Unterschiedliche Standortszenarien für Photovoltaik-Kraftwerke erfordern die Berücksichtigung verschiedener Möglichkeiten der Kraftwerksauslegung. Bei der Auslegung von PV-Kraftwerken hat die Art und Weise, wie die Stützen des Modulfeldes betrieben werden, einen wesentlichen Einfluss auf die gesamte Sonneneinstrahlung, die auf das Stromerzeugungssystem trifft, und damit auf die Stromerzeugungsleistung des PV-Kraftwerks.
Ein sicheres und wirtschaftliches PV-Stützsystem ist ein wichtiges Anliegen. Als wichtige Komponente eines PV-Kraftwerks trägt der PV-Träger den Hauptteil der Stromerzeugung des PV-Kraftwerks. Die Wahl der Halterung wirkt sich direkt auf die Betriebssicherheit, die Bruchrate und die Bauinvestitionen der PV-Module aus. Die Wahl der richtigen PV-Halterung reduziert nicht nur die Projektkosten, sondern auch die späteren Wartungskosten.
PV-Halterungen können nach Anschlussart, Installationsstruktur und Installationsort unterschieden werden: geschweißte und montierte Halterungen je nach Anschlussart, feste und tageweise Halterungen je nach Installationsstruktur, Boden- und Dachhalterungen je nach Installationsort, usw. Derzeit gibt es drei Arten von Halterungen, die in den meisten PV-Kraftwerken verwendet werden: feste konventionelle Halterungen, verstellbare nachgeführte Halterungen und flexible PV-Halterungen.
Feste Photovoltaik-Halterung
Dies bezieht sich auf das Montagesystem, bei dem die Ausrichtung und der Winkel nach der Installation gleich bleiben. Bei der festen Montage werden PV-Solarmodule direkt in Richtung niedriger Breitengrade in einem bestimmten Winkel zum Boden angebracht, um PV-Solarmodulreihen in Reihe und parallel zu bilden und so den Zweck der PV-Stromerzeugung zu erfüllen. Es gibt verschiedene Befestigungsmethoden, wie z. B. die Bodenbefestigungsmethode mit Pfählen (direkte Erdverlegung), die Gegengewichtsmethode mit Betonblöcken, die eingegrabene Methode, die Bodenankermethode usw. Für die Dachbefestigungsmethode gibt es verschiedene Lösungen mit unterschiedlichen Dachmaterialien.
Einstellbarer Nachführbügel
Nachführsysteme sind so konzipiert, dass sie die Sonne so weit wie möglich nachführen, so dass mehr Sonnenstrahlen pro Flächeneinheit des Zellpaneels empfangen werden, wodurch die erzeugte Strommenge erhöht wird. Derzeit gibt es einachsige Nachführsysteme und zweiachsige Nachführsysteme, die in horizontale und schräge einachsige Nachführsysteme unterteilt werden.
(1) Horizontale einachsige Nachführung
Flache einachsige Nachführsysteme sind Halterungen, die die Drehung der Sonne um eine horizontale Achse verfolgen können, in der Regel mit einer Nord-Süd-Ausrichtung. Der übliche Nachführwinkelbereich beträgt ±60°, es gibt aber auch Produkte mit einem Nachführwinkelbereich von ±45°. Flache einachsige Systeme benötigen in der Regel das 1,1- bis 1,3-fache an Platz im Vergleich zu feststehenden Systemen, wobei die Stromerzeugung um 8 bis 15 % und der Preis um 5 bis 10 % höher ist.
(2) Schräge einachsige Nachführung
Bei einer schräg einachsig nachgeführten Montage dreht sich das PV-Modul um eine geneigte Achse, um der Sonne nachgeführt zu werden und so eine höhere Leistung zu erzielen. Die Grundfläche eines schräg nachgeführten einachsigen Systems ist in der Regel 2 bis 4 Mal so groß wie die eines fest installierten Systems, wobei die Stromerzeugung um 15 % bis 20 % und der Preis um 10 % bis 15 % höher ist.
(3) Zweiachsige Nachführung
Zweiachsig nachgeführte Halterungen können sowohl in Ost-West- als auch in Nord-Süd-Richtung gedreht werden, um den Azimut- und Höhenwinkel des Sonneneinfalls über den Tag hinweg zu verfolgen. Ein zweiachsig nachgeführtes System benötigt in der Regel zwei- bis viermal mehr Platz als ein feststehendes System, wobei die Stromerzeugung um 25 bis 30 % und der Preis um über 60 % steigt. Allerdings sind zweiachsige Nachführsysteme komplexer und haben daher mehr mechanische Strukturen und eine höhere allgemeine Betriebsstabilität.
Flexible Gestelle
Ein flexibles PV-Gestell ist eine an beiden Enden befestigte PV-Modulträgerstruktur mit großer Spannweite, die aus einer vorgespannten flexiblen Kabelstruktur besteht. Die Spannweite der Kabelstruktur beträgt in der Regel zwischen 20 und 40 m, bis zu 100 m. Gleichzeitig können die Module in einer Höhe von 2 bis 30 m über dem Boden angebracht werden, was den Vorteil hat, dass unter den Modulen eine große Stehhöhe vorhanden ist und die Anzahl der Pfähle in der Anlage gering ist. PV-Module in flexiblen Gestellen werden im Allgemeinen mit einem kleinen Neigungswinkel installiert, der normalerweise zwischen 10° und 15° liegt.
Die flexible Aufständerung eignet sich vor allem für Projekte in Bergregionen mit großer Neigung (z. B. über 35°), für Photovoltaikprojekte in der Fischerei und für landwirtschaftliche Photovoltaikprojekte, bei denen eine große Bauhöhe erforderlich ist. Auch in Kläranlagen, Parkhäusern usw., wo der Platzbedarf relativ hoch ist, bietet die dezentrale Photovoltaik große Chancen.
Die drei oben genannten Arten von Halterungen erfordern eine umfassende Betrachtung des Layouts, der Stromerzeugung und der Kosten der PV-Anlage. So eignen sich beispielsweise feste, verstellbare Halterungen und nachgeführte Halterungen besser für Gebiete mit starker Direktstrahlung.
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