Analyse de la structure photovoltaïque agricole : un cadre spatial soutenant la synergie énergétique agricole

La compétitivité fondamentale du photovoltaïque agricole découle de sa conception structurelle scientifiquement solide. Il doit garantir une production d’électricité stable à partir du système photovoltaïque tout en réservant suffisamment de lumière, de ventilation et d’espace de travail pour la production agricole. La structure globale se compose de modules photovoltaïques, d'un système de support, de dispositifs de fixation des fondations et d'installations auxiliaires de support. Chaque élément est précisément proportionné et ses paramètres optimisés pour former un support composite adaptable à divers scénarios agricoles.

Les modules photovoltaïques sont l'unité clé pour la conversion d'énergie. Dans les scénarios agricoles, des modules à transmission réglable ou à demi--cellules sont couramment utilisés : le premier permet un réglage flexible de la transmission entre 20 % et 50 %, équilibrant l'efficacité de la production d'énergie avec les besoins en lumière des cultures qui aiment l'ombre - ; ce dernier, avec son faible effet de point chaud et sa densité de puissance élevée, réduit les interférences de l'ombrage sur la production d'électricité et convient aux zones nécessitant une grande uniformité de lumière. L'angle d'installation du module est généralement réglé entre 15 degrés et 35 degrés, en tenant compte à la fois de la collecte de chaleur hivernale et de l'ombrage estival.

Le système de support est le support central reliant les modules au sol ; sa hauteur et sa portée déterminent la disponibilité de l'espace sous les panneaux. Les cadres de support standard mesurent généralement 2,5-4 mètres de haut avec une portée de 8 à 12 mètres, pouvant accueillir des tracteurs, des moissonneuses et d'autres machines agricoles. Pour les vergers ou les cultures hautes, la hauteur du châssis peut être augmentée jusqu'à plus de 5 mètres pour éviter les interférences entre les branches et les composants. L'acier galvanisé à chaud est le matériau principal, équilibrant la résistance à la corrosion et la résistance structurelle. Pour les applications légères, des cadres en alliage d'aluminium peuvent être utilisés pour réduire la charge sur les fondations.

Les dispositifs de fixation des fondations doivent être compatibles avec les conditions géologiques. Les types courants comprennent les fondations indépendantes en béton, les pieux hélicoïdaux et les fondations d’ancrage au sol. Les pieux hélicoïdaux sont souvent utilisés dans les sols mous ou dans les zones de marée pour réduire l'excavation ; les fondations en béton sont utilisées dans les sols durs pour améliorer la résistance aux charges de vent et de neige. L'espacement des fondations et la portée du cadre sont conçus en tandem pour assurer la stabilité globale.

Les installations de support comprennent des chemins de câbles, des dispositifs de drainage et de mise à la terre de protection contre la foudre. Les câbles sont dissimulés le long des pannes du cadre pour éviter les dommages mécaniques ; le drainage est détourné à travers la surface inclinée du cadre pour empêcher l'accumulation d'eau de pluie d'affecter les cultures ; La mise à la terre de la protection contre la foudre est intégrée à la conception du réseau et du cadre pour garantir la sécurité électrique. Ce système structurel constitue une base physique solide pour le fonctionnement efficace du photovoltaïque agricole et une production agricole durable.