Odporność na korozję i stabilność: ocena materiałów do montażu paneli słonecznych

Wstęp

Globalne przejście na energię odnawialną, z energią słoneczną na czele, sprawiło, że systemy fotowoltaiczne (PV) stały się istotną częścią infrastruktury energetycznej na całym świecie. Chociaż wiele uwagi poświęca się samym panelom słonecznym, materiały użyte do montażu tych paneli odgrywają kluczową rolę w ogólnej wydajności, wydajności i trwałości systemów energii słonecznej. Konstrukcje montażowe muszą wytrzymywać trudne warunki środowiskowe, dlatego odporność na korozję i stabilność materiału są istotnymi czynnikami, które należy wziąć pod uwagę. W tym artykule zbadano znaczenie odporności na korozję i stabilności materiałów używanych do montażu paneli słonecznych, opierając się na rzeczywistych danych i profesjonalnych spostrzeżeniach na temat najlepszych praktyk i pojawiających się trendów.

1. Zrozumienie znaczenia odporności na korozję w systemach montażu solarnego

Korozja i jej wpływ na mocowania solarne

Korozja jest jedną z głównych przyczyn przedwczesnych awarii systemów montażu paneli słonecznych. Ponieważ systemy energii słonecznej często działają w trudnych warunkach, takich jak obszary przybrzeżne o dużej wilgotności lub jałowe pustynie z burzami piaskowymi, korozja stanowi poważne ryzyko dla integralności strukturalnej i wydajności instalacji. Skorodowane elementy, takie jak śruby, ramy i wsporniki, mogą prowadzić do wielu problemów, w tym:

• Integralność strukturalna: Korozja może osłabić metalowe elementy, prowadząc do nieprawidłowego ustawienia lub nawet zapadnięcia się systemu montażowego.

• Efektywność energetyczna: Skorodowane mocowania mogą wpływać na ustawienie paneli słonecznych, zmniejszając absorpcję światła słonecznego i obniżając produkcję energii.

• Koszty utrzymania: Zwiększone zużycie spowodowane korozją powoduje konieczność częstszych napraw i wymian, podnosząc koszty operacyjne.

Aby zapobiec takim problemom, podczas projektowania i montażu uchwytów do paneli słonecznych niezbędny jest wybór trwałych, odpornych na korozję materiałów.

2. Ocena materiałów do systemów montażu fotowoltaicznego

1. Aluminium: mistrz wagi lekkiej

• Zalety: Aluminium jest popularnym wyborem ze względu na lekkość i odporność na korozję. Pod wpływem powietrza naturalnie tworzy ochronną warstwę tlenku, która zapobiega dalszemu utlenianiu.

• Odporność na korozję: Odporność na korozję aluminium jest szczególnie wysoka w suchym środowisku. Może jednak nie działać tak dobrze w obszarach o dużym zasoleniu lub obszarach przemysłowych.

• Aplikacja w świecie rzeczywistym: W badaniu przeprowadzonym przez Krajowe Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) mocowania aluminiowe wykazały niski wskaźnik awaryjności w instalacjach fotowoltaicznych na dachach budynków mieszkalnych i komercyjnych, co czyni je preferowanym wyborem w środowiskach miejskich.

2. Stal ocynkowana: wytrzymałość z powłoką ochronną

• Zalety: Stal ocynkowana to opłacalna i trwała opcja powszechnie stosowana w naziemnych systemach fotowoltaicznych. Powłoka cynkowa na stali ocynkowanej działa jak anoda protektorowa, zapobiegając korozji, poświęcając się ochronie znajdującej się pod spodem stali.

• Odporność na korozję: Chociaż stal ocynkowana zapewnia solidną ochronę przed korozją, nie jest ona niepokonana. W warunkach dużej wilgotności lub zasolenia powłoka może z czasem ulec degradacji, odsłaniając znajdującą się pod nią stal.

• Studium przypadku: Raport stowarzyszenia Solar Energy Industries Association (SEIA) z 2022 r. ujawnił, że mocowania ze stali ocynkowanej instalowane w przybrzeżnych farmach fotowoltaicznych wymagają ponownego pokrycia w ciągu 5–7 lat, aby utrzymać najwyższą wydajność, co podkreśla potrzebę okresowej konserwacji.

3. Stal nierdzewna: najwyższa trwałość

• Zalety: Stal nierdzewna zapewnia wyjątkową odporność na korozję ze względu na wysoką zawartość chromu, co czyni ją idealną do instalacji w środowisku morskim lub przybrzeżnym.

• Odporność na korozję: Stal nierdzewna tworzy pasywną warstwę tlenku, która zapobiega rdzewieniu, nawet w środowiskach silnie korozyjnych.

• Aplikacja w świecie rzeczywistym: Przybrzeżne farmy fotowoltaiczne, szczególnie w regionach takich jak Kalifornia i Australia, wykorzystują systemy montażowe ze stali nierdzewnej, aby wytrzymać ekspozycję na słoną wodę. Badanie przeprowadzone w 2023 r. przez Międzynarodową Agencję Energetyczną (IEA) wykazało, że mocowania ze stali nierdzewnej w środowisku morskim mają o 10–15% dłuższą żywotność w porównaniu z mocowaniami ze stali ocynkowanej.

4. Stal malowana proszkowo i powlekana: zwiększona trwałość i estetyka

• Zalety: Malowanie proszkowe jest popularną metodą zwiększania trwałości i estetyki systemów montażowych. Dodaje dodatkową warstwę ochronną, zapobiegając rdzy i korozji, zapewniając jednocześnie atrakcyjne wizualnie wykończenie.

