Tipi comuni di strutture di supporto in acciaio

1. Struttura di supporto triangolare
Questo tipo di struttura era ampiamente utilizzato nei primi progetti fotovoltaici, come mostrato in Figura 1. Presenta gambe anteriori e posteriori di diverse lunghezze, che sono imbullonate alla fondazione. Un tirante diagonale supporta la gamba più lunga alla sua base e si collega al centro della trave inclinata. I puntoni longitudinali poggiano sulla trave inclinata, formando il sistema di supporto dei pannelli solari. Questa struttura è un sistema geometricamente stabile senza vincoli ridondanti.

La tipica connessione tra la base della colonna e la fondazione per tali strutture è illustrata in Figura 2. Se la base della colonna è considerata come un collegamento a cerniera, la struttura tende a deformarsi significativamente, richiede più acciaio e spesso porta a un'elevata percentuale di rottura dei moduli fotovoltaici senza telaio a causa della deformazione.

2. Struttura di supporto triangolare modificata
La struttura di supporto triangolare pone elevate esigenze sulla connessione tra le gambe e la fondazione. Per affrontare efficacemente questo problema, è stata sviluppata la struttura di supporto triangolare modificata. Questo design aggiunge un'intelaiatura diagonale alla struttura triangolare originale, migliorando la stabilità complessiva. Sebbene aumenti leggermente l'uso dell'acciaio, riduce la deformazione coordinando il movimento delle colonne anteriori e posteriori. È adatta a vari tipi di supporti per moduli fotovoltaici, in particolare in progetti con carichi di vento elevati, terreni irregolari o aree montuose dove sono richieste un'elevata integrità strutturale e una deformazione minima.

3. Struttura di supporto a capanna
La struttura di supporto a capanna segue la "regola dei tre corpi rigidi" nella meccanica strutturale: tre corpi rigidi collegati a coppie da tre cerniere singole non collineari formano un sistema stabile senza vincoli ridondanti. È una semplice struttura binaria. Eliminando la necessità di gambe di diverse lunghezze, riduce l'uso dell'acciaio, semplifica la struttura e facilita l'installazione.

Tuttavia, questa struttura presenta alcune limitazioni:
1) Poiché non può regolare l'altezza, è adatta solo per terreni pianeggianti o leggermente inclinati.
2) L'eliminazione delle gambe anteriori e posteriori aumenta la lunghezza dello sbalzo della trave. Sotto carichi più elevati, la deformazione della struttura aumenta, ponendo rischi per la stabilità del sistema di supporto fotovoltaico e il tasso di rottura dei moduli fotovoltaici senza telaio. Pertanto, la struttura di supporto a capanna è adatta solo per ambienti con bassi carichi di vento.

4. Struttura di supporto a capanna modificata
Per affrontare il problema dell'elevato utilizzo di acciaio nelle travi inclinate della struttura di supporto a capanna, è stata sviluppata una versione modificata. Questo design incorpora le caratteristiche della struttura di supporto triangolare aggiungendo una gamba posteriore al supporto a capanna, riducendo così la lunghezza dello sbalzo della trave. Ciò migliora la stabilità del sistema di supporto e riduce il tasso di rottura dei moduli fotovoltaici. La struttura di supporto a capanna modificata utilizza solo leggermente più acciaio rispetto al design originale a capanna, ma è più economica rispetto a due strutture di supporto triangolari.

5. Struttura di supporto fotovoltaico a colonna singola
La struttura di supporto fotovoltaico a colonna singola è composta principalmente da componenti chiave come la trave principale, la trave secondaria, il supporto anteriore, il supporto posteriore, la colonna in acciaio, il morsetto e la fondazione a palo singolo. Utilizza due tiranti diagonali per supportare le travi principali e secondarie, che a loro volta sostengono i pannelli fotovoltaici. La connessione tra i tiranti diagonali in acciaio e la fondazione a palo singolo viene realizzata tramite morsetti, rendendo la struttura semplice ed efficiente.

Inoltre, la struttura di supporto fotovoltaico a colonna singola occupa meno spazio, consentendo un uso efficiente del terreno tra le file anteriori e posteriori di array fotovoltaici. I supporti anteriori e posteriori di questa struttura sono essenzialmente versioni allungate delle colonne anteriori e posteriori nelle strutture di supporto a doppia colonna. Tuttavia, a causa dell'aggiunta di morsetti, colonne in acciaio e altri componenti, la struttura di supporto a colonna singola richiede significativamente più acciaio rispetto alle strutture di supporto a doppia colonna.