Giá đỡ quang điện (PV)là các cấu trúc chuyên dụng được thiết kế để bố trí, lắp đặt và cố định các tấm pin mặt trời, còn được gọi là hệ thống lắp đặt năng lượng mặt trời. Là "xương sống" của nhà máy điện PV, giá đỡ PV cho phép điều chỉnh linh hoạt việc xây dựng nhà máy điện theo địa hình, bức xạ mặt trời và các yếu tố khác. Hệ thống khung PV hợp lý về mặt khoa học không chỉ kéo dài tuổi thọ của nhà máy điện PV mà còn cải thiện đáng kể hiệu suất phát điện.
Giá đỡ PV thường được phân loại thành ba loại chính: giá đỡ cố định, giá đỡ theo dõi và giá đỡ linh hoạt.
I. Chân đế cố định
Như tên cho thấy, giá đỡ PV cố định là hệ thống lắp đặt trong đó vị trí, góc và hướng không thay đổi sau khi lắp đặt. Phương pháp lắp đặt này định hướng trực tiếp các thành phần quang điện mặt trời về các vùng có-vĩ độ thấp (ở một góc nhất định so với mặt đất) và sắp xếp chúng nối tiếp và song song để tạo thành mảng quang điện mặt trời để phát điện. Giá đỡ cố định cung cấp nhiều giải pháp lắp đặt: các tùy chọn gắn trên mặt đất-bao gồm móng cọc, đá dằn bê tông, các bộ phận nhúng và phương pháp neo trên mặt đất, trong khi các giải pháp trên mái nhà được điều chỉnh cho phù hợp với các vật liệu lợp khác nhau.
(1) Chân đế PV trên mái nhà
Giá đỡ PV trên mái nhà được lắp đặt trên mái dốc hoặc bằng phẳng. Trong quá trình lắp đặt, chúng phải phù hợp với môi trường trên mái nhà mà không làm hỏng kết cấu ban đầu hoặc hệ thống chống thấm. Các vật liệu lợp phổ biến bao gồm ngói tráng men, ngói thép màu, tấm lợp nhựa đường và bề mặt bê tông, với các giải pháp khung tùy chỉnh được thiết kế cho từng vật liệu.
Mái nhà được chia thành các loại dốc và bằng phẳng. Đối với mái dốc, các giá đỡ thường được đặt phẳng dọc theo độ dốc của mái, mặc dù cũng có thể lắp đặt theo góc (một phương pháp phức tạp hơn với ít ứng dụng hơn). Đối với mái bằng, cả hai tùy chọn lắp đặt phẳng{2}} đều có sẵn và có góc cạnh.
Chân đế PV trên mái nhà
(2) Giá đỡ PV gắn trên mặt đất
Giá đỡ PV gắn trên mặt đất được lắp đặt trên mặt đất thoáng đãng ngoài trời. Đối với-hệ thống quang điện mặt đất quy mô lớn, các phương pháp cố định khung thay đổi tùy theo địa chất, môi trường, khí hậu và các điều kiện khác. Các giải pháp phổ biến bao gồm móng dải (khối) bê tông, móng cọc, neo đất và cọc vít.
Nông điện và Chăn nuôi-Tích hợp PV: Mô hình này có một nhà máy điện PV mở ở tầng trên và không gian để trồng dược liệu Trung Quốc hoặc chăn nuôi bên dưới, tối đa hóa việc sử dụng tài nguyên đất và tạo ra sự kết hợp hoàn hảo giữa nông nghiệp hiện đại và năng lượng mới.
Giá đỡ PV gắn trên mặt đất-
(3) Giá đỡ PV dựa trên nước/nổi{1}}
Thủy sản-Tích hợp PV: Mô hình này cho phép phát điện trên mặt nước và nuôi cá bên dưới, tạo ra mô hình phát triển chiều sâu “một tài nguyên, hai ngành”. Nó cải thiện việc sử dụng tài nguyên, bảo vệ môi trường sinh thái, nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên nước và mang lại lợi ích về sinh thái, tiết kiệm năng lượng và du lịch.
Chân đế PV nổi: Hệ thống nổi loại bỏ công việc dân dụng tốn nhiều công sức và rút ngắn chu kỳ lắp đặt. Chúng nổi trực tiếp trên mặt nước, giúp loại bỏ chi phí san lấp mặt bằng, đào rãnh cáp và các công việc nền móng khác. Vùng nước mang lại hiệu quả làm mát và việc sử dụng hiệu quả các nguồn năng lượng mặt trời có thể tăng sản lượng điện của các trạm PV nổi ít nhất 15%, đẩy nhanh lợi tức đầu tư.
