איך לבחור תומכות ללוחות סולריים שמתנגדות לקורוזיה?

חומרים עיקריים מתנגדים לקורוזיה לתומכות לוחות סולריים

אLOY אלומיניום: חוזק קל משקל והגנה טבעית על-ידי שכבת חמצן ביישומים פוטו-וולטאיים

רוב התקנות סולאריות על גגות מסתמכות על מסגרות מسبائك אלומיניום מכיוון שהן מציעות חוזק מעולה תוך כדי ששוקלות הרבה פחות מאופציות הפלדה. ההבדל הוא ממש משמעותי – בערך 40% קלות יותר במונחים של עומס מבני. מה שמביא את האלומיניום באמת לתודעה הוא התנגדותו הטבעית לקורוזיה. כאשר המשטח נגרר, שכבה מגנת של חמצן נוצרת מחדש כמעט מיד על הנזק. מנגנון ההגנה הטבעי הזה פועל יפה מאוד בתנאים קשים. יצרנים גם בוחנים את המתחמים האלה בקפדנות רבה. הם יכולים לשרוד יותר מ-5,000 שעות של מבחני ריסוס מלח לפי תקן IEC 61701, ללא סימנים מובילים של שחיקה או נזק. עמידות כזו הופכת את המתחמים מאלומיניום לאידיאליים למקומות הסמוכים לים או לאזורים תעשייתיים, שבהם אוויר מלוח וזיהום יגרמו לקורוזיה מהירה של מתכות אחרות.

דרגות נירוסטה (304 לעומת 316): מתי שמסרגות דרגת ים הן הכרחיות

חיבורים מפלדת אל חלד מספקים הגנה קריטית נגד קורוזיה במשטחי ההתקנה — אך הבחירה בדרגה היא הכרעתית:

הדרגה 316 עוצרת את הדרגה 304 עד פי שלושה במבחני ספירת מלח ASTM B117, בזכות תכולת המוליבדנום שלה, אשר מדכאת קורוזיית נקודות — סיבה מובילה לאי-תפקוד החיבורים בהתקנות בעלות רמת לחות גבוהה, שבהן נוצרים אזורים של הצטברות לחות בחלקי החיבור הבולטים.

ציפויי אבץ-אלומיניום-מגנזיום (ZAM): הגנה דור הבא עבור תומכות פאנלים סולריים מפלדה

תומכות מפלדה עם שכבת ZAM מספקות הגנה מפני קורוזיה שהיא בערך פי ארבעה טובה יותר בהשוואה לאופציות המגולוונות הרגילות, תוך שמירה על עלויות דומות. מה הופך זאת לאפשרי? התערובת המיוחדת של אבץ, אלומיניום ומגנזיום יוצרת שכבת צפופה שמבטלת את היווצרות השחפת. בדיקות מראות שהיא מקטינה את השחפת האדומה ב-85% בערך לאחר מעבר של 1,200 שעות בבדיקות הקורוזיה המאתגרות שכולנו מכירים. יתרון נוסף גדול הוא היכולת של השכבה לתקן את עצמה באופן אוטומטי כאשר נגרמות חתכים או שריטות. זה חשוב במיוחד עבור ציוד הנמצא על הקרקע, שם יש חיכוך מתמיד עם אבק ואדמה, תנודות טמפרטורה בין הקפאה להתכה, ובלאי כללי. גם דיווחים תעשייתיים תומכים בתוכן הזה. נתונים מהשטח מצביעים על כך שתומכות המיוצרות עם ZAM עשויות לשרוד מעל ל-25 שנה, גם במקומות תעשייתיים קשים שדורגים כ-C5 לפי סטנדרטי ה-ISO. עמידות כזו נותנת תמורה משמעותית לאורך זמן.

הימנעות מסיכונים חבויים של קורוזיה בהתקנות תומכות פאנלים סולריים

תהליך קורוזיה גלוונית בין מתכות לא זהות (למשל, מסילות אלומיניום + ברגים נירוסטליים)

כאשר מסילות אלומיניום נוגעות ישירות בברגים נירוסטליים, נוצר מה שנקרא תא גלווני. לאלומיניום פוטנציאל אלקטרודי נמוך יותר ולכן הוא נוטה להתנפח תחילה, ובאפקט זה פועל כמגן לברגים הנירוסטליים שמשמשים כאנודה. המצב מחריף באזורים קרובים לחופים, שם אוויר מלוח מאיץ משמעותית את התהליך הקורוזיבי. מחקרים מראים שחלקי האלומיניום יכולים להיעלם עד פי שלושה מהר יותר באזורים אלו בהשוואה לאזורי פנים, על פי נתוני NACE משנת 2023. כדי למנוע תופעה זו, יש לשבור את החיבור החשמלי בין המתכות באיזו דרך שהיא. אחת הדרכים היא להוסיף מבודדים דיאלקטריים, כגון טבעות ניילון המוכרות לכול. טכניקה נוספת הוכחה כיעילה מאוד: הצבת חומר איטום לא מוליך טוב באיזורים בהם המתכות נוגעות זו בזו. ואם אפשר, יש לבחור תמיד במתכות שההפרש בין הפוטנציאלים האלקטרודיים שלהן אינו עולה על 0.15 וולט בעת שידורן יחד.

