As vantagens da resistência ao vento e da redução de material foram implementadas, e os suportes compostos estão acelerando a substituição das soluções de aço.
Introdução
Com a tendência de grandes usinas fotovoltaicas e a expansão de projetos de geração distribuída offshore em todo o mundo, as desvantagens dos suportes de aço tradicionais para trilhos fotovoltaicos, como peso elevado, suscetibilidade à corrosão e altos custos de operação e manutenção, estão se tornando cada vez mais evidentes. Os materiais compósitos de fibra de carbono, com suas principais características de leveza, alta resistência, resistência à névoa salina e estabilidade estrutural, começaram a ganhar espaço no campo dos suportes para trilhos fotovoltaicos. Este artigo analisa o valor agregado e as dificuldades de implementação dos suportes de fibra de carbono, considerando os principais desafios de aplicação, a lógica de adaptação do material, os cenários de implementação e o status de comercialização na indústria.
1. Principais dificuldades na aplicação principal dos braquetes de aço tradicionais
Os projetos fotovoltaicos centralizados em terra e os projetos fotovoltaicos em planícies de maré estão expostos a ventos fortes, diferenças de temperatura entre o dia e a noite, e ambientes úmidos e salinos por longos períodos.
O peso do aço é relativamente grande e o custo de concretagem de um único conjunto de fundações de suporte é elevado. A dificuldade de construção é alta em terrenos complexos, como montanhas e colinas, e o custo total da construção civil representa uma parcela significativa.
A exposição prolongada ao ar livre torna o suporte suscetível à ferrugem e à deformação, e sob condições de vento, areia e ventos fortes, a estrutura vibra bastante, levando a uma diminuição na precisão do rastreamento e afetando diretamente a eficiência de geração de energia dos módulos fotovoltaicos.
A frequência de remoção de ferrugem, aplicação de revestimento anticorrosivo, substituição de peças e manutenção na fase posterior é alta, e o custo total do ciclo de vida continua a aumentar.
2. Suporte em compósito de fibra de carbono: dupla vantagem tecnológica de redução de peso e resistência ao vento.
Tecido multiaxial de fibra de carbono combinado com moldagem integrada de resina resistente à corrosão, preenchimento direcionado das deficiências do material de aço:
Redução de peso e aumento da eficiência:Com a mesma resistência estrutural, o peso do suporte de fibra de carbono é apenas cerca de 1/4 do aço, e a pressão sobre a fundação é significativamente reduzida. Não há necessidade de reforçar a fundação com materiais de alta resistência em áreas montanhosas e planícies de maré. O período de construção é reduzido e o investimento inicial é consideravelmente menor.
Estabilidade resistente ao vento:A estrutura de fibra de carbono de alto módulo possui excelente resistência à flexão e à fadiga, com menor amplitude de deformação em áreas propensas a forte convecção e tufões, garantindo o alinhamento preciso dasistema de rastreamento fotovoltaicoe melhorando a taxa de utilização da energia luminosa.
Proteção anticorrosiva de longa duração:O próprio material compósito não é condutor, é resistente à erosão por ácidos, álcalis e névoa salina, sendo adequado para ambientes agressivos em áreas costeiras e salinas, prolongando consideravelmente a vida útil do suporte e reduzindo a frequência de manutenção externa.
3. Segmentação de cenários de adaptação de pouso principais
Usina fotovoltaica em áreas montanhosas e acidentadas:O terreno é ondulado e o transporte é difícil. Os suportes leves de fibra de carbono são fáceis de dispersar e levantar, adequados para o desenvolvimento de terrenos dispersos e reduzem o obstáculo para...construção fotovoltaica em montanhas.
Projeto complementar de lamaçal costeiro, pesca e iluminação:Diante do ambiente de alta umidade e corrosão por sal marinho, o uso de materiais resistentes à corrosão resolve o problema do rápido envelhecimento do aço tradicional.
Grande base centralizada de apoio a energia eólica e fotovoltaica:Em um layout contíguo de grande escala, as características de leveza permitem otimizar a carga total e melhorar a estabilidade estrutural geral da usina.
4. Gargalos existentes e tendências futuras de desenvolvimento no setor
Atualmente, a promoção em larga escala de suportes fotovoltaicos de fibra de carbono ainda é limitada por dois fatores principais: o alto preço das matérias-primas de tecido de carbono de alta qualidade, resultando em custos de fabricação por peça mais elevados do que os do aço comum; e, ao mesmo tempo, não existe atualmente um padrão unificado para testes mecânicos, instalação e aceitação de suportes compósitos na indústria, o que leva os investidores em usinas de energia de pequeno e médio porte a adotarem uma postura de cautela.
A longo prazo, com a liberação da capacidade de produção nacional de fibra de carbono em grandes feixes e a otimização dos processos de conformação de compósitos, os custos continuarão a diminuir. Aliado à orientação política para a energia fotovoltaica leve, espera-se que os suportes de fibra de carbono para trilhos se tornem a principal opção de modernização para trilhos segmentados.
