Vues : 0 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2026-04-17 Origine : Site
En tant que structure de support de base des centrales photovoltaïques, la méthode d'installation des supports photovoltaïques détermine directement la stabilité, l'efficacité de la construction, le coût d'investissement et la commodité d'exploitation et de maintenance à long terme de la centrale électrique. La conception structurelle globale des supports doit intégrer des facteurs tels que le type de toit, la capacité portante, le climat régional et l'échelle du projet pour sélectionner un schéma d'installation approprié. Ce projet devrait non seulement répondre aux exigences structurelles en matière de support des composants, de résistance au vent et aux tremblements de terre, mais également équilibrer commodité de construction et efficacité économique. Actuellement, les méthodes d'installation courantes des supports dans l'industrie sont principalement divisées en quatre catégories : coulage sur site de piliers en ciment sur des toits en béton, contrepoids en briques de ciment préfabriquées, connexion de structure en acier et installation spéciale pour les toits en tuiles d'acier colorées. Cet article analyse de manière exhaustive les caractéristiques structurelles, les avantages, les inconvénients et les scénarios applicables de chaque méthode d'installation, fournissant des références techniques pour la sélection des schémas d'installation de support photovoltaïque.
Le coulage sur site de piliers en ciment sur des toits en béton est actuellement la méthode la plus répandue et la plus largement utilisée pour l'installation de supports photovoltaïques. Elle s'applique principalement aux toits plats en béton (par exemple, toits d'usines industrielles et commerciales, toits de bâtiments résidentiels). Son principe de base est d'utiliser des piliers en béton coulés sur site comme fondation porteuse pour les supports, reliant fermement les colonnes de support aux piliers. Le poids propre et la résistance structurelle du béton assurent une fixation stable des supports, qui répond aux exigences fondamentales en matière de portance des fondations de support spécifiées dans le « Code de construction des centrales photovoltaïques ».
Le principal avantage de cette méthode d’installation réside dans sa forte stabilité structurelle. Les piliers en béton forment un lien étroit avec la base du toit, résistant efficacement aux charges externes telles que les vents forts et la neige. De plus, aucun perçage à travers la couche imperméable du toit n'est requis tout au long du processus, ce qui maximise la protection de la structure étanche d'origine du toit et élimine les risques potentiels d'infiltration d'eau dans les étapes ultérieures, conformément au principe général de « protection de la structure d'origine et garantie de l'étanchéité » pour les installations photovoltaïques sur le toit. De plus, les piliers en ciment comportent des matériaux facilement disponibles et des coûts relativement faibles, ce qui les rend adaptés aux conditions portantes de la plupart des toits en béton et applicables à la fois aux petites centrales photovoltaïques distribuées et aux centrales électriques industrielles et commerciales à grande échelle.
Cependant, ses limites sont également notables : premièrement, la période de construction est prolongée. Après le coulage, les piliers en ciment nécessitent une période de durcissement de plus d'une semaine et les supports ne peuvent être installés que lorsque la résistance du béton atteint plus de 70 % de la résistance de conception, ce qui retarde considérablement l'avancement global de la construction. Deuxièmement, les coûts de main d’œuvre et de matériaux sont élevés. Le processus de coulage nécessite une main d’œuvre importante pour l’érection des coffrages, le mélange du béton et le coulage, ainsi qu’un grand nombre de coffrages préfabriqués. Le transport, le montage et le démontage de ces coffrages augmentent encore la charge de travail de construction. Troisièmement, cela impose des exigences élevées au chantier de construction. Le processus de coulage occupe une grande surface de la toiture, perturbant potentiellement le fonctionnement normal des installations de toiture existantes.
La méthode d’installation de briques de ciment préfabriquées est une alternative optimisée au coulage de piliers en ciment sur site. Sa logique de base est cohérente avec celle des piliers en ciment coulé : les deux réalisent une fixation du support grâce à un contrepoids. La principale différence est que les briques de ciment préfabriquées peuvent être produites en série à l'avance dans les usines, transportées sur le site et directement placées et positionnées sans coulée sur place. Cette méthode convient aux projets de toiture en béton avec des exigences strictes en matière de période de construction et une capacité portante adéquate du toit.
