Com seleccionar suports per a panells solars resistents a la corrosió?

Materials clau resistents a la corrosió per a suports de panells solars

Aleacions d'alumini: lleugeresa, resistència i protecció natural per òxid en aplicacions fotovoltaiques

La majoria d’instal·lacions solars a la coberta utilitzen perfils d’aliatge d’alumini perquè ofereixen una gran resistència tot i pesar molt menys que les opcions d’acer. La diferència és, de fet, bastant significativa: aproximadament un 40 % més lleugers en termes de càrrega estructural. El que fa destacar especialment l’alumini, però, és la seva resistència natural a la corrosió. Quan la superfície es ratlla, immediatament es forma una capa protectora d’òxid que cobreix la zona afectada gairebé al moment. Aquest mecanisme de defensa natural funciona extraordinàriament bé en condicions adverses. A més, els fabricants sotmeten aquests suports a proves rigoroses: poden resistir més de 5.000 hores de proves de boira salina segons la norma IEC 61701 sense mostrar cap desgast apreciable. Aquest nivell de durabilitat fa que els suports d’alumini siguin ideals per a zones properes a l’oceà o a zones industrials, on l’aire salí i la contaminació erosionarien ràpidament altres metalls.

Qualitats d’acer inoxidable (304 respecte a 316): Quan són essencials les fixacions de qualitat marina

Els elements de fixació d'acer inoxidable proporcionen una defensa crítica contra la corrosió a les interfícies de muntatge, però la selecció de la qualitat és decisiva:

La qualitat 316 supera la 304 fins a tres vegades en les proves ASTM B117 de boira salina gràcies al seu contingut de molibdè, que inhibeix la corrosió per picades —una de les causes principals de fallada dels elements de fixació en instal·lacions d’alta humitat, on es formen acumulacions d’humitat als unions per cargols.

Revestiments de zinc-alumini-magnesi (ZAM): protecció de nova generació per a suports d’instal·lacions solars d’acer

Els suports d'acer amb revestiment ZAM ofereixen aproximadament quatre vegades més protecció contra la corrosió en comparació amb les opcions galvanitzades habituals, tot mantenint uns costos similars. Què ho fa possible? La barreja especial de zinc, alumini i magnesi crea una capa compacta que impedeix la formació de rovell. Les proves mostren que redueix la rovell vermella en un 85 % aproximadament després de 1.200 hores de les conegudes proves de corrosió. Un altre avantatge important és que el revestiment es repara automàticament quan hi ha tallades o ratllades. Això és molt rellevant per a l’equipament situat a terra, on hi ha abrasió constant per la brutícia, canvis de temperatura entre el congelament i la descongelació, i desgast general. També hi ha informes sectorials que recolzen aquestes afirmacions. Dades reals indiquen que les consoles fabricades amb ZAM poden durar més de 25 anys, fins i tot en entorns industrials exigents classificats com a C5 segons les normes ISO. Aquest tipus de longevitat representa un retorn significatiu a llarg termini.

Evitar riscos ocults de corrosió en les instal·lacions de suports per a panells solars

Corrosió galvànica entre metalls diferents (p. ex., rails d'alumini + cargols d'acer inoxidable)

Quan els rails d'alumini entren en contacte directe amb els cargols d'acer inoxidable, es forma el que es coneix com a cel·la galvànica. L'alumini té un potencial d'electrode més baix, de manera que tendeix a corroir-se primer, actuant fonamentalment com una protecció per a l'acer inoxidable, que fa de càtode. La situació empitjora a prop de les costes, on l'aire salat accelera significativament la corrosió. Segons dades de la NACE del 2023, les peces d'alumini poden desgastar-se fins a tres vegades més ràpidament en aquestes zones comparades amb àrees més interiors. Per evitar això, cal trencar aquesta connexió elèctrica d'alguna manera. Un enfocament consisteix a afegir aïllants dielèctrics, com ara les arandelles de niló que tothom coneix. Un altre truc també funciona molt bé: aplicar un segellant no conductor de bona qualitat exactament als punts de contacte. I, si és possible, cal sempre escollir materials amb potencials d'electrode que difereixin com a màxim 0,15 volts quan es combinen.