Giá đỡ PV dựa trên nổi/nước{0}}
II. Dấu ngoặc theo dõi
Giá đỡ theo dõi được chia thành giá đỡ PV có thể điều chỉnh cố định và giá đỡ PV theo dõi tự động.
(1) Giá đỡ PV có thể điều chỉnh cố định
Giá đỡ điều chỉnh cố định được xây dựng trên hệ thống cố định, cho phép điều chỉnh góc theo các tháng hoặc mùa khác nhau để tăng cường phát điện. Các khung PV có thể điều chỉnh cố định chính thống bao gồm:
Giá đỡ có thể điều chỉnh vòng cung lớn
Jack-loại dấu ngoặc có thể điều chỉnh được
Giắc cắm đường ray-loại dấu ngoặc có thể điều chỉnh được
(2) Dấu ngoặc theo dõi tự động
1) Theo dõi trục-đơn
Giá đỡ theo dõi trục-đơn theo quỹ đạo của mặt trời theo hướng đông{1}}tây, mang lại sự gia tăng đáng kể về sản lượng điện. Tuy nhiên, do các giá đỡ trục-đơn không nghiêng về phía nam nên khả năng tiếp nhận bức xạ của chúng kém ở các góc độ cao mặt trời thấp, một nhược điểm đặc biệt dễ nhận thấy ở các vùng vĩ độ{4}}cao. Ở các khu vực có vĩ độ-cao, khả năng cải thiện khả năng sản xuất điện của các giá đỡ-trục đơn giảm đi và vào mùa đông, khả năng sản xuất điện thậm chí có thể thấp hơn so với các giá đỡ cố định.
Dựa trên sự sắp xếp thành phần, tính năng theo dõi trục-đơn được chia thành các hệ thống trục đơn-hàng (1P) và hàng-hàng (2P) đơn-: 1P chỉ 1 thành phần được sắp xếp dọc theo hướng chiều rộng khung, trong khi 2P chỉ 2 thành phần.
Theo dõi trục-đơn
2) Cấu hình trục đơn{1}}nghiêng
Giá đỡ trục đơn{0}}nghiêng có độ nghiêng nhất định về phía nam, mang lại hiệu suất tốt hơn so với hệ thống trục đơn-tiêu chuẩn. Tuy nhiên, chúng có những hạn chế riêng: nghiêng về phía nam có nghĩa là mặt phía bắc của giá đỡ sẽ cao hơn mặt đất khi trục quay dài ra. Vì các cột phía sau không thể cao quá mức nên trục quay của giá đỡ trục đơn-nghiêng không thể dài bằng trục quay của hệ thống trục đơn-phẳng, đòi hỏi các đơn vị độc lập làm tăng chi phí và chiếm đất.
Dựa trên số lượng cột, dấu ngoặc đơn{0}}trục nghiêng được chia thành hệ thống-cột đơn, cột-nghiêng và hệ thống trục đơn-nghiêng nhiều-cột.
Cấu hình trục đơn{0}}nghiêng
3) Theo dõi trục-kép
Giá đỡ theo dõi trục-kép sử dụng hai trục quay (dọc và ngang) để theo dõi ánh sáng mặt trời-theo thời gian thực. Mảng quang điện di chuyển dọc theo hai trục quay, theo dõi cả góc phương vị và độ cao của mặt trời để đảm bảo ánh sáng mặt trời luôn vuông góc với bề mặt linh kiện, tối đa hóa khả năng phát điện. Hệ thống này phù hợp để sử dụng ở tất cả các vùng vĩ độ.
III. Chân đế linh hoạt
Về mặt kỹ thuật, khung quang điện linh hoạt được chia đại khái thành hệ thống cáp treo-một lớp, hệ thống-lớp kép (cáp-chịu tải + cáp ổn định) và các cấu trúc mạng chống gió{4}}có lực căng ngược phức tạp hơn. Các loại phổ biến bao gồm mạng cáp dự ứng lực, hệ thống hỗn hợp và kết cấu giàn dây căng (dầm), tất cả đều chứa các bộ phận chính như cáp-chịu tải và cáp ổn định, cáp neo, cột đỡ-cáp, cọc, hệ thống neo, dầm thép và cột-cáp dây văng.