Par rapport au coulage de piliers en ciment sur site, cette méthode offre un avantage significatif en termes d’efficacité de construction. Il élimine le besoin d'érection de coffrages, de coulage et de durcissement du béton sur site ; les briques de ciment préfabriquées peuvent être rapidement placées et fixées dès leur arrivée sur le site, réduisant ainsi considérablement la période de construction. Parallèlement, les spécifications du contrepoids peuvent être personnalisées à l'avance en fonction des exigences du projet, réduisant ainsi l'utilisation de pièces encastrées dans le ciment et simplifiant la complexité de la construction sur site. De plus, les briques de ciment préfabriquées présentent une meilleure contrôlabilité de la qualité : la production en usine standardisée garantit une résistance et une précision dimensionnelle constantes, évitant ainsi les défauts de qualité potentiels associés au coulage sur site.
Ses principaux inconvénients se concentrent dans le transport : une seule brique préfabriquée en ciment est relativement lourde, nécessitant un équipement de transport spécialisé pour le transport par lots, ce qui augmente considérablement les coûts de transport. Ce défi est particulièrement important pour les projets situés dans des zones éloignées ou ceux ayant un accès limité au toit. De plus, la mise en place de briques de ciment préfabriquées nécessite un positionnement précis ; Un écart de positionnement excessif peut affecter la précision et la stabilité de l'installation du support, exigeant des normes opérationnelles élevées de la part du personnel de construction. De plus, ses performances de contrepoids sont légèrement inférieures à celles des piliers en ciment coulé sur site. Dans des conditions météorologiques extrêmes telles que des vents violents, des briques de ciment supplémentaires sont nécessaires pour améliorer la stabilité, ce qui peut augmenter la pression de charge sur le toit.
La méthode de connexion de structure en acier est principalement applicable aux centrales photovoltaïques industrielles et commerciales à grande échelle (500 kW et plus, même aux projets de niveau mégawatt). Sa conception structurelle de base consiste à installer une plaque de bride au bas de chaque colonne de support, en utilisant des profilés d'acier galvanisés pour assembler plusieurs supports en un large réseau. Le poids propre du réseau de supports améliore la résistance au vent, et seul un petit nombre de piliers en ciment est nécessaire aux points porteurs du toit pour fixer l'ensemble du réseau. Cette conception s'aligne sur les besoins fondamentaux des centrales électriques à grande échelle en matière de « installation efficace et d'exploitation et de maintenance pratiques ».
Cette méthode offre des avantages évidents : premièrement, l’installation est rapide et simple. Les supports adoptent une conception modulaire, permettant un raccordement rapide via des profilés en acier galvanisé et des plaques à brides sans coulage complexe sur site, ce qui réduit considérablement la période de construction et améliore l'efficacité. Deuxièmement, le démontage est pratique. Le réseau de supports est relié par boulons, ce qui permet un démontage rapide lors d'une maintenance, d'une extension ou d'un retrait ultérieur, offrant ainsi une grande flexibilité. Troisièmement, il occupe relativement peu d'espace sur le toit : seul un petit nombre de piliers en ciment sont nécessaires aux points porteurs, maximisant ainsi l'utilisation de l'espace sur le toit pour l'installation de composants photovoltaïques. De plus, les profilés d'acier galvanisés présentent une excellente résistance à la corrosion, prolongeant la durée de vie des supports et répondant aux exigences de résistance à la corrosion spécifiées dans le « Code d'acceptation de la qualité de construction de l'ingénierie des structures en acier ».
Sa principale limite est son coût élevé. Les supports utilisent de l'acier de haute qualité tel que des profilés d'acier galvanisés, ainsi que des brides de support, des boulons à haute résistance et d'autres composants de connexion, ce qui entraîne un coût de support global d'au moins 1 yuan/W, ce qui augmente considérablement l'investissement initial du projet. De plus, cela nécessite des normes technologiques de construction élevées : la précision d'épissage du réseau de supports et la qualité de fixation des plaques à bride affectent directement la stabilité du support. Une construction inappropriée peut entraîner des problèmes tels que le relâchement ou la déformation du support, nécessitant des équipes de construction professionnelles. De plus, le poids propre important du réseau de supports impose des exigences élevées en matière de capacité portante du toit, nécessitant une inspection préalable de la capacité portante du toit pour éviter des dommages structurels.
Les toits en tuiles d'acier colorées sont le type courant pour les installations industrielles et commerciales. La méthode d'installation du support pour de tels toits doit intégrer les caractéristiques du profil et les propriétés structurelles des tuiles en acier de couleur, en adoptant un schéma d'installation spécialisé. Le principe de base est d'éviter d'endommager la structure et les performances d'étanchéité des tuiles en acier coloré tout en répondant aux exigences de fixation du support, en s'alignant sur les exigences de construction de base de « prévention des fuites et résistance au vent » pour les toits en tuiles en acier coloré.
