Système de montage PV du désert

Déploiement d'énergie dans des environnements extrêmes: Recherche d'application du système de montage du désert PV

Contexte du développement photovoltaïque dans les zones du désert
La structure énergétique mondiale accélère sa transformation. Les zones du désert sont devenues des zones importantes pour le déploiement de centrales électriques photovoltaïques en raison de leur forte intensité de soleil et de leurs riches ressources terrestres. En particulier dans le nord-ouest de la Chine, en Afrique du Nord, au Moyen-Orient et dans certaines parties de l'Amérique, la moyenne annuelle des ressources légères est beaucoup plus élevée que les autres régions, offrant une bonne base pour le développement de l'énergie solaire. Système de montage PV du désert est une structure de soutien spéciale conçue pour s'adapter aux conditions climatiques extrêmes et aux reliefs complexes dans ce contexte.

Caractéristiques de l'environnement du désert et des défis du montage photovoltaïque
L'environnement naturel dans les zones du désert est très différent des systèmes de sol conventionnels, ce qui met des exigences plus élevées sur la conception et les matériaux des systèmes de montage:
* Différence de température élevée: la différence de température entre le jour et la nuit est grande, ce qui met un test sur l'expansion thermique et la contraction de la structure;
* Vent et sable fort: vent et sable fréquents, taille des particules grossières et usure sévère à la surface des composants;
* Climat aride: précipitations rares, faible fréquence de maintenance des centrales électriques et le système de montage doit avoir une capacité d'autonomie élevée;
* Fondation du sol doux: mauvaise stabilité de surface, la conception du fond de teint doit être particulièrement renforcée;
* Composants de vent et de sable corrosifs: certaines zones du désert contiennent des composants salins et alcalins dans le vent et le sable, ce qui peut aggraver la corrosion métallique.
Le système de montage PV du désert doit non seulement répondre à la fonction de base, mais également avoir les caractéristiques de la résistance au vent et au sable, une résistance à la corrosion et une forte stabilité thermique.

Type structurel et principes de conception
Selon l'échelle du projet, la disposition des composants et les conditions de terrain, le système de support du désert est principalement divisé dans les catégories suivantes:
1. support d'inclinaison fixe
Ce type de système adopte une méthode d'installation à angle fixe, avec une structure simple, une installation pratique et facile à promouvoir à grande échelle. L'angle d'inclinaison est déterminé en fonction de la latitude locale et de la distribution de la lumière, et est généralement réglé entre 20 et 35 degrés.
* Structure: des composants en acier galvanisé ou en aluminium à trempage à chaud sont utilisés et la structure du cadre est stable;
* Avantages: faibles exigences de maintenance, adaptables aux environnements poussiéreux;
* Limites: l'efficacité de la production d'électricité tout au long de l'année peut être limitée par le réglage d'inclinaison fixe.
2. Support d'angle réglable
L'angle d'inclinaison est ajusté mécaniquement ou manuellement, adapté aux zones avec des différences de soleil saisonnières évidentes. La structure de réglage de l'angle doit avoir un mécanisme de verrouillage stable pour empêcher les interférences du vent et du sable.
* Scénarios applicables: centrales d'électricité moyennes et grandes;
* Caractéristiques: Améliorez l'efficacité de la production d'électricité aux faibles angles de soleil en hiver;
* Défis: Assurez-vous que le dispositif de réglage de l'angle est en continu en continu sous le vent et le couvercle de sable.
3. Support de suivi (axe unique / double axe)
Mode de production d'énergie à haute efficacité, les composants se déplacent avec la trajectoire du soleil. Le désert a un fort soleil et un long temps de soleil, qui est un lieu d'application idéal pour les systèmes de suivi. Cependant, sa structure est complexe et nécessite un fonctionnement et une maintenance élevés.
* Points clés: système moteur de niveau de protection élevé, conception de colonne de support stable;
* Risque: par temps de sable extrême, les pièces mobiles peuvent porter plus ou la confiture;
* Contre-mesures: ajouter des couvercles de protection et utiliser des matériaux d'étanchéité lubrifiants.

Processus de sélection et de protection des matériaux
Dans la forte corrosion et l'environnement élevé de vent et de sable du désert, la performance des matériaux est directement liée à la stabilité et à la durée de vie du système:
* Type d'acier: L'acier Galvanisé Q235B ou Q355B est utilisé fréquemment, et l'épaisseur de galvanisation de surface doit généralement atteindre ≥80 μm ou plus;
* Matériau en alliage en aluminium: 6063-T5 / 6005-T5 L'aluminium est largement utilisé dans les structures anti-corrosion, mais la conception de la section transversale doit être renforcée dans les zones à vent élevé;
* Boulons et attaches: Utilisez de l'acier inoxydable 304 ou du dacromet pour la prévention de la rouille;
* Traitement de surface: anodisation, revêtement électrophorétique, revêtement en poudre et autres méthodes pour améliorer la résistance à la corrosion.
Le processus de couche protecteur doit considérer la résistance à l'usure sous contact à long terme avec le vent et le sable pour éviter une exposition structurelle due au pelage de surface.