תחלואה של סדקים ותחלואה של חורים בסביבות חוף, רטיבות גבוהה או מזוהמות

כאשר רכיבי חומרה מתאימים זה לזה בצורה צמודה מדי, כמו מתחת לראשי הברגים או בין תומכי השיפודים, נוצרים כיסונים זעירים שבהם רמות החמצן יורדות. האזורים האלה הופכים למקורות התפשטות לאינונים של כלוריד שמייצרים בעיות כגון קורוזיה בקציצות או קורוזיה בפערים. מסמרי נירוסטה שלא הוגנו יתחילו להראות קציצות כבר כ-18 חודשים לאחר שהוצבו בסביבות מים מלוחים. המצב מתדרדר כאשר מזהמים תעשייתיים נכנסים לתערובת. דו-תחמוצת הגופרית שמפעלים סמוכים משחררים פתרונות חומציים שמאיצים את תהליך הקורוזיה. כדי להתנגד לכל זה, יצרנים חייבים לחשוב באסטרטגיה חכמה בנוגע לחומרים כבר בשלב הראשוני. נירוסטה דרגה 316 עם לפחות 2.5% מוליבדנום עובדת טוב יותר במצבים כאלה. גם העיצוב הטוב חשוב. משטחים משופעים עוזרים למים לזרום במקום להתאסף. ואל תשכחו גם את השכבות המגנות. כמה אפשרויות חדשות, כמו ZAM, כוללות תכונות מיוחדות שמרפאות באופן עצמאי נזקים קלים לפני השטח.

אימות עמידות לקלקול: תקנים, בדיקות וביצועים בעולם האמיתי

בדיקת אדים מלחיים לפי הסטנדרט IEC 61701 (רמה 6) ודרישות האישור UL 2703 לתומכות פאנלים סולריים

כשמדובר במדידת היכולת להתנגד לקורוזיה, האישור על ידי צד שלישי נשאר כמעט הסטנדרט הזהב בתעשייה. קחו לדוגמה את תקן IEC 61701 רמה 6. מבחן זה מעביר את המונטים דרך 1000 שעות רצופות בתנאי אבקת מלח. חשיפה כזו מדמה בערך נזק של 25 שנה מסביבה חוף-ימית. לאחר כל אותה תקופה, הדרישה היא עדיין נזק מינימלי על פני השטח, תוך שמירה על פונקציונליות מכנית ואלקטרונית מלאה. UL 2703 מוסיף שכבת הגנה נוספת על ידי בחינת מספר גורמים יחדיו, כולל לא רק התנגדות לקורוזיה אלא גם חוזק מבני, חיבור ארקה תקין ואמצעי בטיחות מפני שרפה. מבחנים אלו נערכים במתקני מעבדה אמיתיים, שבהם כל דבר נמדד ונراقب בזהירות לפי הנחיות קפדניות. בנוסף, ניתוח תוצאות מהשטח עצמו חושף גם מידע מעניין: מונטים אשר עומדים בשני התקנים בדרך כלל מציגים שיעור כשלים נמוך מ־1% עקב בעיות קורוזיה, אפילו לאחר עשור של החזקה בתנאים ימיים. טיפ טוב? תמיד דרשו את אישורי המבחנים הרשמיים עם התאריכים שלהם. ללא תיעוד תקני, כל טענות בנוגע לעמידות המוצר צריכות להילקח עם גרגיר מלח, מאחר שאולי הן לא יחזיקו מעמד כאשר הדברים יתערבלו באמת בעתיד.

בחירת תומך הלוחות הסולריים המתאים לסביבה

הסביבה משחקת תפקיד חשוב באורך תקופת חיים של המונטים ובאיך שמערכות ביצוע מפעילות באופן כללי. להתקנות באזורים סמוכים לחוף, אנו זקוקים לחומרים מיוחדים לים, כגון ברגים נירוסטה מסוג 316, מכיוון שגשם מלח עלול לפגוע קשות בחומרים רגילים. אזורים תעשייתיים מציגים בעיות אחרות, שבהן כימיקלים נשארים באוויר, ולכן פלדה מצופה ZAM או סגסוגות אלומיניום טהורות במיוחד מתאימות יותר שם. כאשר הרוחות עולמות את 50 מייל לשעה, יש לתחזק את המבנים בהתאם לקודים המקומיים. באוסטרליה ובניו זילנד הם עוקבים אחר התקן AS/NZS 1170.2:2021 עבור אזורים הערוכים לסופות ציקלונים. גם שלג מהווה דאגה נוספת. כל מה שמעל 30 פאונד לרגל מרובעת דורש זוויות נטיה תלולות יותר כדי למנוע הצטברות שלג שעלולה לפגוע במבנה — עובדה חשובה במיוחד באזורים הרים או צפוניים. מדברים מביאים את האתגרים שלהם, שם אלומיניום עם יציבות מול קרינה فوق-סגולית עוזר לבלום נזקי שמש הנובעים מחשיפה מתמדת. בערים dealing with כמויות גדולות של אבק ותרכובות גופרית, מצפים ZAM מספקים יתרונות, והם נמשכים כ-2.5 פעמים יותר מאשר אפשרויות גלוון רגילות, לפי מבחנים שנערכו לאחרונה. התבוננות בכל הגורמים הללו דרך הערכות אתר מתאימות היא הגיונית אם אנו רוצים שההתקנות שלנו יחזיקו מעמד נגד כל מה שטבע יזרוק לעברן, תוך שמירה על יציבות ייצור האנרגיה לאורך מחזור החיים של המערכת.