Este tipo de soporte se utilizó ampliamente en los primeros proyectos fotovoltaicos (FV) (ver Figura 1). Está equipado con patas delanteras y traseras de diferentes longitudes, cada una atornillada a la cimentación. Un extremo del puntal diagonal se apoya en la base de la columna más larga y el otro extremo en el centro de la viga inclinada. Los largueros longitudinales se apoyan en la viga inclinada para formar el sistema de soporte del panel FV. La estructura es un sistema geométricamente invariante sin restricciones redundantes.
La conexión común entre la base de la columna de tales soportes y la cimentación se muestra en la Figura 2. Si la base de la columna está diseñada como una conexión articulada, el soporte tendrá una gran deformación y un alto consumo de acero. Además, la tasa de rotura de los módulos FV sin marco causada por la deformación del soporte es muy alta.
El soporte triangular tiene altos requisitos para la forma de conexión entre las patas y la cimentación. Para resolver eficazmente este problema, el soporte triangular mejorado se desarrolló a través de una investigación en profundidad. Basado en el soporte triangular, agrega puntales diagonales adicionales para mejorar la estabilidad general. Aunque el consumo de acero aumenta ligeramente, las columnas delantera y trasera del soporte se deforman sinérgicamente, reduciendo la deformación total. Es adecuado para varios soportes de módulos FV, especialmente proyectos con altas cargas de viento, terrenos irregulares o áreas montañosas, donde se requieren altos requisitos para la integridad del soporte y el control de la deformación.
El soporte en espiga sigue la "regla de los tres cuerpos rígidos" en mecánica estructural: tres cuerpos rígidos conectados por pares mediante tres bisagras simples no colineales forman un sistema geométricamente invariante sin restricciones redundantes. También es una estructura de soporte simple de dos miembros. Al eliminar la necesidad de patas de diferentes longitudes, tiene un menor consumo de acero, una estructura más simple y una construcción e instalación más fáciles.
Sin embargo, este tipo de soporte tiene ciertas limitaciones:
- No se puede ajustar en altura, por lo que solo es adecuado para terrenos planos con pequeñas ondulaciones.
- La eliminación de las patas de diferente longitud aumenta la longitud en voladizo de la viga transversal. Cuando la carga superior aumenta, la deflexión del soporte también aumentará, lo que plantea riesgos para la estabilidad del sistema de soporte FV y la tasa de rotura de los módulos FV sin marco. Por lo tanto, los soportes en espiga solo se utilizan en entornos de ingeniería con bajas cargas de viento.
Para abordar eficazmente la desventaja del alto consumo de acero en la viga transversal del soporte en espiga, al tiempo que se incorporan las ventajas del soporte triangular, se desarrolló el soporte en espiga mejorado. Agrega una pata trasera al soporte en espiga, reduciendo así la longitud en voladizo de la viga transversal, mejorando la estabilidad del sistema de soporte y disminuyendo la tasa de rotura de los módulos FV. El consumo de acero del soporte en espiga mejorado es solo ligeramente superior al del soporte en espiga convencional, pero significativamente inferior al de dos soportes triangulares.
La estructura de soporte FV de una sola columna consta principalmente de componentes clave como vigas principales, vigas secundarias, soportes delanteros, soportes traseros, columnas de acero, aros y cimentaciones de un solo pilote. Utiliza dos puntales diagonales para soportar las vigas principales y secundarias, que a su vez sostienen los paneles FV. La conexión entre los puntales diagonales de acero y la cimentación de un solo pilote se logra a través de aros, lo que ofrece simplicidad y alta eficiencia.
Mientras tanto, la estructura de soporte FV de una sola columna ocupa menos espacio, lo que permite la plena utilización del terreno entre las filas delantera y trasera de las cadenas FV. Los soportes delanteros y traseros de la estructura de una sola columna son versiones extendidas de los de la estructura de soporte FV de doble columna. Además, la estructura de una sola columna agrega componentes como aros y columnas de acero, lo que resulta en un consumo de acero significativamente mayor en comparación con el soporte FV de doble columna.
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