316 a une résistance au brouillard salin ≥2000 heures), aucun risque de pelage du revêtement ;

  • Avantages principaux : Convient aux environnements hautement corrosifs tels que les estrans côtiers et les zones autour des usines chimiques, avec une durée de vie de plus de 30 ans (5 à 8 ans de plus que les supports en alliage d'aluminium) ;

  • Scénarios d'application : Centrales électriques complémentaires Fish-PV et centrales électriques distribuées côtières. L'inconvénient est son coût élevé (environ 2,5 fois celui des supports en acier au carbone), il n'est donc pas recommandé pour les environnements non spéciaux.

2. Classification par structure : fixe ou suivi – compromis entre efficacité et coût

(1) Supports PV fixes (choix rentable)

  • Caractéristiques structurelles : Angle d'installation fixe (ajusté en fonction de la latitude ; par exemple, les zones situées à 30° de latitude nord sont généralement réglées à 30°-35°), divisé en type fixe à toit en pente, type lesté à toit plat et type à pieux au sol ;

  • Avantages principaux : structure simple (pas de composants de transmission mécaniques), faible taux de défaillance (taux de défaillance annuel ≤ 0,5 %), faible coût (40 % à 60 % de moins que le type de suivi) et maintenance facile ;

  • Scénarios d'application : La plupart des centrales électriques distribuées et des centrales électriques au sol de petite à moyenne taille, particulièrement adaptées aux zones de basse latitude (au sud de 25° de latitude N) où le changement d'angle d'ensoleillement est faible.

(2) Supports de suivi PV (préférés pour la production d'électricité à haut rendement)

  • Caractéristiques structurelles : Entraîné par un moteur ou un système hydraulique, il s'ajuste automatiquement en fonction de l'angle d'azimut du soleil (divisé en suivi à un seul axe et en suivi à deux axes). Le suivi sur un seul axe peut augmenter la production d'énergie de 15 à 20 % et le suivi sur deux axes de 20 à 25 % ;

  • Avantages principaux : Maximise l'absorption de l'énergie solaire, adapté aux zones de haute latitude (au nord de 40° de latitude nord) et aux scénarios avec une lumière solaire abondante mais de grands changements d'angle d'ensoleillement ;

  • Notes : Coût élevé, dépendant de l'alimentation électrique (la consommation électrique quotidienne est d'environ 0,5 kWh par ensemble), un entretien régulier des composants mécaniques est requis (inspection du système de transmission tous les trimestres) et il doit être automatiquement réinitialisé à l'angle de résistance au vent en cas de vent fort (lorsque la vitesse du vent est ≥ 18 m/s).

II. 4 scénarios d'application de base des supports photovoltaïques : des solutions adaptées à différents scénarios

Le choix des supports PV doit être étroitement associé à l'environnement d'installation (toit/sol, climat, terrain). L'application aveugle d'une « solution universelle » peut entraîner une perte d'efficacité ou des risques pour la sécurité. Vous trouverez ci-dessous des stratégies adaptées à 4 scénarios typiques :

1. Centrales électriques distribuées sur les toits : la légèreté et la faible charge sont essentielles

  • Toits plats : Choisissez des supports lestés en alliage d'aluminium (aucun perçage nécessaire, fixés par des contrepoids pour éviter d'endommager la couche d'étanchéité du toit). La hauteur du support doit être contrôlée entre 0,3 et 0,5 m (pour un entretien facile du toit) et l'angle doit être conçu en fonction de l'angle d'inclinaison optimal local (par exemple, 32° pour Shanghai) ;

  • Toits en pente (bardeaux d'asphalte/tuiles d'acier de couleur) : Choisissez des supports de type crochet en alliage d'aluminium (les crochets se fixent sur les pannes du toit sans pénétrer dans la surface du toit). Le degré d'ajustement entre les supports et le toit doit être ≥90 % pour éviter une résistance accrue au vent due à des espaces excessifs entre les modules et le toit.

