Fotovoltaïsche (PV) beugelszijn gespecialiseerde constructies ontworpen voor de plaatsing, installatie en bevestiging van zonnepanelen, ook wel zonne-montagesystemen genoemd. Als "ruggengraat" van een PV-krachtcentrale maken PV-beugels een flexibele aanpassing van de constructie van de krachtcentrale mogelijk op basis van terrein, zonnestraling en andere factoren. Een wetenschappelijk verantwoord PV-beugelsysteem verlengt niet alleen de levensduur van de PV-centrale, maar verbetert ook de efficiëntie van de energieopwekking aanzienlijk.
PV-beugels worden over het algemeen onderverdeeld in drie hoofdtypen: vaste beugels, volgbeugels en flexibele beugels.
I. Vaste beugels
Zoals de naam al doet vermoeden, zijn vaste PV-beugels montagesystemen waarbij de positie, hoek en oriëntatie na installatie ongewijzigd blijven. Deze installatiemethode oriënteert zonne-PV-componenten rechtstreeks naar gebieden met lage -breedtegraden (onder een bepaalde hoek ten opzichte van de grond) en rangschikt ze in serie en parallel om een zonne-PV-array te vormen voor energieopwekking. Vaste beugels bieden meerdere installatieoplossingen: op de grond-gemonteerde opties omvatten paalfundering, betonnen ballast, ingebedde onderdelen en grondverankeringsmethoden, terwijl dakoplossingen zijn afgestemd op verschillende dakbedekkingsmaterialen.
(1) PV-beugels op het dak
PV-beugels op het dak worden geïnstalleerd op hellende of platte daken. Tijdens de installatie moeten ze zich aanpassen aan de omgeving op het dak, zonder de oorspronkelijke structuur of het waterdichte systeem te beschadigen. Veel voorkomende dakbedekkingsmaterialen zijn geglazuurde tegels, gekleurde stalen tegels, asfaltshingles en betonnen oppervlakken, met op maat gemaakte beugeloplossingen die voor elk materiaal zijn ontworpen.
Daken zijn onderverdeeld in schuine en vlakke typen. Voor schuine daken worden de beugels doorgaans plat langs de dakhelling gelegd, hoewel installatie onder een hoek ook mogelijk is (een complexere methode met minder toepassingen). Voor platte daken zijn zowel plat-gelegde als schuine installatieopties beschikbaar.
PV-beugels op het dak
(2) Op de grond-gemonteerde PV-beugels
Op de grond-gemonteerde PV-beugels worden op een open buitengrond geïnstalleerd. Voor grootschalige grond-PV-systemen variëren de bevestigingsmethoden voor beugels op basis van geologie, omgeving, klimaat en andere omstandigheden. Veel voorkomende oplossingen zijn betonstrip(blok)funderingen, paalfunderingen, grondankers en schroefpalen.
Landbouwvoltaïsche energie en veehouderij-PV-integratie: Dit model beschikt over een open PV-krachtcentrale op de bovenste verdieping en ruimte voor het planten van Chinese geneeskrachtige kruiden of het fokken van vee eronder, waardoor het gebruik van landbronnen wordt gemaximaliseerd en een perfecte combinatie van moderne landbouw en nieuwe energie wordt gecreëerd.
Grond-Gemonteerde PV-beugels
(3) Drijvende/water-PV-beugels
Visserij-PV-integratie: Dit model maakt energieopwekking boven water en visteelt beneden mogelijk, waardoor een intensief ontwikkelingsmodel ontstaat van "één hulpbron, twee industrieën". Het verbetert het gebruik van hulpbronnen, beschermt de ecologische omgeving, verbetert de efficiëntie van het gebruik van waterbronnen en biedt ecologische,- energiebesparings- en toeristische voordelen.
Zwevende PV-beugels: Drijvende systemen elimineren uitgebreid civiel werk en verkorten de installatiecycli. Ze drijven direct op het wateroppervlak, waardoor de kosten voor het nivelleren van terreinen, het uitgraven van kabelgoten en andere funderingswerkzaamheden worden geëlimineerd. Het waterlichaam zorgt voor een verkoelend effect, en efficiënt gebruik van zonne-energie kan de energieopwekking van drijvende PV-stations met minstens 15% verhogen, waardoor het investeringsrendement wordt versneld.
Drijvende/water-PV-beugels op basis van water
II. Volgbeugels
Trackingbeugels zijn onderverdeeld in vaste verstelbare PV-beugels en automatische tracking-PV-beugels.
(1) Vaste verstelbare PV-beugels
Vaste verstelbare beugels zijn gebouwd op vaste systemen, waardoor de hoek kan worden aangepast aan verschillende maanden of seizoenen om de energieopwekking te stimuleren. De reguliere vaste, verstelbare PV-beugels omvatten:
Grote boog verstelbare beugels
Verstelbare beugels van het type Jack-
Track jack-type verstelbare beugels
(2) Automatische volgbeugels
1) Tracking via één- as
Volgbeugels met één- as volgen het traject van de zon in oost-westelijke richting, wat een aanzienlijke toename van de energieopwekking oplevert. Omdat beugels met één-as echter niet naar het zuiden kantelen, is hun stralingsontvangstcapaciteit slecht bij lage zonnehoogtehoeken, een nadeel dat vooral merkbaar is in gebieden op hoge- breedtegraden. In gebieden op hoge-breedtegraden neemt de verbetering van de energieopwekking van beugels met één- as af, en in de winter kan de energieopwekking zelfs lager zijn dan die van vaste beugels.
Op basis van de componentindeling wordt de tracking met één- as verdeeld in systemen met één- rij (1P) en dubbele- rij (2P) met één- as: 1P verwijst naar één component die is gerangschikt langs de breedterichting van de beugel, terwijl 2P verwijst naar twee componenten.
