Analyse und Lösungen von Haltbarkeitsproblemen für Solar -Racking -Systeme

Einführung: Die Bedeutung von PV -Montagesystemen und Branchenherausforderungen

Montagesysteme für Solarphotovoltaik (PV) sind die zentralen stützenden Strukturen von PV -Stromerzeugungssystemen, die sich direkt auf die Effizienz, Sicherheit und Return für die Investition von Kraftwerken auswirken. Angesichts des groß angelegten Einsatzes von PV-Projekten in den letzten Jahren sind jedoch Probleme wie materielle Korrosion und unzureichende Stärke zunehmend ausgeprägt geworden, was zu Fällen von Rost, Deformation und sogar zu einem Zusammenbruch innerhalb von nur 3 bis 5 Jahren führt. Diese Probleme beeinflussen die wirtschaftliche Lebensfähigkeit und Zuverlässigkeit von PV -Anlagen erheblich.

Industriestatistiken zeigen, dass ungefähr 15% der globalen PV-Kraftwerke aufgrund von Misserfolge mit Anmeldesystemen Stromerzeugungsverluste oder zusätzliche Wartungskosten auftreten, wobei die Korrosion in den Bereichen Küsten-, Hochstrom- und Industrieverschmutzungsgebiete besonders schwerwiegend ist. Dieser Artikel analysiert systematisch typische Fehlerfälle von PV-Montagesystemen, untersucht die Schlüsseltechnologien in der Materialwissenschaft, in Antikorrosionsprozessen und die strukturelle Optimierung und schlägt praktische Branchenlösungen vor.

I. Korrosionsprobleme in PV -Montagesystemen: Mechanismen, Fallstudien und Schutzstrategien

1. Korrosionsausfallanalyse von Stahlmontagesystemen

(1) Typische Probleme

• Mangel an Galvanisierung oder unzureichende Zinkbeschichtung (<85 μm): In feuchten, salzigen oder sauren Umgebungen entwickeln Kohlenstoffstahl-Montagesysteme innerhalb von 1-2 Jahren Rost, wobei eine Verringerung der Wandstärke von 10%liegt, was zu einer signifikanten strukturellen Schwächung führt.

• Schweißkorrosion: Einige Systeme verwenden geschweißte Verbindungen ohne Antikorrosionsbehandlung nach der Schweiß, was zu einer bevorzugten Korrosion in Schweißzonen und zu strukturellen Schwachpunkten führt.

(2) Fallstudie: Korrosionsvorfall in einem Küsten -PV -Kraftwerk

• Projekthintergrund: Eine 100 -MW -Küstenanlage, die Q235 -Kohlenstoffstahl -Montagesysteme mit einer Zinkbeschichtung von nur 40 μm verwendete.

• Identifiziertes Problem: Nach 18 Monaten Betrieb zeigten Inspektionen Rostflecken auf fast 30% der Befestigungssysteme, wobei einige Säulen auf eine Tiefe von 1 mm korrodiert waren, wodurch die Kapazität der Ladung um 25% verringert wurde.

• Ursachen:

• Die minderwertige Zinkbeschichtung konnte die Penetration von Chloridionen nicht blockieren.

• Offene Schweißkonstruktionen ermöglichten die Infiltration von Regenwasser und beschleunigten Korrosion.

(3) Lösungen

• Verbesserte Galvanisierungsstandards:

• Standardumgebungen: Zinkbeschichtung ≥85 μm (GB/T 13912).

• Hochkorrosionsumgebungen (Küsten-/Industriegebiete): Zinkbeschichtung ≥120 μm oder 'HOT-DIP-Galvanisierung + Epoxidbeschichtung ' Doppelschutz.

• Optimierte Schweißprozesse:

• Verwenden Sie das TIG-Schweißen, um die Schlacke zu reduzieren und nach dem Schweiß Zink-reiche Farbe aufzutragen.

• Fördern Sie verschraubte Verbindungen über das Schweißen, um Korrosionsrisiken zu minimieren.

