Les avantages conjugués de la résistance au vent et de la réduction des matériaux ont été mis en œuvre, et les supports composites accélèrent le remplacement des solutions en acier.
Introduction
Face à l'essor des centrales photovoltaïques de grande envergure et à l'expansion des projets offshore distribués à travers le monde, les inconvénients des supports de suivi en acier traditionnels, tels que leur poids élevé, leur sensibilité à la corrosion et leurs coûts d'exploitation et de maintenance importants, deviennent de plus en plus évidents. Les matériaux composites en fibre de carbone, grâce à leurs caractéristiques essentielles de légèreté, de haute résistance, de résistance au brouillard salin et de stabilité structurelle, s'imposent de plus en plus dans le domaine des supports de suivi photovoltaïques. Cet article analyse les avantages et les défis liés à la promotion des structures en fibre de carbone, en abordant les difficultés d'application, les choix de matériaux, les scénarios d'utilisation et l'état de leur commercialisation.
1. Points faibles de l'application principale des supports en acier traditionnels
Les projets photovoltaïques centralisés terrestres et les projets photovoltaïques en mer sur vasières sont exposés depuis longtemps à des vents violents, à des différences de température entre le jour et la nuit, ainsi qu'à un environnement humide et salin.
Le poids de l'acier est relativement important et le coût de coulage d'une seule fondation est élevé. La construction est complexe en terrain accidenté, comme en montagne ou en colline, et représente une part importante du coût total des travaux de génie civil.
Une utilisation prolongée en extérieur est sujette à la rouille et à la déformation, et dans des conditions de vent, de sable et de vents forts, le support vibre fortement, ce qui entraîne une diminution de la précision du suivi et affecte directement l'efficacité de production d'énergie des modules photovoltaïques.
La fréquence des opérations d'élimination de la rouille, de pulvérisation anticorrosion, de remplacement et d'entretien des pièces est élevée en phase ultérieure, et le coût global du cycle de vie ne cesse d'augmenter.
2. Support en composite de fibre de carbone : double avantage technologique en termes de réduction de poids et de résistance au vent
Tissu multiaxial en fibre de carbone combiné à un moulage intégré en résine résistante à la corrosion, comblement ciblé des défauts du matériau acier :
Réduction du poids et augmentation de l'efficacité :À résistance structurelle égale, le poids du support en fibre de carbone ne représente qu'environ un quart de celui de l'acier, ce qui réduit considérablement la pression exercée sur les fondations. Il n'est donc pas nécessaire de renforcer les fondations avec des matériaux à haute résistance dans les zones montagneuses et les vasières. Le délai de construction est raccourci et l'investissement initial est significativement réduit.
Stabilité face au vent :La structure en fibre de carbone à haut module présente une excellente résistance à la flexion et à la fatigue, avec une amplitude de déformation réduite dans les zones sujettes à une forte convection et aux typhons, assurant un alignement précis.système de suivi photovoltaïqueet d'améliorer le taux d'utilisation de l'énergie lumineuse.
Protection anticorrosion à long terme :Le matériau composite lui-même est non conducteur, résistant à l'érosion par les acides, les alcalis et les embruns salins, adapté aux environnements difficiles des zones côtières et alcalines salines, prolongeant considérablement la durée de vie du support et réduisant la fréquence d'entretien extérieur.
3. Segmentation des scénarios clés d'adaptation à l'atterrissage
Centrale photovoltaïque de montagne et de colline :Le terrain est vallonné et le transport difficile. Les supports légers en fibre de carbone sont faciles à déployer et à soulever, adaptés aux aménagements fonciers dispersés, et réduisent le seuil de faisabilité.construction photovoltaïque en montagne.
Projet complémentaire de vasières en mer, de pêche et d'éclairage :Face à un environnement à forte humidité et à corrosion saline, et grâce aux avantages de la résistance à la corrosion, le problème du vieillissement rapide de l'acier traditionnel est résolu.
Grande base centralisée pour l'énergie éolienne et photovoltaïque :Grâce à cette configuration contiguë à grande échelle, les caractéristiques de légèreté permettent d'optimiser la charge globale et d'améliorer la stabilité structurelle globale de la centrale électrique.
4. Les points de blocage actuels et les tendances de développement futures du secteur
À l'heure actuelle, la promotion à grande échelle des supports photovoltaïques en fibre de carbone reste freinée par deux facteurs majeurs : le prix élevé des matières premières haut de gamme en tissu de carbone, entraînant des coûts de fabrication unitaire plus élevés que pour l'acier ordinaire ; et, dans le même temps, l'absence de norme unifiée pour les essais mécaniques, l'installation et la réception des supports composites, ce qui incite les investisseurs dans les petites et moyennes centrales électriques à adopter une attitude attentiste.
À terme, grâce à la mise en service de capacités de production nationales de fibres de carbone à grande échelle et à l'optimisation des procédés de fabrication de composites, les coûts continueront de baisser. Conjuguée à l'orientation politique vers le photovoltaïque léger, l'utilisation de supports de rails en fibre de carbone devrait devenir la principale solution de modernisation des rails segmentés.
