Se han implementado las ventajas duales de resistencia al viento y reducción de material, y los soportes compuestos están acelerando la sustitución de las soluciones de acero.
Introducción
Ante la creciente popularidad de las centrales fotovoltaicas a gran escala y la expansión de los proyectos de energía solar distribuida en alta mar a nivel mundial, las deficiencias de los soportes de seguimiento de acero tradicionales, como su peso elevado, su susceptibilidad a la corrosión y sus altos costos de operación y mantenimiento, se están haciendo cada vez más evidentes. Los materiales compuestos de fibra de carbono, gracias a sus características principales de ligereza, alta resistencia, resistencia a la corrosión por niebla salina y estabilidad estructural, han comenzado a consolidarse en el campo de los soportes de seguimiento fotovoltaico. Este artículo analiza el valor añadido y las dificultades de promoción de los andamios de fibra de carbono desde los puntos críticos de aplicación, la lógica de adaptación del material, los escenarios de implementación y el estado de comercialización en la industria.
1. Puntos débiles en la aplicación principal de los soportes de acero tradicionales
Los proyectos fotovoltaicos centralizados en tierra y los proyectos fotovoltaicos en marismas marinas han estado expuestos durante mucho tiempo a fuertes vientos, diferencias de temperatura entre el día y la noche, y un ambiente húmedo y salino.
El peso del acero es relativamente grande, y el costo de verter una sola cimentación de soporte es elevado. La dificultad de la construcción es alta en terrenos complejos como montañas y colinas, y el costo total de la obra civil representa una proporción importante.
El uso prolongado en exteriores es propenso a la oxidación y la deformación, y en condiciones de viento, arena y fuertes ráfagas, el soporte vibra considerablemente, lo que provoca una disminución en la precisión del seguimiento y afecta directamente la eficiencia de generación de energía de los módulos fotovoltaicos.
La frecuencia de eliminación de óxido, pulverización anticorrosión y sustitución y mantenimiento de piezas en la etapa posterior es alta, y el coste total de todo el ciclo de vida sigue aumentando.
2. Soporte de fibra de carbono compuesta: doble ventaja tecnológica de reducción de peso y resistencia al viento.
Tejido multiaxial de fibra de carbono combinado con moldeo integrado de resina resistente a la corrosión, relleno específico de las deficiencias del material de acero:
Reducción de peso y aumento de la eficiencia:Con la misma resistencia estructural, el peso del soporte de fibra de carbono es aproximadamente una cuarta parte del del acero, y la presión sobre la cimentación se reduce significativamente. No es necesario reforzar la cimentación con materiales de alta resistencia en zonas montañosas y marismas. El plazo de construcción se acorta y la inversión inicial se reduce considerablemente.
Estabilidad resistente al viento:La estructura de fibra de carbono de alto módulo tiene una excelente resistencia a la flexión y a la fatiga, con una amplitud de deformación menor en áreas propensas a la convección fuerte y a los tifones, lo que garantiza una alineación precisa de lasistema de seguimiento fotovoltaicoy mejorando la tasa de utilización de la energía lumínica.
Anticorrosión a largo plazo:El material compuesto en sí es no conductor, resistente a la erosión por ácidos, álcalis y niebla salina, y resulta adecuado para entornos hostiles en zonas costeras y salinas, lo que prolonga considerablemente la vida útil del soporte y reduce la frecuencia del mantenimiento en exteriores.
3. Segmentación de escenarios clave de adaptación del aterrizaje
Central eléctrica fotovoltaica de montaña y colinas:El terreno es ondulado y el transporte es inconveniente. Los soportes ligeros de fibra de carbono son fáciles de dispersar y levantar, adecuados para el desarrollo de terrenos dispersos y reducen el umbral paraconstrucción fotovoltaica de montaña.
Proyecto complementario de marismas marinas, pesca e iluminación:Ante un entorno de alta humedad y corrosión por sales marinas, y aprovechando las ventajas de la resistencia a la corrosión, se resuelve el problema del envejecimiento acelerado del acero tradicional.
Gran base centralizada de apoyo para energía eólica y fotovoltaica:Gracias a su diseño contiguo a gran escala, las características de ligereza permiten optimizar la carga total y mejorar la estabilidad estructural general de la central eléctrica.
4. Obstáculos existentes y tendencias de desarrollo futuras en la industria.
En la actualidad, la promoción a gran escala de los soportes fotovoltaicos de fibra de carbono todavía se ve limitada por dos factores principales: el elevado precio de las materias primas de tela de carbono de alta gama, lo que resulta en costos de fabricación por pieza más altos que los del acero común; al mismo tiempo, actualmente no existe un estándar unificado de pruebas mecánicas, instalación y aceptación para los soportes compuestos en la industria, y los inversores en centrales eléctricas pequeñas y medianas están adoptando una actitud de esperar y ver.
A largo plazo, con el desarrollo de la capacidad de producción nacional de fibra de carbono en grandes haces y la optimización de los procesos de conformado de compuestos, los costos seguirán disminuyendo. En combinación con la orientación política hacia la energía fotovoltaica ligera, se prevé que los soportes de fibra de carbono para sistemas de seguimiento se conviertan en la principal opción de mejora para los sistemas de seguimiento segmentados.
