Número Browse:0 Autor:editor do site Publicar Time: 2025-07-03 Origem:alimentado
Os sistemas de montagem solar fotovoltaica (PV) são as principais estruturas de suporte dos sistemas de geração de energia fotovoltaica, impactando diretamente a eficiência, a segurança e o retorno do investimento de usinas de energia. No entanto, com a implantação em larga escala de projetos fotovoltaicos nos últimos anos, questões como corrosão material e força insuficiente tornaram-se cada vez mais proeminentes, levando a casos de ferrugem, deformação e até colapso dentro de apenas 3-5 anos de operação. Esses problemas afetam significativamente a viabilidade econômica e a confiabilidade das plantas fotovoltaicas.
As estatísticas da indústria indicam que aproximadamente 15% das usinas fotovoltaicas globais experimentam perdas de geração de energia ou custos de manutenção adicionais devido a falhas no sistema de montagem, com a corrosão sendo particularmente grave nas áreas costeiras, de alta fumão e com a poluição industrial. Este artigo analisa sistematicamente casos de falha típicos de sistemas de montagem fotovoltaicais, explora as principais tecnologias em ciência do material, processos anticorrosão e otimização estrutural e propõe soluções práticas da indústria.
Falta de galvanização ou revestimento de zinco insuficiente (<85μm): em ambientes úmidos, salgados ou ácidos, os sistemas de montagem em aço carbono desenvolvem ferrugem dentro de 1-2 anos, com redução da espessura da parede superior a 10%, levando a um enfraquecimento estrutural significativo.
Corrosão da solda: Alguns sistemas usam juntas soldadas sem tratamento anticorrosão pós-soldado, causando corrosão preferencial nas zonas de solda e criando pontos fracos estruturais.
Antecedentes do projeto: Uma planta PV costeira de 100 MW utilizou sistemas de montagem em aço carbono Q235 com um revestimento de zinco de apenas 40μm.
Edição identificada: Após 18 meses de operação, as inspeções revelaram manchas de ferrugem em quase 30% dos sistemas de montagem, com algumas colunas corroídas a uma profundidade de 1 mm, reduzindo a capacidade de carga em 25%.
Causas raiz:
O revestimento de zinco abaixo do padrão falhou em bloquear a penetração de íons de cloreto.
Os desenhos de solda abertos permitiram a infiltração de água da chuva, acelerando a corrosão.
Padrões aprimorados de galvanização:
Ambientes padrão: revestimento de zinco ≥85μm (GB/T 13912).
Ambientes de alta corrosão (áreas costeiras/industriais): revestimento de zinco ≥120μm ou 'galvanização a quente + revestimento epóxi ' proteção dupla.
Processos de soldagem otimizados:
Use soldagem TIG para reduzir a escória e aplicar tinta rica em zinco após a lavagem.
Promova conexões aparafusadas sobre a soldagem para minimizar os riscos de corrosão.
Espessura insuficiente do filme anodizada (<10μm): a exposição prolongada à UV causa pó e descamação, comprometendo a proteção.
Corrosão galvânica: o contato direto entre alumínio e aço inoxidável ou carbono cria corrosão eletroquímica devido a possíveis diferenças.
Tratamento de superfície aprimorado:
Filme anodizado ≥15μm (por exemplo, liga de alumínio 6061-T6).
Revestimentos de fluorocarbono ou PVDF para melhorar a resistência climática.
Evite contato diferente de metal:
Use espaçadores de nylon ou fita isolante para isolar o alumínio do aço.
Prefere sistemas de montagem em todo o alumínio.
Descrição da questão: Aço não compatível (resistência ao escoamento <200MPa) causou deflexão do feixe superior a L/150 sob carga de neve, alterando a inclinação do painel e reduzindo a saída em 10%.
Comparação de padrões da indústria:
| Tipo de material | GB/T 13912 Requisito | Valor de teste real |
|---|---|---|
| Q235B AÇO | Resistência ao escoamento ≥235MPa | 190MPA |
| 6061 alumínio | Resistência à tração ≥260mPa | 210MPA |
Qualificação rígida do material:
ATELHO: Atualizar para Q355B (força de escoamento 50% maior que o Q235B).
Alumínio: prefira 6082-T6 (resistência à tração ≥310MPa).
Cálculos de carga aprimorada:
Projeto para cargas de vento/neve de 30 anos.
Considere cargas dinâmicas (por exemplo, IEC 61400-2 para efeitos de rajada).
Projetos de treliça triangular: resistência 40% maior do que os sistemas de eixo único.
Sistemas de montagem ajustáveis: mecanismos hidráulicos/elétricos para adaptabilidade climática.
Materiais Anticorrosões Avançados:
Revestimentos de grafeno: prolongam a vida útil do serviço além de 30 anos.
Montagens de polímero reforçado com fibra de vidro (FRP): resistente à corrosão e leve.
Monitoramento inteligente:
Sensores de corrosão incorporados para rastreamento de saúde em tempo real.
Inspeções de drones movidas a IA para detecção de ferrugem/deformação.
Padrões globais mais rígidos:
Certificação da UE EN 1090 para resistência a soldagem/corrosão.
US UL 2703 exige classificações de carga de vento.
A seleção de materiais, a proteção contra corrosão e o projeto estrutural devem equilibrar os custos iniciais com a manutenção a longo prazo. Exemplos:
Plantas costeiras: revestimento de alto zinco (120μm) + A manutenção periódica reduz os custos do ciclo de vida em 30%.
Áreas de vento alto: os desenhos de alumínio + treliça de alta resistência reduzem o uso de material em 20%, enquanto aumentam a segurança.
Os futuros avanços em materiais e Smart O&M impulsionarão os sistemas de montagem fotovoltaicais para a vida útil mais longa, maior confiabilidade e menores custos de manutenção, apoiando a expansão fotográfica global sustentável.