Eén--as-tracking
2) Gekantelde configuratie met enkele- as
Gekantelde beugels met één- as hebben een zekere helling naar het zuiden en bieden betere prestaties dan standaardsystemen met één- as. Ze hebben echter hun eigen beperkingen: de zuidwaartse kanteling betekent dat de noordkant van de beugel hoger van de grond komt naarmate de roterende as langer wordt. Omdat de achterste kolommen niet buitensporig hoog mogen zijn, kan de roterende as van gekantelde beugels met één- as niet zo lang zijn als die van platte systemen met één- as, waardoor onafhankelijke eenheden nodig zijn die de kosten en het landgebruik verhogen.
Op basis van het aantal kolommen worden gekantelde haakjes met enkele-as verdeeld in systemen met enkele-kolom, dubbele-kolommen en meer-gekantelde kolommen met enkele-as.
Gekantelde enkele-asconfiguratie
3) Dubbele--astracking
Volgbeugels met dubbele- assen maken gebruik van twee roterende assen (verticaal en horizontaal) voor real- het volgen van zonlicht. De PV-array beweegt langs twee roterende assen en volgt zowel de azimut- als de hoogtehoeken van de zon om ervoor te zorgen dat het zonlicht te allen tijde loodrecht op het oppervlak van het onderdeel staat, waardoor de energieopwekking wordt gemaximaliseerd. Dit systeem is geschikt voor gebruik in alle breedtegraden.
III. Flexibele beugels
In termen van technische routes worden flexibele PV-beugels grofweg onderverdeeld in enkel-laagse ophangkabelsystemen, dubbel-laagsystemen (last-dragende + stabiliserende kabels) en complexere tegenwindwind-bestendige netwerkstructuren. Veel voorkomende typen zijn onder meer voorgespannen kabelnetwerken, hybride systemen en spanbandconstructies, die allemaal belangrijke componenten bevatten, zoals draag- en stabilisatiekabels, ankerkabels, kabelsteunsteunen, palen, ankersystemen, stalen balken en kabeldraagkolommen.
Flexibele PV-beugelsystemen met kabelstructuur hebben een vrije hoogte van 3-15 m hoog en een grote overspanning van 10-60 m, waardoor ze zich effectief aanpassen aan complex bergterrein en ongunstige factoren zoals golvende bergen en talrijke hellingen vermijden. Ondertussen maken ze de ruimte onder de beugels volledig vrij, waardoor de integratie van agrivoltaïsche en bosbouw-PV mogelijk wordt, de stroomopwekking van PV-stations wordt verbeterd en de efficiëntie van land- en ruimtegebruik wordt gemaximaliseerd.
Flexibele beugels gebruiken minder staal en worden daarom in de industrie over het algemeen als goedkoper beschouwd. Omdat flexibele beugels zich echter nog steeds in de fase bevinden van geleidelijke technische verbetering en herziening van de industriestandaard, is er een grote verscheidenheid aan flexibele beugeltypes op de markt met een ongelijkmatige kwaliteit, wat tot grote prijsschommelingen leidt. De kosten per lengte-eenheid en vrije ruimte van flexibele beugelsystemen variëren van 0,2 yuan/w tot 0,6 yuan/w, wat een directe factor is die bedrijven in dit opzicht voorzichtiger maakt. Op het gebied van constructief ontwerp zullen redelijke marges en onderzoek naar overtollig ontwerp toenemen. Er wordt aangegeven dat met de verdere volwassenheid van de technologie de toepassing van flexibele beugels geleidelijk zal worden gestandaardiseerd, dat producten betrouwbaarder zullen zijn en dat de kosten redelijker zullen zijn.
Veelgestelde vragen:
V: Maakt op het dak-gemonteerde zonne-energie de dakgarantie ongeldig?
A: Kan het ongeldig maken als het verkeerd is geïnstalleerd. Gebruik gootstukken, afdichtingsmiddelen en professionele installatie om risico's te minimaliseren.
Vraag: Hoe bereken je de belasting die een zonnesysteem aan een dak toevoegt?
A: Panelen ~18–22 kg/m² + steunen ~10–15 kg/m²=totaal 25–45 kg/m². Ballastdaken voegen 80–120 kg/m² toe; een structurele controle is verplicht.
Vraag: Wat is de optimale kantelhoek voor zonnepanelen?
A: ~Gelijk aan de lokale breedtegraad (bijvoorbeeld 30-40 graden op het noordelijk halfrond). Verstelbare kantelhoeken verbeteren de winteropbrengst; sneeuw-gevoelige gebieden gebruiken steilere hoeken om sneeuw te laten glijden.
Vraag: Kunnen zonnepanelen op pannen-/metalen daken worden gemonteerd?
A: Ja-pannendaken gebruiken dakhaken; metalen daken gebruiken gespecialiseerde klemmen om penetratie te voorkomen. Altijd vastzetten aan spanten/spanten.
Vraag: Wat is een carportsteun voor zonne-energie en wat zijn de voordelen ervan?
A: Een overdekte parkeergarage met panelen die stroom opwekken terwijl voertuigen in de schaduw worden gesteld. Vereist versterkte frames om auto's en panelen te ondersteunen.
Vraag: Hebben trackingmounts meer onderhoud nodig?
A: Ja-bewegende delen (motoren/sensoren) hebben jaarlijkse controles nodig (smering, firmware-updates). De moeite waard vanwege de 20-30% hogere opbrengst in zonnige streken.
Vraag: Hoe kan ik daklekken door de installatie van zonnepanelen voorkomen?
A: Gebruik butyltape, gootstukken en afgedichte bevestigingsmiddelen. Boor alleen in dragende delen- (spanten/spanten) en controleer met proefgaten.