• Odporność na korozję: Stal malowana proszkowo zapewnia znaczną ochronę przed rdzą, chociaż powłoka może z czasem ulec zużyciu w wyniku narażenia na promieniowanie UV i stres środowiskowy.

• Studium przypadku: Analiza przeprowadzona w 2021 r. przez Departament Energii Stanów Zjednoczonych wykazała, że ​​mocowania ze stali malowanej proszkowo w domowych instalacjach fotowoltaicznych wykazały o 15% poprawę odporności na korozję w porównaniu ze stalą nieobrobioną w obszarach o dużym narażeniu na promieniowanie UV.

5. Materiały kompozytowe: lekkie i wolne od korozji

• Zalety: Materiały kompozytowe, takie jak włókno szklane i tworzywa sztuczne, zyskują na popularności w branży montażu paneli słonecznych. Materiały te są odporne na korozję, lekkie i łatwe w montażu, dzięki czemu idealnie nadają się do miejskich systemów dachowych.

• Odporność na korozję: Kompozyty nie rdzewieją ani nie korodują, co czyni je atrakcyjną opcją w trudnych warunkach, w których materiały metalowe mogą zawieść.

• Ograniczenia: Chociaż kompozyty są wysoce odporne na korozję, mogą nie zapewniać takiej samej wytrzymałości i trwałości jak metal, co ogranicza ich zastosowanie w wielkoskalowych systemach montowanych na ziemi.

3. Normy i certyfikaty dotyczące odporności na korozję

ISO 12944: Globalny standard ochrony przed korozją

ISO 12944 zawiera wytyczne dotyczące ochrony antykorozyjnej konstrukcji stalowych narażonych na działanie różnych środowisk. Norma ta dzieli warunki środowiskowe na pięć poziomów: C1 (suche warunki wewnętrzne) do C5 (środowisko morskie). W przypadku systemów montażu fotowoltaicznego wybór materiałów zgodnych z tymi ocenami środowiskowymi zapewnia długoterminową stabilność i wydajność.

ASTM B117: Badanie odporności na korozję w mgle solnej

ASTM B117 to standardowa metoda badania odporności materiałów na korozję pod wpływem mgły solnej. Jest powszechnie stosowany do oceny trwałości materiałów stosowanych w mocowaniach paneli słonecznych, szczególnie w warunkach przybrzeżnych lub przemysłowych.

IEC 61730: Bezpieczeństwo paneli słonecznych i systemów montażowych

Norma IEC 61730 koncentruje się na bezpieczeństwie i ekologiczności modułów słonecznych i ich systemów montażowych. Zawiera wytyczne dotyczące tego, jak materiały powinny zachowywać się w różnych warunkach klimatycznych, zapewniając, że systemy montażowe będą zarówno bezpieczne, jak i niezawodne w czasie.

4. Najlepsze praktyki w zakresie wyboru i konserwacji odpornych na korozję materiałów montażowych

1. Wybór materiału w oparciu o środowisko

Wybór odpowiedniego materiału na mocowania solarne ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia trwałości systemu. Na przykład obszary przybrzeżne wymagają materiałów o wyższej odporności na korozję, takich jak stal nierdzewna lub stal specjalnie powlekana, ze względu na narażenie na słoną wodę. W suchych, suchych regionach aluminium może być wystarczające, ponieważ jest odporne na utlenianie i wymaga rzadszej konserwacji.

2. Regularne przeglądy i konserwacja

Rutynowe kontrole i konserwacja mogą pomóc wykryć wczesne oznaki korozji. Regularne kontrole powinny koncentrować się na identyfikacji rdzy, zużycia lub uszkodzenia powłok ochronnych. W regionach przybrzeżnych zaleca się sprawdzanie mocowań ze stali ocynkowanej co 5 lat i ponowne ich malowanie, jeśli to konieczne, w celu utrzymania ochrony.

3. Nakładanie dodatkowych powłok ochronnych

W przypadku systemów narażonych na działanie trudnych warunków, zastosowanie powłok ochronnych, takich jak anodowanie aluminium lub malowanie proszkowe stali, może znacznie poprawić odporność na korozję. Powłoki te przedłużają żywotność konstrukcji montażowych i zmniejszają potrzebę częstych wymian.

5. Wniosek

Odporność na korozję i stabilność materiału to krytyczne czynniki wpływające na trwałość i wydajność systemów montażu paneli słonecznych. Wybierając materiały takie jak stal nierdzewna, stal ocynkowana i aluminium odporne na korozję oraz przestrzegając światowych norm, takich jak ISO 12944 i ASTM B117, systemy energii słonecznej mogą osiągnąć optymalną wydajność i trwałość. Ponieważ instalacje fotowoltaiczne stale rozwijają się w różnorodnych środowiskach, zapewnienie odporności systemów montażowych na korozję będzie miało kluczowe znaczenie dla utrzymania efektywności energetycznej i minimalizacji długoterminowych kosztów konserwacji.

Wezwanie do działania

Zainwestuj w odporne na korozję i trwałe rozwiązania do montażu paneli słonecznych do swojego następnego projektu. Zapoznaj się z naszą ofertą wysokowydajnych materiałów zaprojektowanych z myślą o długoterminowej stabilności, wydajności i niezawodności w każdych warunkach środowiskowych. Wyprzedź konkurencję dzięki innowacyjnym, odpornym na korozję rozwiązaniom zaspokajającym Twoje potrzeby w zakresie energii słonecznej.