Hệ thống khung PV linh hoạt có cấu trúc cáp có 3-khoảng không cao 15m và đặc điểm nhịp lớn 10-60m, thích ứng hiệu quả với địa hình núi phức tạp và tránh các yếu tố bất lợi như núi nhấp nhô và nhiều sườn dốc. Trong khi đó, chúng giải phóng hoàn toàn không gian bên dưới các giá đỡ, cho phép tích hợp nông điện và lâm nghiệp-PV, cải thiện khả năng sản xuất điện của các trạm PV và tối đa hóa hiệu quả sử dụng đất và không gian.
Giá đỡ linh hoạt sử dụng ít thép hơn nên chúng thường được coi là có chi phí thấp hơn trong ngành. Tuy nhiên, do khung linh hoạt vẫn đang trong giai đoạn dần dần cải tiến kỹ thuật và sửa đổi tiêu chuẩn ngành nên trên thị trường có rất nhiều loại khung linh hoạt với chất lượng không đồng đều, dẫn đến giá cả biến động lớn. Chi phí trên mỗi đơn vị chiều dài và khoảng trống của hệ thống khung linh hoạt dao động từ 0,2 nhân dân tệ/w đến 0,6 nhân dân tệ/w, đây là yếu tố trực tiếp khiến các doanh nghiệp thận trọng hơn trong vấn đề này. Về mặt thiết kế kết cấu, lợi nhuận hợp lý và việc thăm dò thiết kế dư thừa sẽ tăng lên. Nó chỉ ra rằng với sự trưởng thành hơn nữa của công nghệ, việc áp dụng khung linh hoạt sẽ dần được tiêu chuẩn hóa, sản phẩm sẽ đáng tin cậy hơn và chi phí sẽ hợp lý hơn.
Câu hỏi thường gặp:
Hỏi: Năng lượng mặt trời-gắn trên mái nhà có làm mất hiệu lực bảo hành của mái nhà không?
A: Có thể vô hiệu hóa nó nếu cài đặt không đúng. Sử dụng đèn chớp, chất bịt kín và lắp đặt chuyên nghiệp để giảm thiểu rủi ro.
Hỏi: Làm thế nào để tính toán tải mà hệ thống năng lượng mặt trời thêm vào mái nhà?
A: Tấm ~18–22 kg/m2 + giá đỡ ~10–15 kg/m2=tổng cộng 25–45 kg/m2. Mái có đá tăng thêm 80–120 kg/m2; kiểm tra cấu trúc là bắt buộc.
Hỏi: Góc nghiêng tối ưu cho các tấm pin mặt trời là bao nhiêu?
A: ~Bằng với vĩ độ địa phương (ví dụ: 30–40 độ ở Bắc bán cầu). Độ nghiêng có thể điều chỉnh cải thiện năng suất mùa đông; -các khu vực dễ có tuyết sử dụng góc dốc hơn để trượt tuyết.
Q: Tấm pin mặt trời có thể được gắn trên mái ngói/kim loại không?
Đáp: Có-mái ngói sử dụng móc mái; mái tôn sử dụng kẹp chuyên dụng để tránh xuyên thủng. Luôn cố định chắc chắn vào xà nhà/kèo.
Hỏi: Giá treo carport năng lượng mặt trời là gì và lợi ích của nó là gì?
A: Cấu trúc bãi đậu xe có mái che với các tấm pin, tạo ra năng lượng trong khi che nắng cho xe cộ. Yêu cầu khung gia cố để hỗ trợ ô tô và bảng điều khiển.
Câu hỏi: Giá đỡ theo dõi có cần bảo trì nhiều hơn không?
Đáp: Có-các bộ phận chuyển động (động cơ/cảm biến) cần kiểm tra hàng năm (bôi trơn, cập nhật chương trình cơ sở). Đáng giá vì năng suất cao hơn 20–30% ở những vùng nhiều nắng.
Q: Làm thế nào để ngăn chặn rò rỉ mái nhà khi lắp đặt tấm pin mặt trời?
Đáp: Sử dụng băng butyl, tấm chớp và dây buộc kín. Chỉ khoan vào các bộ phận chịu tải-(vì kèo/vì kèo) và kiểm tra bằng các lỗ thí điểm.