2. Grandes centrales électriques au sol : une capacité portante élevée et un faible coût sont des priorités

  • Zones simples : Choisissez des supports de type pieu en acier au carbone (profondeur de pieu 1,2-1,5 m, résistance au vent ≤ 25 m/s). L'espacement des supports est de 3 à 4 m (convient aux modules 440 W-550 W) et il peut être équipé de systèmes de suivi fixes ou à axe unique (le type de suivi est préféré pour les zones à haute latitude) ;

  • Zones montagneuses et vallonnées : choisissez des supports réglables en acier au carbone (l'angle d'inclinaison peut être ajusté de ±5° en fonction du terrain) et adoptez des pieux indépendants (pour éviter la déformation des supports causée par les ondulations du terrain). Les modules sont disposés le long des lignes de contour (pour réduire la protection contre les ombres).

3. Centrales électriques complémentaires agro-PV : équilibrer la production d’électricité et la production agricole

  • Exigences de base : La hauteur du support doit répondre aux besoins de croissance des cultures (les cultures économiques mesurent 1,5 à 2 m de haut, la hauteur du support doit donc être ≥ 2,2 m), et la capacité portante doit s'adapter à la fois aux modules et au passage des machines agricoles (un seul support peut supporter ≥ 300 kg) ;

  • Solution appropriée : Choisissez des supports de portail en acier au carbone (portée de 5 à 8 m, pratiques pour le passage des machines agricoles). La surface doit être traitée avec un traitement anticorrosion renforcé (galvanisation à chaud + revêtement par pulvérisation double traitement) pour éviter la corrosion due aux pesticides et aux engrais chimiques.

4. Centrales électriques complémentaires Fish-PV : la résistance à la corrosion et la résistance aux inondations sont essentielles

  • Caractéristiques environnementales : brouillard salin élevé, humidité à long terme (humidité de la surface de l'eau ≥ 85 %) et le bas des supports peut être temporairement submergé (le niveau de l'eau augmente de 0,5 à 1 m pendant les saisons d'inondation) ;

  • Solution appropriée : Choisissez des supports de type pieux en acier inoxydable 316 (les pieux vont jusqu'à 1,5 à 2 m sous l'eau et sont enveloppés dans du béton pour résister à la corrosion). La hauteur du support doit être ≥ 1,8 m (pour éviter l'impact de la réflexion de la surface de l'eau sur l'efficacité du module) et le gel salin de surface doit être régulièrement lavé à l'eau douce.

III. 3 techniques clés pour la sélection du support photovoltaïque : éviter la « perte d'efficacité » et les « dangers pour la sécurité »

La sélection est cruciale pour la rentabilité des supports photovoltaïques. La poursuite aveugle d'une « conception excessive » entraîne un gaspillage de coûts, tandis qu'une « sélection sous-spécifiée » entraîne des risques. Maîtrisez les 3 points suivants pour une prise de décision précise :

1. Déterminer le matériau et la structure en fonction des « Conditions climatiques »

  • Zones avec des vents forts (par exemple, zones côtières, prairies) : Choisissez des supports en acier au carbone (résistance à la charge de vent ≥0,75 kN/m²). Les supports fixes nécessitent des diagonales supplémentaires (espacement ≤ 2 m) et les supports de suivi nécessitent des fonctions résistantes au vent ;

  • Zones à forte humidité/forte teneur en sel (par exemple, zones côtières, plaines de marée) : pour les supports en alliage d'aluminium, choisissez des modèles anticorrosion améliorés (épaisseur de couche anodisée ≥ 15 μm) ; les supports en acier au carbone nécessitent un double traitement anticorrosion, ou les supports en acier inoxydable peuvent être utilisés directement ;

  • Zones enneigées (par exemple, nord-est de la Chine, Xinjiang) : La capacité portante des supports doit être conçue en fonction de l'épaisseur de neige maximale locale (par exemple, pour Harbin, calculée sur la base d'une épaisseur de neige de 0,6 m, charge ≥0,5 kN/m²) pour éviter que les supports ne soient écrasés par la neige.