Les profils courants des toits de tuiles en acier de couleur comprennent principalement trois types : le type à joint debout, le type à verrouillage d'angle et le type à échelle. Parmi ceux-ci, les tuiles en acier de couleur à joints debout et à verrouillage d'angle présentent des structures de pointe de vague stables ; des luminaires spécialisés en alliage d'aluminium peuvent être utilisés au niveau des pics de vagues pour fixer les rails de guidage de support sans percer les carreaux, éliminant ainsi les risques potentiels d'infiltration d'eau depuis la source. Pour les tuiles en acier de couleur de type échelle, des fixations ou des composants de fixation auxiliaires appropriés doivent être adoptés en fonction de leurs caractéristiques de profil pour assurer une connexion solide entre les supports et les tuiles. En raison de la capacité portante limitée des tuiles en acier coloré (généralement 15 ~ 30 kg/m²), les supports sont généralement installés à plat pour réduire la pression de charge locale et éviter la déformation ou les dommages des tuiles.
Les avantages de cette méthode incluent une installation simple et une courte période de construction. Aucune construction de fondation complexe n'est requise et les fixations spécialisées permettent une fixation rapide du support, ce qui le rend adapté aux installations photovoltaïques à grande échelle dans les installations industrielles et commerciales. De plus, les fixations en alliage d'aluminium sont légères et résistantes à la corrosion, évitant ainsi d'endommager la surface des carreaux en acier coloré et prolongeant la durée de vie des carreaux et des supports.
Ses limites proviennent principalement des caractéristiques inhérentes des tuiles en acier coloré : la durée de vie des tuiles en acier coloré domestiques est généralement de 10 à 15 ans, nettement plus courte que la durée de vie de plus de 25 ans des composants photovoltaïques. Cela peut nécessiter le remplacement synchrone des tuiles en acier de couleur lors de l'exploitation et de la maintenance ultérieures de la centrale électrique, ce qui augmente les coûts et les difficultés. De plus, la couverture de composants photovoltaïques sur les toits de tuiles en acier de couleur entrave l'inspection et l'entretien ultérieurs des tuiles, accumulant facilement des risques potentiels pour la sécurité. De plus, les tuiles en acier coloré ont une résistance au vent limitée ; dans les zones de vent fort, des mesures supplémentaires de fixation des supports sont nécessaires pour éviter la séparation entre les supports et les carreaux.
La sélection des méthodes d'installation des supports doit être soigneusement étudiée en fonction de facteurs tels que l'échelle du projet, le type de toit, la capacité portante, la période de construction et le budget d'investissement. Pour les petites centrales photovoltaïques distribuées (par exemple, les bâtiments résidentiels, les petites centrales) avec des toits en béton et sans exigences strictes en matière de période de construction, le coulage de piliers en ciment sur site est préférable pour son équilibre entre stabilité et économie. Pour les projets avec des exigences strictes en matière de période de construction, la méthode de contrepoids en briques de ciment préfabriquées peut être sélectionnée pour améliorer l'efficacité. Pour les centrales photovoltaïques industrielles et commerciales à grande échelle, la méthode de connexion par structure en acier est optimale, car elle s'adapte aux besoins d'installation à grande échelle tout en équilibrant l'efficacité de la construction et la flexibilité ultérieure de l'exploitation et de la maintenance. Pour les toits en tuiles d'acier colorées, une méthode d'installation de support spécialisée doit être sélectionnée en fonction du profil des tuiles, en mettant l'accent sur les mesures d'étanchéité et de fixation, ainsi qu'une inspection préalable de la portance du toit pour éviter les risques potentiels pour la sécurité.
La méthode d'installation des supports photovoltaïques est un maillon essentiel de leur conception structurelle globale, affectant directement le fonctionnement stable à long terme et les avantages d'investissement des centrales photovoltaïques. Chacune des quatre méthodes d'installation courantes présente ses propres avantages et inconvénients, s'adaptant aux différents scénarios d'application et besoins du projet. Dans les applications pratiques d'ingénierie, il est essentiel de combiner les conditions sur site, de suivre strictement les normes de l'industrie, d'optimiser la conception des structures de support, de sélectionner les méthodes d'installation appropriées et de renforcer le contrôle de qualité de la construction pour garantir la stabilité, la sécurité et l'économie de l'installation de support, posant ainsi une base solide pour un fonctionnement efficace de la centrale électrique. À l'avenir, avec le développement continu de la technologie photovoltaïque, les méthodes d'installation de support évolueront vers une plus grande efficacité, économie et respect de l'environnement, favorisant ainsi le développement de haute qualité de l'industrie photovoltaïque.