2. Misserfolg anodierter Filme auf Aluminium -Montagesystemen

(1) Problemmanifestationen

• Unzureichende anodierte Filmdicke (<10 & mgr; m): Eine längere UV -Exposition führt zu Pulver- und Schälen, was dem Schutz beeinträchtigt.

• Galvanische Korrosion: Der direkte Kontakt zwischen Aluminium und Edelstahl oder Kohlenstoffstahl erzeugt aufgrund potenzieller Unterschiede eine elektrochemische Korrosion.

(2) Lösungen

• Verbesserte Oberflächenbehandlung:

• Anodierter Film ≥ 15 μm (z. B. 6061-T6-Aluminiumlegierung).

• Fluorkohlenstoff- oder PVDF -Beschichtungen für eine verbesserte Wetterbeständigkeit.

• Vermeiden Sie einen unterschiedlichen Metallkontakt:

• Verwenden Sie Nylon -Abstandshalter oder Isolierband, um Aluminium aus Stahl zu isolieren.

• Bevorzugen Sie All-Aluminium-Befestigungssysteme.

Ii. Unzureichende Materialstärke: Optimierung von der Materialauswahl bis zum strukturellen Design

1. Risiken von minderwertigen Stahlmaterialien

(1) Fallstudie: Strahlverformung in einem verteilten PV -Projekt

• Ausgabebeschreibung: Nicht konformer Stahl (Ertragsfestigkeit <200 mPa) verursachte eine Strahlablenkung von L/150 unter Schneelast, veränderter Tilt und Reduzierung der Ausgabe um 10%.

• Branchenstandards Vergleich:

  Materialtyp	GB/T 13912 Anforderung	der tatsächliche Testwert
  Q235B Stahl	Ertragsstärke ≥235 mPa	190mpa
  6061 Aluminium	Zugfestigkeit ≥ 260 mPa	210mpa

(2) Lösungen

• Strenge Materialqualifikation:

• Stahl: Upgrade auf Q355B (50% höhere Streckgrenze als Q235b).

• Aluminium: bevorzugen 6082-T6 (Zugfestigkeit ≥310 mPa).

• Verbesserte Lastberechnungen:

• Design für 30-jährige Wind-/Schneelasten.

• Betrachten Sie dynamische Belastungen (z. B. IEC 61400-2 für Gust-Effekte).

2. Strukturinnovationen

• Trianguläre Truss-Konstruktionen: 40% höhere Windbeständigkeit als einachsige Systeme.

• Einstellbare Befestigungssysteme: Hydraulische/elektrische Mechanismen für die Klimaanpassungsfähigkeit.

III. Branchentrends und zukünftige Technologien

1. Fortgeschrittene Antikorrosionsmaterialien:

• Graphenbeschichtungen: Verlängerung der Lebensdauer über 30 Jahre.

• Fiberglas-verstärkte Polymer (FRP) -Motoren: korrosionsbeständige und leichte.

2. Intelligente Überwachung:

• Eingebettete Korrosionssensoren für die Echtzeit-Gesundheitsverfolgung.

• KI-betriebene Drohneninspektionen zur Rost-/Verformungserkennung.

3. Engere globale Standards:

• EU EN 1090 Zertifizierung für Schweiß-/Korrosionsbeständigkeit.

• US UL 2703 Mandate Windlastbewertungen.

Schlussfolgerung: Lebenszykluskostenoptimierung

Materialauswahl, Korrosionsschutz und strukturelles Design müssen die Kosten im Voraus mit langfristiger Wartung ausgleichen. Beispiele:

• Küstenpflanzen: Hochzink-Beschichtung (120 μm) + regelmäßige Wartung senkt die Lebenszykluskosten um 30%.

• Hochgegebene Bereiche: Hochfestes Aluminium + Fachwerkkonstruktionen reduzieren den Materialverbrauch um 20% und verbessert die Sicherheit.

Zukünftige Fortschritte bei Materialien und intelligenten O & M werden PV -Montagesysteme in Richtung längerer Lebensdauer, höherer Zuverlässigkeit und geringeren Wartungskosten führen und die nachhaltige globale PV -Expansion unterstützen.