2. Déterminer le type de structure (fixe ou suivi) en fonction des « besoins de production d'électricité »

  • Budget limité, recherche de stabilité : choisissez des tranches fixes (adaptées à la plupart des scénarios, avec une période de retour sur investissement plus courte de 1 à 2 ans) ;

  • Zones de haute latitude, changements importants dans l'angle de lumière solaire : choisissez des supports de suivi à axe unique (par exemple, le nord-est de la Chine, qui peut augmenter la production d'électricité d'environ 18 %, avec une période de retour sur investissement de 0,5 à 1 an plus longue que les supports fixes) ;

  • Ressources solaires rares, recherche d'une efficacité extrême : choisissez des supports de suivi à deux axes (par exemple, les zones nuageuses telles que le Sichuan et le Guizhou, qui peuvent augmenter la production d'électricité de plus de 22 %, mais avec un coût élevé, adaptés aux grandes centrales électriques).

3. Déterminez la méthode de fixation en fonction des « Conditions d'installation »

  • Centrales électriques sur le toit (aucun perçage autorisé) : Choisissez des supports lestés en alliage d'aluminium (poids du contrepoids ≥ 1,2 fois le poids des modules + supports pour empêcher le soulèvement par le vent) ;

  • Centrales électriques sur le toit (perçage autorisé) : Choisissez des supports de type crochet en alliage d'aluminium (les crochets sont intégrés dans les pannes du toit à une profondeur de ≥ 50 mm pour assurer une fixation ferme) ;

  • Centrales électriques au sol (sol solide) : Choisissez des supports de type pieu en acier au carbone (diamètre du pieu ≥150 mm, profondeur ≥1,2 m) ;

  • Centrales électriques au sol (fondation de sol mou) : Choisissez des supports de fondation en béton en acier au carbone (taille de la fondation ≥600 mm × 600 mm × 800 mm pour améliorer la stabilité).

IV. 3 points de maintenance clés pour les supports photovoltaïques : prolonger la durée de vie et garantir l'efficacité

Les supports photovoltaïques sont exposés à l'extérieur pendant une longue période, et le vent, le soleil et la pluie provoquent facilement le vieillissement et la corrosion des composants. Un entretien régulier peut prolonger leur durée de vie (de 25 ans à 30 ans) et éviter les dommages aux modules causés par des problèmes de support. Vous trouverez ci-dessous les principales mesures d'entretien :

1. Inspection régulière : une fois par trimestre, concentrez-vous sur 3 types de composants

  • Composants structurels : Vérifiez les boulons de connexion des poutres de support et des diagonales (pour leur jeu ; le couple doit être maintenu à ≥30 N·m) et les engrenages de transmission des supports de suivi (pour l'usure ; appliquez de la graisse lubrifiante une fois tous les six mois) ;

  • Couche anticorrosion : pour les supports en acier au carbone, vérifiez la couche galvanisée (pour le pelage et la rouille ; réparez les taches de rouille avec de la peinture anticorrosion en temps opportun) ; pour les supports en alliage d'aluminium, vérifiez la couche anodisée (pour les rayures afin d'éviter l'infiltration de l'eau de pluie) ;

  • Pièces de fondation : Pour les supports au sol, vérifier si les pieux sont inclinés (angle d'inclinaison ≤1°) ; pour les supports de toit, vérifiez si les contrepoids sont déplacés (pour éviter un lest insuffisant entraînant un soulèvement par le vent).

2. Entretien saisonnier : Réagir aux conditions météorologiques extrêmes

  • Avant la saison des pluies : nettoyez l'eau accumulée au bas des supports (pour éviter la corrosion des fondations causée par une immersion à long terme) et vérifiez le raccord entre les supports de toit et la couche imperméable (pour les fuites d'eau ; réparez avec de la colle imperméable en temps opportun) ;

  • Avant la saison des neiges : renforcer les diagonales des supports (pour augmenter la capacité de charge de la neige) et déboguer le mode résistant au vent des supports de suivi (pour garantir une réinitialisation automatique lorsque la vitesse du vent est ≥ 18 m/s) ;

  • Avant les typhons/tempêtes de poussière : vérifiez tous les boulons de connexion (resserrez au couple standard) et retirez les débris autour des supports (pour éviter que les débris ne heurtent les modules).

