1. Tipos comunes de conexión de columnas de acero fotovoltaicas: Las centrales eléctricas distribuidas con techo de una sola capa utilizan principalmente columnas de acero reservadas y columnas de acero modificadas.

Las columnas de acero reservadas se sueldan previamente a las vigas y columnas de la estructura principal durante la construcción del techo, sirviendo como base para la posterior instalación fotovoltaica. Este enfoque, común en fábricas de nueva construcción, integra barreras de vapor, aislamiento, capas ignífugas e impermeables tras la instalación de las columnas.

Las columnas de acero modificadas adaptan los techos de una sola capa existentes a las centrales eléctricas distribuidas. Este método es común en fábricas ya terminadas, lo que permite la construcción de techos secundarios para la generación de energía fotovoltaica en etapas posteriores de producción u operación.

Las columnas de acero para sistemas fotovoltaicos en cubiertas monocapa se clasifican según el tipo de conexión: soldadura, unión o conexión por tornillos. Esto aplica tanto a centrales fotovoltaicas distribuidas como reservadas.

La conexión por soldadura implica la fijación de la columna de acero fotovoltaico a la viga o columna de acero estructural principal. La colocación depende de la disposición de las vigas estructurales, los componentes fotovoltaicos y las características de la cubierta, como claraboyas y ventilación, lo que garantiza la compatibilidad con el diseño y las instalaciones de la cubierta.

La conexión adhesiva ahorra espacio y ofrece ventajas económicas. Se utiliza comúnmente para el refuerzo estructural,como la unión de columnas de acero fotovoltaico a placas de acero corrugado en proyectos de techos de una sola capa. Este método fue utilizado en los primeros proyectos de energía fotovoltaica distribuida por el 11.º Instituto de Electrónica de la Industria de la Información.

La conexión adhesiva ahorra espacio y es rentable. En el primer proyecto fotovoltaico de techo monocapa de la fábrica GAC Honda Zengcheng, se atornillaron columnas de acero a las correas del techo y se soldaron membranas impermeables con aire caliente para ajustarlas. Este método evitó la necesidad de grandes aberturas y el corte de placasde acero, garantizando así la integridad estructural.

2.La soldadura es la conexión más común y fiable para columnas de acero fotovoltaicas. En proyectos anteriores, se utilizaban principalmente conexiones adhesivas y atornilladas. Este artículo describe la estructura, el tratamiento de impermeabilización de los nodos de parámetros y las aplicaciones en proyectos de las conexiones soldadas para columnas de acero fotovoltaicas, con el fin de mejorar la fiabilidad y el rendimiento.

2.1.La Tabla 1 enumera los componentes principales de las columnas de acero fotovoltaicas conectadas mediante

soldadura, mientras que la Figura 4 ilustra su estructura. La soldadura garantiza conexiones fiables, mejorando la impermeabilidad y el rendimiento en proyectos fotovoltaicos.

Tabla 1: Materiales principales de columnas de acero fotovoltaicas con conexión soldada

2.2. Tratamiento de impermeabilización de nodos de columnas de acero fotovoltaicas conectados mediante soldadura

Si la columna de acero fotovoltaica se instala después de la impermeabilización de la cubierta, se deben cortar las capas de impermeabilización y aislamiento, junto con la placa de acero corrugado. El tamaño de corte típico es de 350 mm x 350 mm, pero un espesor de aislamiento mayor puede requerir aberturas más grandes o soldadura desde el interior de la cubierta para obtener suficiente espacio.

Después de soldar la columna de acero fotovoltaica y la viga estructural principal de acero, restaure la placa de acero de la cubierta. Selle las juntas entre la placa de acero corrugado y la columna de acero con silicona resistente a la intemperie y, a continuación, rellene la capa de aislamiento con material aislante cortado para una correcta restauración.

