Que sont les structures de montage solaires au sol en aluminium ?
Structures de montage solaires au sol en aluminium
Que sont les structures de montage solaires au sol en aluminium ?
structures de montage solaires au sol en aluminiumLes systèmes de rayonnage sont conçus à partir d'alliages d'aluminium à haute résistance (généralementAL6005-T5) pour supporter des panneaux photovoltaïques (PV) en terrain dégagé. Contrairement aux systèmes installés sur les toits, ceux-ci sontmonté au sol, ce qui signifie qu'ils sont ancrés directement dans le sol via des fondations, créant un réseau solaire autoportant qui est indépendant de toute structure de bâtiment.
Ils fonctionnent comme le squelette "d" d'une centrale solaire, responsables de :
- Élévation:Soulever les panneaux du sol pour éviter les débris, la neige et les inondations.
- Angulation :Incliner les panneaux à l'angle optimal (généralement égal à la latitude du site) pour une exposition solaire maximale.
- Résistance à la charge :Résister aux forces environnementales telles que le cisaillement du vent, la charge de neige et l'activité sismique.
Composantes clés d'un système
Un support de sol standard en aluminium n'est pas qu'un simple amas de métal ; c'est un système intégré de pièces :
Composant | Fonction | Matériaux/Spécifications courants |
|---|---|---|
Fondations | Il ancre l'ensemble du système au sol. | Pieux hélicoïdaux (pieux vissés), Piliers en béton ou vis d'ancrage. |
Poteaux / Pieds | Supports verticaux enfoncés dans les fondations. | AL6005-T5, souvent avec des plaques de base réglables pour la correction de la hauteur. |
Poutres principales (rails) | Éléments horizontaux ou inclinés qui forment le toit de la structure. | Rails extrudés AL6005-T5 (souvent avec rainures en T pour les pinces). |
Renforts / Entretoises | Supports diagonaux formant un triangle (la forme la plus solide). | Tubes en aluminium ou profilés en C pour empêcher les mouvements de la structure. |
Pinces de module | Fixez les panneaux solaires aux rails. | Pinces médianes(entre les panneaux) etPinces d'extrémité(aux bords des rangées). |
Matériel | Tous les éléments de connexion. | Acier inoxydable 304/316boulons, écrous et rondelles (pour éviter la corrosion galvanique). |
Pourquoi choisir l'aluminium plutôt que l'acier galvanisé ? (Les principaux avantages)
Alors que l’acier galvanisé à chaud (HDG) est courant pour les grandes exploitations agricoles à l’échelle industrielle, l’aluminium offre des avantages distincts pour des projets spécifiques.
1.Résistance supérieure à la corrosion (la raison n° 1)
- Mécanisme:L'aluminium forme instantanément une couche passive d'oxyde d'aluminium au contact de l'air. Cette couche s'auto-répare en cas de rayure.
- contre l'acier :L'acier galvanisé est constitué d'un revêtement de zinc. Si ce revêtement est endommagé lors de la pose (par exemple, si un foret qui tombe endommage le zinc), l'acier sous-jacent rouillera rapidement, surtout dans les zones côtières ou industrielles.
- Idéal pour : Zones côtières (embruns salés), terres agricoles (ammoniac des engrais) et régions à forte humidité.
2.Radicalement léger
- L'aluminium pèse~65% de moinsque l'acier de même volume.
- Impact:Cela réduit considérablement les coûts d'expédition. Plus important encore, les équipes d'installation peuventcomposants à emporter à la mainintervenir sur le terrain sans grues ni chariots élévateurs, réduisant ainsi le temps de travail de 30 à 50 %.
3.Rapidité d'installation ("Plug-and-Play")
- Les systèmes modernes en aluminium sontpré-assemblédans les usines.
- Ils utilisentassemblages boulonnés(Écrous à rainure en T) au lieu de nécessiter une soudure sur site. L'absence de soudure élimine le meulage, les étincelles, les contrôles qualité des soudures fragiles et le temps de séchage. Deux personnes peuvent installer un système de 10 kW en une seule journée.
