Número Browse:0 Autor:editor do site Publicar Time: 2026-04-17 Origem:alimentado
Como estrutura central de suporte das usinas fotovoltaicas, o método de instalação dos suportes fotovoltaicos determina diretamente a estabilidade, a eficiência da construção, o custo de investimento e a conveniência de operação e manutenção a longo prazo da usina. O projeto estrutural geral dos suportes deve integrar fatores como tipo de telhado, capacidade de carga, clima regional e escala do projeto para selecionar um esquema de instalação apropriado. Este esquema não deve apenas atender aos requisitos estruturais de suporte de componentes, resistência ao vento e resistência a terremotos, mas também equilibrar a conveniência da construção e a eficiência econômica. Atualmente, os principais métodos de instalação de suportes na indústria são divididos principalmente em quatro categorias: vazamento no local de pilares de cimento em telhados de concreto, contrapeso de tijolos de cimento pré-moldados, conexão de estrutura de aço e instalação especial para telhados de telhas de aço coloridas. Este artigo analisa de forma abrangente as características estruturais, vantagens, desvantagens e cenários aplicáveis de cada método de instalação, fornecendo referências técnicas para a seleção de esquemas de instalação de suporte fotovoltaico.
O vazamento no local de pilares de cimento em telhados de concreto é atualmente o método mais prevalente e amplamente utilizado para instalação de suporte fotovoltaico. É principalmente aplicável a telhados planos de concreto (por exemplo, telhados de plantas industriais e comerciais, telhados de edifícios residenciais). Seu princípio fundamental é usar pilares de concreto vazados no local como base de suporte para suportes, conectando firmemente as colunas de suporte aos pilares. O peso próprio e a resistência estrutural do concreto garantem uma fixação estável dos suportes, o que atende aos requisitos básicos de suporte de fundação de suporte especificados no "Código para Construção de Centrais Fotovoltaicas".
A principal vantagem deste método de instalação reside na sua forte estabilidade estrutural. Os pilares de concreto formam uma ligação firme com a base do telhado, resistindo efetivamente a cargas externas, como ventos fortes e neve. Além disso, não é necessária nenhuma perfuração através da camada impermeável do telhado durante todo o processo, o que maximiza a proteção da estrutura impermeável original do telhado e elimina potenciais riscos de infiltração de água em fases posteriores, alinhando-se com o princípio geral de "proteger a estrutura original e garantir a vedação à prova de água" para instalações fotovoltaicas no telhado. Além disso, os pilares de cimento apresentam materiais facilmente disponíveis e custos relativamente baixos, tornando-os adequados para as condições de suporte de carga da maioria dos telhados de betão e aplicáveis tanto a pequenas centrais fotovoltaicas distribuídas como a centrais eléctricas industriais e comerciais de grande escala.
Contudo, as suas limitações também são notáveis: primeiro, o período de construção é prolongado. Após o vazamento, os pilares de cimento requerem um período de cura superior a uma semana, e os suportes só podem ser instalados quando a resistência do concreto atingir mais de 70% da resistência projetada, o que atrasa significativamente o progresso geral da construção. Em segundo lugar, os custos de mão-de-obra e de materiais são elevados. O processo de vazamento exige mão de obra substancial para montagem de fôrmas, mistura de concreto e vazamento, juntamente com um grande número de fôrmas pré-fabricadas. O transporte, a montagem e a desmontagem dessas fôrmas aumentam ainda mais a carga de trabalho da construção. Terceiro, impõe requisitos elevados ao canteiro de obras. O processo de vazamento ocupa uma grande área do telhado, potencialmente perturbando o funcionamento normal das instalações existentes no telhado.
O método de instalação de tijolos de cimento pré-moldados é uma alternativa otimizada ao vazamento de pilares de cimento no local. Sua lógica central é consistente com a dos pilares de cimento vazado – ambos conseguem fixação de suporte por meio de contrapeso. A principal diferença é que os tijolos de cimento pré-moldados podem ser produzidos em massa nas fábricas com antecedência, transportados para o local e colocados e posicionados diretamente, sem vazamento no local. Este método é adequado para projetos de telhados de concreto com requisitos rígidos de período de construção e capacidade de carga adequada do telhado.
