Quel est le processus d’installation des tours de soutien photovoltaïques ?

L’ossature structurelle des centrales solaires

Les tours de soutien photovoltaïques transfèrent le poids des panneaux solaires, les forces de soulèvement dues au vent et les charges de neige vers le sol, tout en maintenant des angles d’inclinaison précis afin de maximiser la production d’énergie. Une centrale solaire de grande puissance équipée de 100 000 panneaux nécessite environ 2 500 à 3 500 structures de soutien, selon qu’il s’agisse de systèmes à suiveurs ou à inclinaison fixe. tour La vitesse d’installation détermine directement la rentabilité du projet : chaque retard reporte les recettes issues des contrats d’achat d’électricité (CAE), dont la valeur moyenne se situe généralement entre 30 et 80 USD par MWh.

Un entrepreneur EPC solaire au Moyen-Orient a réduit le délai d’installation par mégawatt de 12 à 7 jours en remplaçant les fondations en béton coulé sur place par des pieux en acier battus équipés de sections préassemblées de tube à couple. L’élimination du temps de cure du béton — 72 heures par coulée — explique la majeure partie de l’amélioration du calendrier.

Installation de la fondation

Enquête géotechnique et sélection

Les enquêtes géotechniques échantillonnent les conditions du sol à des intervalles de grille de 50 à 100 mètres, en mesurant la capacité portante, la profondeur de la nappe phréatique et la résistivité du sol. Ces paramètres déterminent si les pieux battus, les vis hélicoïdales ou les massifs en béton constituent la meilleure fondation.

Les pieux en acier battus — profilés en C ou en I — dominent les installations sur des sols porteurs. Une machine hydraulique de battage installe 200 à 400 pieux par jour, enfonçant chacun de 1,5 à 2,5 mètres. Des essais d’arrachement réalisés sur 2 à 5 % des pieux vérifient que la résistance réelle correspond aux hypothèses retenues, en appliquant une force de soulèvement égale à 1,5 fois la valeur prévue en conception.

Les fondations par vis à terre conviennent aux sols sablonneux, où les pieux battus manquent de stabilité latérale. Les plaques hélicoïdales augmentent la surface portante, et le couple d’installation est directement corrélé à la capacité portante. Si le couple cible ne peut pas être atteint, la conception prévoit l’utilisation de vis plus longues ou de diamètres de spirales plus grands à cet emplacement.

Nivellement et drainage

Les champs solaires nécessitent des pentes inférieures à 5 % dans le sens nord-sud. Des pentes est-ouest allant jusqu’à 10 % sont compatibles avec des structures de fixation réglables. Le nivellement maintient les schémas d’écoulement afin d’éviter les accumulations d’eau — un sol saturé perd sa capacité portante et accélère la corrosion aux interfaces des pieux. Des mesures de lutte contre l’érosion doivent être mises en place avant le début du nivellement.

Assemblage et alignement de la structure

Installation des tubes de torsion

Les systèmes de suivi sur un seul axe utilisent des tubes de torsion — des tubes en acier continus orientés nord-sud — qui font pivoter les panneaux pour suivre le soleil. Les sections sont livrées en longueurs de 6 à 12 mètres, avec des portées de roulement pré-soudées.

Les tolérances d’alignement exigent une précision de ±3 mm sur des rangées de 80 à 100 mètres. Un roulement mal aligné entrave la rotation, augmentant la force du moteur d’entraînement et pouvant provoquer un blocage lors du démarrage matinal. Des outils d’alignement au laser vérifient la position des roulements avant que les sections du tube de couple ne soient boulonnées entre elles.

Montage des modules

Des rails en aluminium fixés aux liteaux de support constituent la surface de fixation des modules, espacés pour correspondre aux dimensions du châssis des modules. Des attaches intermédiaires entre modules adjacents et des attaches d’extrémité aux extrémités des rangées maintiennent les modules en place à l’aide de boulons dont le couple est limité afin d’éviter toute fissuration du verre.

Des équipes de 3 à 4 ouvriers installent 200 à 300 modules par jour. Le contrôle qualité prélève un échantillon représentant 5 à 10 % des couples appliqués aux attaches et inspecte la présence de microfissures susceptibles de s’étendre, sous l’effet des cycles thermiques, en fissures cellulaires au cours de la première année.