Corrosió per escletxes i per picades en entorns costaners, d’alta humitat o contaminats

Quan els components de maquinari encaixen massa ajustats, com sota les capses dels cargols o entre les suportes dels rails, formen petites bosses on els nivells d’oxigen disminueixen. Aquestes zones es converteixen en llocs propicis perquè es concentren ions clorur, el que desencadena problemes com la corrosió per picades o la corrosió intersticial. Els elements de fixació d’acer inoxidable deixats sense protecció poden començar a mostrar picades al cap de només uns 18 mesos en entorns amb aigua salada. La situació empitjora quan hi entren contaminants industrials. El diòxid de sofre procedent d’instal·lacions fabrils properes genera, de fet, solucions àcides que acceleren el procés de corrosió. Per fer front a tot això, els fabricants han de pensar de forma intel·ligent sobre els materials des del principi. L’acer inoxidable de grau 316 amb, com a mínim, un 2,5 % de molibdè funciona millor en aquestes situacions. També és fonamental un bon disseny: les superfícies inclinades ajuden l’aigua a escórrer en lloc d’acumular-se. I no cal oblidar tampoc els recobriments. Algunes opcions més noves, com el ZAM, tenen propietats especials que permeten reparar automàticament petits danys superficials.

Validació de la resistència a la corrosió: normes, proves i rendiment en condicions reals

Prova de boira salina IEC 61701 (nivell 6) i requisits de certificació UL 2703 per a suports de panells solars

Quan es tracta de mesurar fins a quin punt alguna cosa resisteix la corrosió, la certificació per part d’un tercer roman gairebé l’estàndard d’or del sector. Preneu, per exemple, la norma IEC 61701 de nivell 6. Aquest assaig sotmet les suportes a 1.000 hores consecutives en condicions de boira salina. Aquest tipus d’exposició simula aproximadament 25 anys de deteriorament causat per entorns costaners. Després d’aquest temps, l’exigència continua sent un dany superficial mínim, mantenint alhora la funcionalitat mecànica i elèctrica completa. La norma UL 2703 afegeix una capa addicional de protecció analitzant diversos factors de forma conjunta, incloent-hi no només la resistència a la corrosió, sinó també la resistència estructural, la posada a terra adequada i les mesures de seguretat contra incendis. Aquests assajos es duen a terme en laboratoris reals, on tot es controla minuciosament segons directrius estrictes. Examinar els resultats reals obtinguts en camp també ens ofereix informació interessant. Les suportes que compleixen ambdós estàndards solen mostrar menys de l’1 % de tasses de fallada degudes a problemes de corrosió, fins i tot després de deu anys d’exposició a condicions marines. Un bon consell? Demaneu sempre aquests certificats oficials d’assaig amb les seves dates corresponents. Sense una documentació adequada, qualsevol afirmació sobre la durabilitat del producte cal prendre-la amb pinces, ja que potser no resistirà quan les condicions es tornin realment severes en un futur.

Selecció del suport adequat per a panells solars segons l'entorn

L'entorn té un paper fonamental en la durada dels suports i en el rendiment general dels sistemes. Per a les instal·lacions properes a la costa, calen materials especials de qualitat marina, com ara les fixacions d'acer inoxidable 316, ja que l'escuma salina pot corroir molt intensament els materials convencionals. Les zones industrials presenten problemes diferents, on hi ha presència de productes químics, de manera que l'acer recobert de ZAM o les aleacions d'alumini d'alta puresa són més adequades en aquests casos. Quan els vents superen les 50 mph, les estructures necessiten reforços segons les normatives locals. A Austràlia i Nova Zelanda segueixen la norma AS/NZS 1170.2:2021 per a les zones propenses a ciclons. La neu també és una preocupació. Qualsevol càrrega superior a 30 lliures per peu quadrat requereix angles d'inclinació més pronunciats per evitar l'acumulació de neu, la qual podria danys l'estructura; això és especialment rellevant en zones muntanyoses o del nord. Els deserts plantejen reptes propis, on l'alumini estabilitzat contra la radiació UV ajuda a protegir-se dels danys causats per l'exposició constant al sol. Les ciutats amb elevats nivells de pols i compostos de sofre obtenen avantatges dels recobriments ZAM, que, segons proves recents, tenen una durada aproximadament 2,5 vegades superior a la dels opcions galvanitzades convencionals. Analitzar tots aquests factors mitjançant avaluacions adequades del lloc és raonable si volem que les nostres instal·lacions resisteixin qualsevol condició natural que es presenti, mantenint alhora una producció energètica constant durant tot el cicle de vida del sistema.