4.Non magnétique et conducteur d'électricité
- L'aluminium, étant non ferreux, n'interfère pas avec les composants électroniques sensibles. Sa conductivité naturelle simplifiemise à la terre; souvent, le rail en aluminium entier fait office de chemin de masse continu lorsqu'il est correctement raccordé, réduisant ainsi le besoin de fil de cuivre supplémentaire.
Conceptions structurelles courantes
Les supports de sol en aluminium se déclinent en deux configurations principales :
UN.Inclinaison fixe (la plus courante)
- Le réseau est installé à un angle fixe (par exemple, 20° ou 30°) toute l'année.
- Structure:Habituellement unCadre en AouCadre en VConception axée sur la stabilité.
- Avantages :Simple, le moins cher au watt, extrêmement fiable.
- Inconvénients :Impossible de suivre le soleil.
B.Inclinaison réglable / Inclinaison saisonnière
- Conçu avec des trous ou un mécanisme à cliquet permettant de modifier l'angle d'inclinaison 2 à 4 fois par an (plus raide en hiver, plus plat en été).
- Structure:Utilise souvent une charnière centrale et une entretoise réglable.
- Avantages :Peut permettre un gain de rendement énergétique annuel de 5 à 15 % par rapport à une inclinaison fixe aux latitudes plus élevées.
(Remarque : les trackers mono-axes complets sont rarement fabriqués en aluminium en raison des contraintes de torsion ; ils nécessitent généralement des noyaux en acier avec des rails en aluminium).
Considérations critiques relatives à l'installation
Pour assurer sa longévité, suivez ces règles :
- La profondeur des fondations est primordiale :La résistance de l'aluminium est inférieure à celle de l'acier (environ 70 % de la limite d'élasticité de l'acier). Par conséquent, la structure doit êtreattelé plus fréquemmentL’espacement entre les pieux doit être conservateur (par exemple, un espacement maximal de 8 à 10 pieds entre les pieux contre plus de 12 pieds pour l’acier).
- Prévenir la corrosion galvanique :Bien que la structure soit en aluminium,Les vis/pieux de fondation sont souvent en acier.Utilisez toujoursCoussinets isolants (rondelles PTFE/EVA)entre le poteau en aluminium et la plaque de pieu en acier. Utilisez égalementboulons en acier inoxydable (SS304/316), ne jamais utiliser de boulons en acier au carbone zingués directement dans de l'aluminium.
- Contrôle du couple :Les filetages en aluminium s'abîment facilement. Utilisez toujours unclé dynamométriqueRespectez les spécifications du fabricant (généralement 8 à 12 N·m pour les boulons M8/M10). Un serrage excessif risque de fissurer la couche d'oxyde et de bloquer le boulon.
- Cosses de mise à la terre :Bien que l'aluminium soit conducteur, les normes électriques exigent une ligne dédiée.cosse de mise à la terre homologuée ULrelié au rail, lui-même connecté à un fil de cuivre qui se raccorde à la tige de terre principale.
Quand privilégier l'aluminium à l'acier ?
Scénario de projet | Matériel recommandé | Raison |
|---|---|---|
Ferme de 5 MW dans le désert de l'Arizona | Acier galvanisé à chaud | L'acier est moins cher pour les grandes quantités ; les charges dues au vent sont extrêmes. |
Ferme de 200 kW à 500 m de l'océan | Aluminium | Les embruns salés détruiront l'acier galvanisé en moins de 5 ans. |
Abri voiture sur le toit (sur le toit d'un entrepôt) | Aluminium | Les limites de poids de la toiture sont essentielles ; l'aluminium est plus léger. |
Agri-PV (Panneaux photovoltaïques pour cultures/élevage) | Aluminium | L'ammoniac provenant des engrais/du fumier est très corrosif pour le zinc. |
Site isolé, sans accès par grue | Aluminium | La logistique par hélicoptère/chariot privilégie les matériaux légers. |
En bref:Choisissez l'aluminium pour sa résistance à la corrosion, son poids et sa rapidité. Choisissez l'acier pour une portée maximale et un coût des matières premières minimal.