Intégration de la mise à la terre

Chaque tour La ligne nécessite des conducteurs de mise à la terre reliés à chaque composant métallique. Cela empêche l’apparition de différences de potentiel lors de défauts sur la terre et fournit des chemins de courant pour la foudre. Les conducteurs en acier gainé de cuivre et les connexions enterrées réduisent l’exposition visible du cuivre, qui attire le vol sur les sites isolés.

Mise en service et vérification

Le système de commande du suiveur fait l’objet d’une mise en service au cours de laquelle le moteur d’entraînement de chaque ligne effectue une rotation complète. Le système SCADA vérifie que la position correspond à ±1 degré. Les lignes ne satisfaisant pas ce critère nécessitent un dépannage mécanique — roulements grippés, accouplements mal alignés ou débris laissés sur place lors de l’installation.

Les essais d’arrachement sont répétés par échantillonnage après l’installation de toutes les lignes, notamment là où les conditions du sol varient d’un endroit à l’autre du site. Une fondation qui cède après l’installation des modules exige des travaux de remédiation coûteux, ce qui rend la qualité de l’étude préalable à l’installation particulièrement déterminante.

Questions fréquemment posées

À quelle profondeur doivent être installées les fondations des mâts de soutien photovoltaïques ?

Les pieux battus sont enfoncés sur une profondeur de 1,5 à 2,5 mètres, selon le type de sol, la profondeur du gel et les charges dues au vent. Pour éviter le soulèvement dû au gel, les pointes des pieux doivent se situer en dessous de la profondeur maximale de pénétration du gel : 1,0 à 1,5 mètre dans les régions tempérées et 2,0 mètre ou plus dans les climats continentaux. Les vis de fondation s’enfoncent sur une profondeur de 1,2 à 2,0 mètres, avec des diamètres d’hélice de 150 à 300 mm.

Quelle est la différence entre les structures fixes inclinées et les structures à suivi ?

Les structures fixes inclinées maintiennent les panneaux à un angle constant, optimisé pour la production annuelle. Les structures à suivi font pivoter les panneaux d’est en ouest, augmentant ainsi la captation d’énergie de 15 à 25 %. Les systèmes à suivi entraînent une augmentation de 30 à 40 % du coût de la structure de support par watt, en raison des tubes de couple, des roulements et des systèmes d’entraînement.

Comment le type de sol influence-t-il l’installation des structures de support photovoltaïques ?

Les sols cohérents, comme l’argile, offrent une bonne capacité portante des pieux grâce au frottement latéral, mais peuvent nécessiter un pré-perçage en cas de forte densité. Les sols granulaires permettent le battage direct, mais exigent une profondeur d’enfoncement accrue ou l’utilisation de vis ancrées pour assurer une résistance adéquate à l’arrachement. Dans les sols rocheux, des fondations en béton massif peuvent être requises lorsque ni les pieux ni les vis ne parviennent à s’y pénétrer.

Quelle protection contre la corrosion les mâts de support photovoltaïque nécessitent-ils ?

La galvanisation à chaud selon la norme ISO 1461, avec une épaisseur minimale de 85 µm, assure une protection pendant 25 à 30 ans. Pour les installations côtières situées à moins de 5 km de l’eau salée, une épaisseur de 100 à 140 µm est requise. Les composants en aluminium résistent naturellement à la corrosion grâce à la formation d’une couche d’oxyde passive. Des fournisseurs tels que Liaoning Sinotech Group proposent des systèmes de support conçus spécifiquement pour des conditions environnementales données.

Combien de temps prend l’installation complète d’un mât de support photovoltaïque ?

Une installation de 100 MW avec pieux battus nécessite 8 à 12 semaines pour l’ensemble des travaux de structure de support. Le calendrier varie selon la taille de l’équipe, le niveau d’automatisation et le terrain. Les composants préfabriqués et les conceptions à déploiement rapide réduisent continuellement ces délais.

Quels contrôles qualité sont effectués pendant l’installation ?

Essais d’arrachement sur 2 à 5 % des fondations, vérification du couple sur 5 à 10 % des colliers, relevé d’alignement des supports sur chaque rangée, mesure de la résistance de terre à intervalles de 50 à 100 mètres et essais de rotation des trackers sur 100 % des rangées. La documentation permet de soutenir les demandes de garantie en cas de problèmes structurels survenant pendant l’exploitation. La qualité de l’étude géotechnique préalable à l’installation détermine directement le nombre de fondations nécessitant des travaux correctifs coûteux après l’installation.