Comparado com o vazamento de pilares de cimento no local, este método oferece uma vantagem significativa na eficiência da construção. Elimina a necessidade de montagem de fôrmas no local, concretagem e cura; os tijolos pré-moldados de cimento podem ser rapidamente colocados e fixados na chegada ao local, encurtando bastante o período de construção. Enquanto isso, as especificações do contrapeso podem ser personalizadas antecipadamente de acordo com os requisitos do projeto, reduzindo o uso de peças embutidas em cimento e simplificando a complexidade da construção no local. Além disso, os tijolos de cimento pré-moldados apresentam maior controlabilidade de qualidade – a produção padronizada na fábrica garante resistência consistente e precisão dimensional, evitando possíveis defeitos de qualidade associados ao vazamento no local.
Suas principais desvantagens concentram-se no transporte: um único tijolo pré-moldado de cimento é relativamente pesado, exigindo equipamentos de transporte especializados para o transporte de lotes, o que aumenta substancialmente os custos de transporte. Este desafio é particularmente importante para projetos em áreas remotas ou com acesso limitado ao telhado. Além disso, a colocação de tijolos pré-moldados de cimento requer um posicionamento preciso; desvios excessivos de posicionamento podem afetar a precisão e a estabilidade da instalação do suporte, exigindo altos padrões operacionais do pessoal da construção. Além disso, o desempenho do seu contrapeso é ligeiramente inferior ao dos pilares de cimento vazados no local. Em condições climáticas extremas, como ventos fortes, são necessários tijolos de cimento adicionais para aumentar a estabilidade, o que pode aumentar a pressão de carga do telhado.
O método de conexão de estrutura de aço é aplicável principalmente a usinas fotovoltaicas industriais e comerciais de grande escala (500kW e acima, até mesmo projetos de nível de megawatt). Seu projeto estrutural principal envolve a instalação de uma placa de flange na parte inferior de cada coluna de suporte, usando seção de aço galvanizado para unir vários suportes em um grande conjunto. O peso próprio do conjunto de suporte aumenta a resistência ao vento, e apenas um pequeno número de pilares de cimento são necessários nos pontos de suporte de carga do telhado para fixar todo o conjunto. Este projeto se alinha às principais necessidades das usinas de energia de grande escala para “instalação eficiente e operação e manutenção convenientes”.
Este método oferece vantagens distintas: primeiro, a instalação é rápida e simples. Os suportes adotam um design modular, permitindo emendas rápidas através de perfis de aço galvanizado e placas de flange sem vazamentos complexos no local, o que encurta significativamente o período de construção e melhora a eficiência. Em segundo lugar, a desmontagem é conveniente. A matriz de suporte é aparafusada, permitindo desmontagem rápida durante manutenção, expansão ou remoção posterior, proporcionando alta flexibilidade. Terceiro, ocupa relativamente pouco espaço no telhado – apenas um pequeno número de pilares de cimento são necessários nos pontos de suporte de carga, maximizando a utilização do espaço no telhado para a instalação de componentes fotovoltaicos. Além disso, os perfis de aço galvanizado apresentam excelente resistência à corrosão, prolongando a vida útil dos suportes e atendendo aos requisitos de resistência à corrosão especificados no "Código para Aceitação da Qualidade Construtiva da Engenharia de Estruturas de Aço".
Sua principal limitação é o alto custo. Os suportes utilizam aço de alta qualidade, como aço galvanizado, juntamente com flanges de suporte, parafusos de alta resistência e outros componentes de conexão, resultando em um custo geral de suporte não inferior a 1 yuan/W, o que aumenta significativamente o investimento inicial do projeto. Além disso, exige altos padrões de tecnologia de construção – a precisão da emenda do conjunto de suporte e a qualidade de fixação das placas de flange afetam diretamente a estabilidade do suporte. A construção inadequada pode levar a problemas como afrouxamento ou deformação do suporte, necessitando de equipes de construção profissionais. Além disso, o grande peso próprio do conjunto de suporte impõe elevados requisitos à capacidade de suporte de carga do telhado, exigindo uma pré-inspeção do suporte de carga do telhado para evitar danos estruturais.
Os telhados de telhas de aço coloridas são o tipo comum para plantas industriais e comerciais. O método de instalação dos suportes para tais coberturas deve integrar as características do perfil e as propriedades estruturais das telhas de aço coloridas, adotando um esquema de instalação especializado. O princípio básico é evitar danos à estrutura e ao desempenho à prova d"água das telhas de aço coloridas, ao mesmo tempo em que atende aos requisitos de fixação de suporte, alinhando-se com os requisitos básicos de construção de "prevenção de vazamentos e resistência ao vento" para telhados de telhas de aço coloridas.