Type de fondation et conception d'adaptabilité de la fondation
La structure de surface du désert est diversifiée, certaines sont des dunes de sable et certaines sont des déserts semi-durs. Le système de fondation de support doit être apparié de manière flexible:
1. Fondation de pile à vis
Couramment utilisé dans les zones à faible capacité de relèvement du sol, construction rapide, petits dommages, facile à démonter et à réutiliser.
* Une forte adaptabilité, peut pénétrer les couches de sol molles;
* Peut être préfabriqué avec du matériel de forage géologique;
* L'intégrité du revêtement anti-rust doit être prise en compte.
2. Fondation des piles
Dans certaines zones, des tas d'acier ou des tas de béton préfabriqué peuvent être utilisés, qui ont une capacité de roulement élevée et conviennent aux projets avec de grandes charges de vent.
* Un équipement lourd est nécessaire pour la construction et la quantité de travail est importante;
* Les tests de pénétration statique doivent être effectués à l'avance lorsqu'il existe de grandes différences géologiques;
* La conception doit déterminer la profondeur de la pile en fonction de la distribution de l'analyse des strates et des contraintes.
3. Fondation de ciment
Principalement utilisés dans les projets de centrale électrique dans des conditions de durcissement au sol, en particulier dans les zones où l'empilement n'est pas autorisé.
* Stabilité élevée, coût légèrement plus élevé que les autres formes;
* Période de construction longue, exigences de construction élevées;
* Mauvaise capacité à faire face à la colonie des fondations.

Structural Wind Resistance and Dust Control Strategies
Dans les zones désertiques avec des tempêtes de vent et de sable fréquentes, la résistance structurelle du vent et la conception de la prévention de la poussière ne peuvent pas être ignorées:
* Conception de la charge du vent: doit être formulée sur la base des données locales de vitesse du vent extrême et généralement conçue en fonction du niveau de vitesse du vent d'une fois en 50 ans;
* Conception de ventilation du plan arrière du module: optimiser la résistance au vent en laissant les lacunes dans la structure de support;
* Gestion du blindage de poussière: Nettoyage régulier des modules, utilisation du verre de module résistant à la poussière;
* Protection des pentes et compactage de surface: empêchez les fondations d'être exposées et érodées par le vent ou emportées.

Chemin d'optimisation structurelle pour le système de montage PV du désert s'adapter aux environnements extrêmes

La particularité de la construction photovoltaïque dans les zones du désert
Les zones du désert ont de vastes terres inutilisées et des ressources élevées de soleil, qui conviennent à la production d'énergie photovoltaïque à grande échelle. Cependant, les conditions géographiques et climatiques spéciales entraînent également des difficultés de construction. Par exemple, une température élevée, un vent et un sable fréquents, une grande différence de température entre le jour et la nuit, une mauvaise capacité de surface et d'autres problèmes au défi de la stabilité structurelle et de l'efficacité de fonctionnement à long terme des stations électriques photovoltaïques. Par conséquent, la conception de Système de montage PV du désert Doit être optimisé dans la structure, les matériaux et les méthodes de construction pour s'adapter à l'environnement sévère.

Types structurels de système de montage PV du désert
Les systèmes de support photovoltaïques communs dans les environnements désertiques comprennent:
* Support d'inclinaison fixe: bonne stabilité structurelle, installation facile, largement utilisée dans les zones avec un vent lourd et du sable.
* Support d'angle réglable: peut ajuster l'angle en fonction de la saison pour améliorer l'efficacité de la production d'énergie, mais la structure est plus complexe et a des exigences de maintenance élevées.
* Support de suivi (axe unique ou à double axe): peut suivre automatiquement la trajectoire du soleil pour augmenter la production d'électricité, et est utilisé dans certains projets désertiques sur une base pilote, mais a des exigences plus élevées pour la stabilité de la structure de support et le système de contrôle du sable.
La sélection de différents types de systèmes de support dans les environnements désertiques doit être évaluée de manière approfondie en combinaison avec des facteurs tels que le prix de l'électricité du projet, le coût des terres, la commodité de la construction et la capacité de maintenance.

