Premièrement, en fonction des spécifications et des modèles des modules photovoltaïques, de leur nombre et de la configuration en série, les dimensions structurelles du champ photovoltaïque peuvent être déterminées. Deuxièmement, selon la latitude du site et le principe de maximisation de la production annuelle d'énergie du système photovoltaïque, l'angle d'inclinaison optimal et l'espacement des panneaux peuvent être déterminés. Troisièmement, en fonction des ressources éoliennes et du niveau de vent maximal sur le site, la charge maximale que le champ pourra supporter peut être déterminée. En conséquence, les contraintes sur les fondations et la structure de support du champ sont analysées et dimensionnées selon les principes de conception mécanique. De plus, lors de la conception du champ photovoltaïque, le bord inférieur de celui-ci doit se situer à une hauteur de 30 à 50 cm au-dessus du sol ou du toit afin d'éviter l'obstruction par les mauvaises herbes et l'enfouissement sous la neige en hiver.
Fondation (ou base) du réseau
Les fondations sont généralement réalisées en béton coulé sur le sol ou sur la couche porteuse de la toiture. Sur les toitures, on utilise également des ossatures en treillis (avec blocs de lestage). La structure de support des panneaux est généralement fixée aux fondations à l'aide de brides et d'éléments encastrés, ou par perçage dans le béton et fixation au moyen de boulons d'expansion. Pour les toitures, les fondations doivent être positionnées au niveau des murs ou des poutres de la structure principale, conformément aux plans, afin d'assurer une fixation solide. Il convient de noter qu'un positionnement incorrect de la structure de support sur les fondations peut engendrer des déformations et affecter les contraintes sur la structure principale.
Exigences de conception pour la structure de fondation et de support
Lors de la conception des fondations et de la structure de support du réseau d'antennes, il convient de prendre pleinement en compte la capacité portante, la résistance au vent et les facteurs sismiques. Dans les zones côtières, il est également nécessaire de prévoir la résistance aux typhons, l'étanchéité à l'humidité et la résistance à la corrosion par les embruns salés. Avant l'installation de la structure de support, des revêtements anticorrosion doivent être appliqués et les composants métalliques exposés doivent subir un traitement anticorrosion et antirouille afin de prévenir tout dommage et toute perte de résistance. Les fixations utilisées pour assembler la structure de support du réseau doivent être en acier inoxydable. Si des fixations galvanisées sont utilisées, elles doivent être conformes aux normes nationales afin de garantir leur durée de vie et leur résistance à la corrosion. Les boulons, écrous, rondelles plates et rondelles élastiques doivent répondre aux exigences de conception en termes de quantité, de spécifications et de modèles. Après serrage des boulons, la partie exposée doit représenter les deux tiers du diamètre du boulon.
Étapes spécifiques pour une centrale photovoltaïque au sol
En fonction des conditions réelles du site :
1. Marquer les emplacements et creuser les fosses de fondation sur le site nivelé.
2. Placez les composants intégrés, positionnez le moule et coulez le béton. Après 48 heures de durcissement, installez la structure de support du réseau.
3. Installez les modules PV, acheminez le câblage, mettez en place la mise à la terre et la protection contre la foudre, et creusez les tranchées pour les câbles.
Sensibilité des modules photovoltaïques à la déformation
Il est bien connu que les modules photovoltaïques, en tant qu'éléments contenant du verre, sont très sensibles à la déformation. Cela est principalement dû à la fragilité du verre, un matériau qui peut facilement être endommagé par un tassement irrégulier des supports et par la dilatation et la contraction thermiques au sein du module.
En raison de la différence de coefficient de dilatation entre l'acier et le verre, une forte rigidité de la contrainte appliquée à l'élément en verre peut engendrer des forces de dilatation entre ce dernier et la structure en acier, fragilisant ainsi le verre. C'est pourquoi l'utilisation de profilés minces formés à froid comme support pour les modules photovoltaïques permet de pallier les effets néfastes de la rigidité des structures en acier. Ceci contribue à atténuer la déformation structurelle, le tassement des fondations et la déformation due à la dilatation, faisant de ces profilés un support idéal pour les modules photovoltaïques. L'optimisation de la conception structurelle du support et des fondations permet non seulement de satisfaire aux exigences d'installation et d'exploitation des modules, mais aussi de réduire considérablement les investissements liés aux supports et aux fondations.
