numero Sfoglia:0 Autore:Editor del sito Pubblica Time: 2025-07-03 Origine:motorizzato
I sistemi di montaggio fotovoltaico solare (PV) sono le strutture di supporto fondamentali dei sistemi di generazione di energia fotovoltaica, incidendo direttamente sull'efficienza, la sicurezza e il ritorno sugli investimenti delle centrali elettriche. Tuttavia, con lo spiegamento su larga scala di progetti fotovoltaici negli ultimi anni, questioni come la corrosione materiale e la forza insufficiente sono diventati sempre più importanti, portando a casi di ruggine, deformazione e persino collasso in soli 3-5 anni di attività. Questi problemi influenzano significativamente la redditività economica e l'affidabilità delle piante fotovoltaiche.
Le statistiche del settore indicano che circa il 15% delle centrali elettriche globali per la generazione di energia subisce perdite di generazione di energia o costi di manutenzione aggiuntivi a causa di guasti del sistema di montaggio, con corrosione particolarmente grave nelle aree costiera, elevata e soggetta all'inquinamento industriali. Questo articolo analizza sistematicamente i casi di fallimento tipici di sistemi di montaggio fotovoltaico, esplora le tecnologie chiave nella scienza dei materiali, nei processi anticorrosivi e nell'ottimizzazione strutturale e propone soluzioni pratiche del settore.
Mancanza di galvanizzazione o rivestimento di zinco insufficiente (<85 μm): in ambienti umidi, salati o acidi, i sistemi di montaggio in acciaio al carbonio sviluppano la ruggine entro 1-2 anni, con una riduzione dello spessore delle pareti superiori al 10%, portando a un significativo indebolimento strutturale.
Corrosione della saldatura: alcuni sistemi utilizzano giunti saldati senza trattamento anticorrosivo post-salvato, causando corrosione preferenziale nelle zone di saldatura e creando punti deboli strutturali.
Sfondo del progetto: un impianto fotovoltaico costiero da 100 MW ha utilizzato sistemi di montaggio in acciaio al carbonio Q235 con un rivestimento di zinco di soli 40 μm.
Problema identificato: dopo 18 mesi di funzionamento, le ispezioni hanno rivelato punti di ruggine su quasi il 30% dei sistemi di montaggio, con alcune colonne corrose a una profondità di 1 mm, riducendo la capacità di portamento del carico del 25%.
Cause alla radice:
Il rivestimento di zinco scadente non è riuscito a bloccare la penetrazione degli ioni di cloruro.
I disegni di saldatura aperti hanno consentito l'infiltrazione dell'acqua piovana, accelerando la corrosione.
Standard di galvanizzazione migliorati:
Ambienti standard: rivestimento di zinco ≥85μm (GB/T 13912).
Ambienti ad alta corrosione (aree costiere/industriali): rivestimento di zinco ≥120 μm o 'galvanizzazione a caldo + rivestimento epossidico ' Doppia protezione.
Processi di saldatura ottimizzati:
Utilizzare la saldatura TIG per ridurre le scorie e applicare la vernice ricca di zinco dopo il salotto.
Promuovere connessioni imbullonate rispetto alla saldatura per ridurre al minimo i rischi di corrosione.
Spessore di film anodizzato insufficiente (<10μm): l'esposizione UV prolungata provoca protezione in polvere e peeling, compromettente.
Corrosione galvanica: il contatto diretto tra alluminio e acciaio inossidabile o in acciaio al carbonio crea corrosione elettrochimica a causa delle potenziali differenze.
Trattamento superficiale migliorato:
Film anodizzato ≥15μm (es., Lega di alluminio 6061-T6).
Rivestimenti di fluorocarburo o PVDF per una migliore resistenza alle intemperie.
Evita il contatto in metallo diverso:
Utilizzare distanziali in nylon o nastro isolante per isolare l'alluminio dall'acciaio.
Preferisci sistemi di montaggio in tutto-alluminio.
Descrizione del problema: acciaio non conforme (resistenza a snervamento <200mpa) ha causato la deflessione del raggio superiore a L/150 sotto carico di neve, alterando l'inclinazione del pannello e riducendo la produzione del 10%.
Confronto degli standard del settore:
| Tipo di materiale | GB/T 13912 Requisito | Valore di prova effettivo |
|---|---|---|
| Q235B Acciaio | Resistenza alla snervamento ≥235MPA | 190MPA |
| 6061 alluminio | Resistenza alla trazione ≥260MPA | 210MPA |
Qualifica materiale rigorosa:
Acciaio: aggiornamento a Q355b (potenza di snervamento più alta del 50% rispetto a Q235b).
Alluminio: preferisci 6082-T6 (resistenza alla trazione ≥310MPA).
Calcoli di carico migliorati:
Design per carichi di vento/neve di 30 anni.
Prendi in considerazione carichi dinamici (ad es. IEC 61400-2 per gli effetti della raffica).
Design triangolari a capriato: resistenza al vento più elevata del 40% rispetto ai sistemi a asse singolo.
Sistemi di montaggio regolabili: meccanismi idraulici/elettrici per l'adattabilità climatica.
Materiali anticorrosivi avanzati:
Coatings di grafene: estendere la durata di servizio oltre i 30 anni.
Polimero rinforzato in fibra di vetro (FRP) supporti: resistente alla corrosione e leggero.
Monitoraggio intelligente:
Sensori di corrosione incorporati per il monitoraggio della salute in tempo reale.
Ispezioni di droni alimentate dall'intelligenza artificiale per il rilevamento di ruggine/deformazione.
Standard globali più stretti:
Certificazione UE EN 1090 per la resistenza alla saldatura/corrosione.
US UL 2703 impone i rating del carico del vento.
La selezione del materiale, la protezione della corrosione e la progettazione strutturale devono bilanciare i costi iniziali con manutenzione a lungo termine. Esempi:
Piante costiere: rivestimento ad alto zinco (120 μm) + tagli di manutenzione periodica dei costi del ciclo di vita del 30%.
Aree di vento ad alto contenuto di vento: i progetti in alluminio + capriate ad alta resistenza riducono l'uso del materiale del 20%, migliorando al contempo la sicurezza.
I progressi futuri nei materiali e Smart O&M guideranno i sistemi di montaggio fotovoltaico verso una durata più lunga, una maggiore affidabilità e minori costi di manutenzione, supportando l'espansione globale del fotovoltaico sostenibile.