Después de soldar la columna de acero fotovoltaica y la viga estructural principal de acero, restaure la placa de acero de la cubierta. Utilice una membrana homogénea de TPO tipo H para los nodos detallados, suéldela con aire caliente firmemente a la columna y a la capa impermeabilizante de la cubierta y, a continuación, selle con un aro de cierre y sellador para una impermeabilización integrada.

3. Ventajas técnicas de la soldadura de columnas de acero fotovoltaicas

3.1 Resistencia al soporte y a la presión

1) Tras soldar la columna de acero fotovoltaica y la viga estructural principal, restaure la placa de acero del techo. Utilice una membrana TPO resistente tipo H para los nodos de detalle, suéldela con aire caliente firmemente a la columna y a la capa impermeable del techo y, a continuación, séllela con un aro de cierre y sellador para una impermeabilización integral.

2) Tras soldar la columna de acero y la viga estructural principal, restaure la placa de acero del techo. Utilice una membrana TPO resistente tipo H para los nodos de detalle, suéldela con aire caliente firmemente a la columna y a la capa impermeable del techo, garantizando así la estabilidad y la resistencia a la carga. A continuación, séllela con un aro de cierre y sellador para una impermeabilización integral.

3.2 Resistencia a los factores naturales

1) Resistencia al viento: La resistencia de las columnas de acero les permite soportar vientos fuertes y otras condiciones climáticas extremas. En zonas con vientos fuertes, los módulos fotovoltaicos suelen enfrentarse a retos como la presión del viento y el flujo de aire, y las columnas de acero pueden garantizar la instalación estable de los sistemas fotovoltaicos y evitar desplazamientos o daños al sistema causados por el viento.

2) Resistencia a la nieve y la lluvia: En zonas con fuertes nevadas o frecuentes tormentas, el sólido soporte y la resistencia a la intemperie de las columnas de acero pueden evitar que el sistema fotovoltaico se incline o colapse debido a la fuerte presión de la nieve o el impacto de las tormentas. Especialmente en zonas con alta acumulación de nieve, las columnas de acero tienen suficiente resistencia a la compresión para soportar el peso de la nieve y garantizar el funcionamiento estable del sistema a largo plazo.

3) Adaptabilidad a diversas condiciones climáticas: Gracias a su resistencia a la corrosión y a la intemperie, las columnas de acero son aptas para diversas condiciones climáticas, desde ambientes cálidos y secos hasta fríos y húmedos, lo que prolonga eficazmente la vida útil del techo y su sistema fotovoltaico, manteniendo su funcionamiento estable.

3.3 Ajuste del ángulo del módulo fotovoltaico

1) Ajuste flexible del ángulo: El diseño de la columna de acero permite ajustar el ángulo de inclinación del módulo fotovoltaico según las necesidades específicas durante la instalación. El ajuste del ángulo no solo ayuda al sistema fotovoltaico a lograr una recepción de luz óptima en diferentes ubicaciones geográficas y cambios estacionales, sino que también mejora la eficiencia de generación de energía según los cambios en la intensidad de la luz y el horario de sol.

2) Implementación de ajuste dinámico del ángulo: Gracias a la alta capacidad de carga de la columna de acero, se puede equipar un dispositivo de seguimiento de ajuste del ángulo ligeramente más pesado cuando sea necesario. Gracias al ajuste dinámico, el módulo fotovoltaico siempre puede orientarse hacia el ángulo de radiación solar más favorable. Para sistemas que buscan una alta eficiencia de generación de energía, el ajuste flexible del ángulo proporciona una mayor operatividad.

3) Ajustar el ángulo del módulo fotovoltaico mejora la eficiencia de la generación de energía, especialmente en regiones con cambios significativos en el ángulo solar estacional. Esto maximiza la producción anual de energía al permitir una eficiente absorción y conversión solar. La duradera membrana TPO tipo H garantiza impermeabilidad, resistencia a la corrosión y durabilidad bajo fuertes nevadas y diversos climas.