3. Gestion des pannes : réparer en temps opportun pour éviter les réactions en chaîne

  • Boulons desserrés : serrez-les au couple standard avec une clé dynamométrique (couple pour les boulons de support en alliage d'aluminium : 25-30N·m ; pour les boulons de support en acier au carbone : 30-35N·m). Remplacez les boulons s'ils sont très desserrés (choisissez des boulons en acier inoxydable de même spécification) ;

  • Couche anticorrosion endommagée : Pour les supports en acier au carbone, poncez les taches de rouille jusqu'à ce que la surface métallique soit exposée, puis appliquez un apprêt époxy riche en zinc + une couche de finition (épaisseur ≥80 μm) ;

  • Défauts du système de suivi : passez immédiatement en mode manuel (pour éviter que les modules ne restent dans un angle défavorable), et contactez le constructeur pour réparer le système de transmission (ne démontez pas le moteur vous-même).

V. Foire aux questions (FAQ) : 5 requêtes courantes sur les supports photovoltaïques

  1. Q : Quelle est la durée de vie des supports PV ? Est-ce compatible avec la durée de vie des modules ?

R : La durée de vie des supports en alliage d'aluminium/acier inoxydable est de 25 à 30 ans, et celle des supports en acier au carbone (avec un traitement anticorrosion approprié) est de 20 à 25 ans, toutes compatibles avec la durée de vie de conception de 25 ans des modules photovoltaïques. Avec un entretien approprié, la durée de vie des supports en acier inoxydable peut être prolongée jusqu'à plus de 30 ans.
  1. Q : L’installation de supports photovoltaïques sur le toit endommagera-t-elle la couche imperméable ?

R : Non. Pour les toits plats, choisissez des supports lestés (aucun perçage requis) ; pour les toitures en pente, privilégiez les supports à crochets (les crochets se fixent sur les pannes sans pénétrer dans la couche d'étanchéité de la toiture). Après l'installation, de la colle imperméable peut être appliquée au contact entre les supports et le toit pour empêcher davantage les fuites d'eau.
  1. Q : Dans quelle mesure les supports photovoltaïques de suivi sont-ils plus chers que les supports fixes ? Combien de temps faut-il pour récupérer le coût ?

R : Les supports de suivi à axe unique sont 40 à 50 % plus chers que les supports fixes, et ceux à deux axes sont 60 à 80 % plus chers. En prenant l'exemple de la Chine du Nord, les centrales électriques à suivi à axe unique génèrent 18 % d'électricité de plus que les centrales fixes, et le coût supplémentaire peut être récupéré en 5 à 6 ans environ ; ceux à deux axes génèrent 22 % d’électricité en plus, avec une période de recouvrement des coûts d’environ 6 à 7 ans.
  1. Q : Les supports photovoltaïques en alliage d'aluminium conviennent-ils aux zones côtières ?

R : Oui, mais des modèles anticorrosion améliorés doivent être sélectionnés (épaisseur de couche anodisée ≥ 15 μm, ou revêtement supplémentaire en fluorocarbone). Laver la surface du gel salin des supports avec de l'eau douce une fois tous les 2 ans peut résister efficacement à la corrosion par brouillard salin.
  1. Q : Comment déterminer l'angle d'installation des supports PV ? Peut-il être ajusté ?

R : L'angle des supports fixes est déterminé en fonction de l'angle d'inclinaison optimal local (qui peut être interrogé via un « calculateur d'angle d'inclinaison PV » ; par exemple, l'angle d'inclinaison optimal pour Pékin est de 35°) et ne peut pas être ajusté après l'installation. Les supports de suivi suivent automatiquement l'angle du soleil sans réglage manuel, avec environ 20 à 30 réglages par jour.

Conclusion

Les supports photovoltaïques constituent le « cadre » d'un système photovoltaïque. Choisir le bon type et effectuer une maintenance appropriée garantit que les modules absorbent l'énergie solaire de manière stable pendant une longue période et maximisent les avantages de la production d'électricité. Qu'il s'agisse de systèmes distribués sur les toits ou de grandes centrales électriques au sol, une sélection précise basée sur « les conditions climatiques, les besoins de production d'électricité et l'environnement d'installation » est essentielle pour éviter de rechercher aveuglément « un faible coût » ou une « configuration élevée ». Si vous rencontrez des scénarios particuliers (tels que des zones montagneuses complexes ou des environnements hautement corrosifs) lors de la sélection, vous pouvez consulter des fabricants de supports professionnels pour obtenir des solutions personnalisées, rendant votre investissement photovoltaïque plus serein et plus efficace.


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