Perfis comuns de telhados de telhas de aço coloridas incluem principalmente três tipos: tipo de costura vertical, tipo de trava angular e tipo de escada. Entre eles, as telhas de aço coloridas com costura vertical e ângulo de bloqueio apresentam estruturas de pico de onda estáveis; luminárias especializadas em liga de alumínio podem ser usadas nos picos das ondas para fixar trilhos-guia de suporte sem perfurar as telhas, eliminando riscos potenciais de infiltração de água da fonte. Para telhas de aço coloridas do tipo escada, devem ser adotadas fixações ou componentes auxiliares de fixação adequados de acordo com as características do perfil para garantir uma ligação firme entre suportes e telhas. Devido à capacidade limitada de carga das telhas de aço coloridas (normalmente 15~30kg/m²), os suportes são instalados principalmente em um layout plano para reduzir a pressão da carga local e evitar deformações ou danos às telhas.
As vantagens deste método incluem instalação simples e curto período de construção. Não é necessária nenhuma construção complexa de fundação e acessórios especializados permitem uma fixação rápida do suporte, tornando-o adequado para instalações fotovoltaicas em grande escala em plantas industriais e comerciais. Além disso, as luminárias em liga de alumínio são leves e resistentes à corrosão, evitando danos à superfície da telha de aço colorida e prolongando a vida útil das telhas e dos suportes.
Suas limitações decorrem principalmente das características inerentes às telhas de aço coloridas: a vida útil das telhas de aço coloridas domésticas é geralmente de 10 a 15 anos, significativamente menor do que a vida útil de mais de 25 anos dos componentes fotovoltaicos. Isto pode exigir a substituição síncrona de telhas de aço coloridas durante a operação e manutenção posterior da central elétrica, aumentando os custos e a dificuldade. Além disso, a cobertura de componentes fotovoltaicos em coberturas de telhas de aço coloridas dificulta a posterior inspeção e manutenção das telhas, acumulando facilmente potenciais riscos à segurança. Além disso, as telhas de aço coloridas têm resistência limitada ao vento; em zonas de vento forte, são necessárias medidas adicionais de fixação dos suportes para evitar a separação entre suportes e telhas.
A seleção dos métodos de instalação de suporte deve ser considerada de forma abrangente com base em fatores como escala do projeto, tipo de telhado, capacidade de carga, período de construção e orçamento de investimento. Para pequenas centrais fotovoltaicas distribuídas (por exemplo, edifícios residenciais, pequenas fábricas) com telhados de concreto e sem requisitos rígidos de período de construção, o vazamento de pilares de cimento no local é preferido pelo seu equilíbrio entre estabilidade e economia. Para projetos com requisitos rigorosos de período de construção, o método de contrapeso de tijolos pré-moldados de cimento pode ser selecionado para melhorar a eficiência. Para centrais fotovoltaicas industriais e comerciais de grande escala, o método de ligação da estrutura de aço é ideal, uma vez que se adapta às necessidades de instalação em grande escala, ao mesmo tempo que equilibra a eficiência da construção e a flexibilidade posterior de operação e manutenção. Para telhados de telhas de aço coloridas, um método de instalação de suporte especializado deve ser selecionado com base no perfil da telha, com foco em medidas de impermeabilização e fixação, e pré-inspeção do suporte de carga do telhado para evitar potenciais riscos de segurança.
O método de instalação de suportes fotovoltaicos é um elo central em seu projeto estrutural geral, afetando diretamente a operação estável a longo prazo e os benefícios de investimento das usinas fotovoltaicas. Cada um dos quatro métodos de instalação principais tem suas próprias vantagens e desvantagens, adaptando-se a diferentes cenários de aplicação e necessidades de projeto. Em aplicações práticas de engenharia, é essencial combinar as condições no local, seguir rigorosamente os padrões da indústria, otimizar o projeto estrutural de suporte, selecionar métodos de instalação apropriados e fortalecer o controle de qualidade da construção para garantir a estabilidade, segurança e economia da instalação de suporte, estabelecendo uma base sólida para a operação eficiente da central elétrica. No futuro, com o desenvolvimento contínuo da tecnologia fotovoltaica, os métodos de instalação de suporte evoluirão para uma maior eficiência, economia e respeito pelo ambiente, promovendo ainda mais o desenvolvimento de alta qualidade da indústria fotovoltaica.