Sélection des matériaux et traitement anti-corrosion
Les zones du désert sont sèches et venteuses toute l'année, et les matériaux sont confrontés à l'érosion du vent continu et au rayonnement ultraviolet. Les méthodes de sélection et de traitement des matériaux communs comprennent:
* Acier galvanisé à trempage à chaud: a une forte résistance à la corrosion et est le choix grand public actuel.
* Support en alliage en aluminium: léger poids, bonne résistance à la corrosion, adapté aux projets avec des exigences de faible charge.
* Connecteurs de composants en acier inoxydable: utilisé pour la connexion des pièces afin d'éviter le relâchement et la corrosion pendant le fonctionnement à long terme.
* Traitement de pulvérisation en surface ou d'anodisation: Améliorez davantage la résistance à la corrosion et la résistance aux UV de la surface du matériau et prolongez la durée de vie du système.
Une bonne correspondance des matériaux et des processus peut efficacement améliorer la capacité de fonctionnement stable du système de montage PV du désert dans un environnement hautement corrosif et venteux.

Conception de la fondation et stratégie de construction adaptative
La surface du désert est principalement du sable mou ou du terrain salin-alcali, qui a des exigences élevées pour la capacité de roulement de fondation. Les formulaires de fondation communs comprennent:
* Fondation des piles à vis: construction simple, adaptée au sol sableux, et facile à démonter et à assembler plus tard.
* Fondation des piles: adapté au sol du désert avec un fort compactage, une bonne stabilité, mais des exigences élevées pour les équipements de construction.
* Ciment Cast in-Place Piles: Utilisé dans des zones aux conditions géologiques complexes ou aux niveaux des eaux souterraines, avec une longue période de construction.
Dans une construction spécifique, il est nécessaire d'effectuer des enquêtes géologiques suffisantes pour évaluer des facteurs tels que la structure de la strate, le niveau des eaux souterraines, la pression de la charge du vent, etc., afin de déterminer le type de base raisonnable, et d'adopter des méthodes de construction mécanisées pour réduire les erreurs humaines.

Prévention du sable et conception de stabilité structurelle
L'impact du sable et de la poussière sur les modules photovoltaïques et les systèmes de support se reflète principalement dans:
* Couvrir la surface du module, affectant l'efficacité de la production d'énergie;
* S'accumuler dans la structure du support, accélérer l'usure et la corrosion;
* Le temps fort du vent et du sable provoque des changements de stress structurel.
* Afin de réduire ces effets, la conception du système de montage PV du désert doit considérer:
* Soulevez le dégagement du sol au fond du support pour réduire l'accumulation de sable et de poussière;
* Optimisez l'angle d'inclinaison de la disposition du module et utilisez l'énergie éolienne pour l'autonomie;
* Renforcer la connexion entre le support et le sol pour améliorer la résistance au vent;
* Installez des clôtures de vent et de sable ou des ceintures de plantes pour former une zone tampon pour réduire l'érosion du vent.
L'analyse de simulation de contrainte du système est également une partie importante de la conception. Il est nécessaire de combiner des données météorologiques historiques locales et des modèles de vent et de sable typiques pour évaluer la réponse structurelle dans des conditions météorologiques extrêmes.

Suggestions d'exploitation et de maintenance et de gestion
Le fonctionnement et la maintenance dans les environnements désertiques sont une partie importante pour assurer la performance à long terme des centrales électriques. Les mesures de fonctionnement et de maintenance recommandées comprennent:
* Nettoyer régulièrement des modules photovoltaïques, qui peuvent être pulvérisés par des drones, un équipement de brossage à sec ou des systèmes de nettoyage automatique;
* Vérifiez si les parties de connexion du support sont lâches ou corrodées;
* Pour le système de suivi, il est nécessaire de surveiller si les actionneurs sont coincés dans du sable;
* Renforcer la construction et l'entretien des installations de contrôle du vent et du sable autour de la zone.
* En même temps, l'installation d'un système de surveillance à distance peut saisir l'état du fonctionnement du système en temps réel et réduire le nombre de personnes entrant des zones à haute température et à haut risque.

Tendance de développement du système de montage PV du désert
Avec la promotion à grande échelle des projets photovoltaïques du désert, la direction future de l'évolution technique du système de montage PV du désert comprend principalement:
* Conception d'installation modulaire pour améliorer l'efficacité de la construction;
* Mise à niveau des matériaux, comme les matériaux composites légers à haute résistance;
* Support de fonctionnement et de maintenance intelligent, tels que la surveillance des capteurs et l'avertissement de défaut d'IA;
* Combiné à la restauration écologique pour atteindre la co-construction de la protection de l'énergie et de l'environnement.
Poussée à la fois par la politique et la demande du marché, le photovoltaïque du désert deviendra une force importante dans la promotion de l'ampleur de la nouvelle énergie, et imposera des demandes plus élevées à l'adaptabilité des systèmes de soutien photovoltaïque.