El soporte fotovoltaico se refiere a la estructura de apoyo que dispone los módulos fotovoltaicos en una orientación y un ángulo determinados y fija la separación entre ellos, de acuerdo con las condiciones específicas de ubicación geográfica, clima y recursos de energía solar propias del proyecto de generación de energía fotovoltaica. Como parte fundamental del sistema de generación de energía fotovoltaica, el soporte fotovoltaico influye directamente en la seguridad de operación, la tasa de daños y la inversión en construcción de los módulos fotovoltaicos. Elegir el soporte fotovoltaico adecuado no solo permite reducir el costo del proyecto, sino también disminuir los costos de mantenimiento posteriores. Los soportes fotovoltaicos pueden clasificarse en tres categorías: fijos, de ángulo ajustable y de seguimiento automático; su modo de conexión suele ser por soldadura o por ensamblaje, en dos modalidades. Entre ellos, el soporte fijo se divide en soporte sobre tejado, soporte sobre terreno y soporte sobre agua. El soporte de seguimiento automático se subdivide en soporte de seguimiento de un eje y soporte de seguimiento de doble eje. El cuadro 1-2 enumera las categorías específicas de los soportes fotovoltaicos.

Tabla 1-1 Categorías de soportes fotovoltaicos

1, soporte fijo

El soporte fijo también se denomina soporte de ángulo fijo, y una vez instalado el soporte, no es posible ajustar el ángulo ni la orientación del componente. Los soportes fijos se clasifican en tipo para techo, tipo para suelo y tipo para agua.

2. Soporte del techo

El soporte para techos se divide generalmente en tres categorías: soporte para techos de chapa de acero coloreada, soporte para techos inclinados (techos de tejas) y soporte para techos planos.

El soporte para cubiertas de chapa de acero coloreada está compuesto principalmente por fijaciones o piezas fijas para la chapa de acero coloreada, carril guía (viga), prensa de componentes, conector del carril guía, arandela de perno, tuerca deslizante, etc., como se muestra en la Figura 1-1.

El soporte para techos inclinados está compuesto principalmente por el gancho de fijación del techo, el carril guía (viga), el bloque de presión del componente, el conector del carril guía, la arandela de perno, la tuerca deslizante, entre otros. La Figura 1-2 muestra la estructura de los elementos de fijación comunes del soporte para techos inclinados.

Los dos tipos de soportes mencionados anteriormente están, por lo general, fabricados en acero de tipo C o en aleación de aluminio como elementos estructurales principales de soporte, y presentan ventajas tales como montaje y desmontaje rápidos, ausencia de soldadura, recubrimiento anticorrosivo uniforme, buena durabilidad, rapidez de instalación, aspecto estético y otras.

El soporte para techos planos es similar a la estructura del soporte sobre el terreno; por lo general, se utiliza una cimentación de hormigón o un bloque de contrapeso de hormigón como cimentación del soporte, y, en función de la configuración del tejado, puede adoptar la forma de cimentación aislada o de cimentación en banda. La cimentación puede conectarse a la columna de soporte mediante el empotramiento de pernos de anclaje o bien mediante el empotramiento directo de la columna en la cimentación de hormigón. El soporte para techos planos no daña la capa impermeable de la superficie del tejado y presenta las características de una estructura flexible, instalación cómoda y alta fiabilidad.

3. Soporte de tierra

El soporte de tierra se divide en tres categorías: soporte de columna única, soporte de doble columna y soporte de columna única con tierra.

El soporte de columna única implica que el soporte se apoya en una sola fila de columnas, y cada unidad cuenta únicamente con una única fila de cimentación de soporte. El soporte de columna única está compuesto principalmente por una columna, un puntal diagonal, un carril guía (viga), un bloque de presión para componentes, un conector de carril guía, una arandela de perno, un deslizador de tuerca, entre otros elementos. La columna puede fabricarse en acero en forma de C, en forma de H o en tubo cuadrado de acero. El soporte de columna única permite reducir la superficie de obra necesaria, lo que lo hace adecuado para terrenos complejos.

El soporte de doble columna se presenta en forma de columnas delantera y trasera, compuestas principalmente por columna delantera, columna trasera, soporte diagonal, rail guía (viga), soporte trasero, bloque de presión de componentes, conector de rail guía, arandela de perno, deslizador de tuerca, entre otros. Según las dimensiones de la matriz cuadrada, la columna puede fabricarse con acero en forma de C, acero en forma de H, tubo de acero cuadrado, tubo de acero redondo y otros materiales. Las demás piezas se elaboran con acero en forma de C, aleación de aluminio, acero inoxidable y otros materiales, según sea necesario. El soporte de doble columna ofrece una distribución uniforme de las fuerzas, un procesamiento y una producción sencillos, y es adecuado para terrenos planos.

El soporte de columna única se refiere a la configuración de soporte de una unidad de matriz cuadrada que cuenta con una sola columna. Dado que toda la matriz dispone de una única columna, el número de módulos fotovoltaicos que pueden instalarse en un mismo conjunto de estructuras de soporte está limitado; por lo general, son 8, 12, 16, etc. El soporte de columna única sobre el suelo está compuesto principalmente por una columna, una viga longitudinal, un carril guía (viga), un bloque de presión para los componentes, un conector del carril guía, una arandela de perno, un deslizador de tuerca, entre otros elementos. La columna puede fabricarse con tubería de acero, tubería prefabricada de hormigón, etc. Las vigas longitudinales y las vigas suelen realizarse con tubería cuadrada de acero debido al voladizo, mientras que el carril guía se fabrica con acero en forma de C o con aleación de aluminio. Este tipo de soporte es adecuado para zonas con un nivel freático elevado y una vegetación del suelo abundante.

4. Soporte para la superficie del agua

Con el avance continuo de los proyectos de generación fotovoltaica distribuida, aprovechar plenamente recursos superficiales como mares, lagos y ríos para instalar centrales fotovoltaicas distribuidas, así como implementar nuevas modalidades de agricultura fotovoltaica, como la complementariedad entre piscicultura y energía solar, constituye otra vía para resolver el problema de que la generación fotovoltaica se ve limitada por la disponibilidad de suelo. El soporte flotante está compuesto por dos partes: el flotador y el soporte, como se muestra en la Figura 1-3. El flotador está fabricado con materiales de alta resistencia y cuenta con un diseño de conexión que le confiere una buena estabilidad y una elevada resistencia a los impactos, lo cual permite prevenir eficazmente los daños en los módulos fotovoltaicos causados por corrientes diversas y vientos fuertes. El soporte, por su parte, suele estar elaborado con acero inoxidable, aleación de aluminio y otros materiales de gran resistencia a la corrosión.

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