Comparação da estrutura de aço e alumínio para montagem de painéis solares fotovoltaicos

Quando se trata de selecionar o material para estruturas de suporte fotovoltaico (PV), geralmente se adota o aço Q235B e o perfil de extrusão de liga de alumínio AL6005-T5. Cada material tem suas vantagens e considerações, e a escolha depende de vários fatores. Vamos comparar o aço e o alumínio para estruturas de suporte fotovoltaico:

1. resistência e durabilidade

• Aço
  Devido à sua alta resistência e durabilidade, é adequado para painéis fotovoltaicos grandes e pesados. Oferece excelente capacidade de suporte de carga e pode suportar condições climáticas adversas, inclusive ventos fortes e cargas pesadas de neve.
• Aalumínio
  Embora seja leve, ainda é estruturalmente robusto. Tem boa relação força-peso e resistência à corrosão, o que o torna adequado para muitas instalações fotovoltaicas.

Em termos de resistência, a liga de alumínio AL6005-T5 é cerca de 68%-69% do aço Q235 B. Portanto, o aço é geralmente melhor do que a liga de alumínio em áreas de ventos fortes e vãos relativamente grandes.

2. peso e manuseio

• Aço
  É mais denso e pesado que o alumínio, o que pode dificultar o manuseio e o transporte. Pode exigir mais mão de obra e equipamentos durante a instalação, especialmente para estruturas maiores.
• Alumínio
  É leve, o que facilita o manuseio, o transporte e a instalação. Pode ser vantajoso para projetos em que a redução de peso é uma prioridade ou quando há limitações na capacidade de suporte de carga do local.

Aparência e resistência à corrosão

• Aço
  Geralmente é galvanizado por imersão a quente, pulverizado na superfície, pintado e assim por diante. A aparência é pior do que a dos perfis de liga de alumínio. Embora o aço possa ser suscetível à corrosão, ela pode ser atenuada por meio de tratamento adequado da superfície, como galvanização ou revestimentos protetores. Com a proteção adequada contra a corrosão, o aço também pode ter uma durabilidade relativa a longo prazo.
• Alumínio
  Há muitos métodos de tratamento de superfície para perfis de liga de alumínio, como anodização, polimento químico, pulverização de fluorocarbono, pintura eletroforética etc. A aparência é bonita e pode se adaptar a vários ambientes com forte corrosão. O alumínio forma naturalmente uma camada protetora de óxido, proporcionando resistência inerente à corrosão. Ele não requer tratamento de superfície adicional. Essa característica faz do alumínio uma escolha adequada para instalações fotovoltaicas em áreas costeiras ou locais com alta umidade.

Atualmente, o principal método anticorrosão do suporte é o aço galvanizado por imersão a quente com espessura de 55 a 80 μm e a liga de alumínio com oxidação anódica com espessura de 5 a 10 μm.

Em condições normais (ambientes C1-C4), a espessura galvanizada de 80μm pode garantir o uso do aço por mais de 20 anos, mas em áreas industriais de alta umidade ou em praias de alta salinidade ou até mesmo em água do mar temperada, a velocidade de corrosão é acelerada, e a quantidade galvanizada precisa ser de 100μm acima e requer manutenção anual regular. Portanto, as ligas de alumínio são muito superiores ao aço em termos de resistência à corrosão.

Custo

• Aço
  Ele tende a ter um custo de material mais baixo em comparação com o alumínio. Entretanto, os custos de instalação podem ser mais altos devido ao seu peso e à necessidade de equipamentos mais pesados e mais mão de obra.
• Alumínio
  Geralmente é mais caro do que o aço. Entretanto, sua natureza leve pode ajudar a reduzir os custos de transporte e o tempo de instalação, compensando potencialmente o custo mais alto do material.

Sustentabilidade

• Aço
  É reciclável, o que o torna uma opção ecologicamente correta. Ele pode ser facilmente reciclado ao final de sua vida útil e usado para outras aplicações.
• Alumínio
  Ele também é reciclável, e o processo de reciclagem requer muito menos energia em comparação com a produção de alumínio virgem. Isso faz do alumínio uma opção sustentável.

No entanto, o custo de manutenção da estrutura de aço aumenta em 3% por ano, enquanto o suporte da estrutura de alumínio quase não requer manutenção, e a taxa de recuperação do alumínio ainda é de 65% após 30 anos, e espera-se que o preço do alumínio aumente em 3% por ano.

Diversidade de seções

• Aço
  Em geral, ele é laminado, fundido, dobrado, estampado e assim por diante. Atualmente, a laminação é o principal método de produção de aço conformado a frio. A seção precisa ser ajustada pelo conjunto de rodas de laminação, mas depois que a máquina geral é finalizada, ela só pode produzir produtos semelhantes, e o tamanho pode ser ajustado, mas a forma da seção não pode ser alterada, como aço em forma de C, aço em forma de Z e outras seções. O método de produção de laminação é relativamente fixo, e a velocidade de produção é relativamente rápida.
• Alumínio
  Os métodos gerais de processamento de perfis de liga de alumínio incluem extrusão, fundição, dobra, estampagem e outros métodos. A produção por extrusão é o principal método de produção atual. Ao abrir a matriz de extrusão, é possível produzir qualquer perfil de seção transversal, e a velocidade de produção é relativamente rápida.

Nesse caso, aqui está uma comparação abrangente do desempenho

1) O aço tem alta resistência e pequena deformação de deflexão sob carga. Geralmente é usado em usinas elétricas comuns ou para componentes com forças relativamente grandes.

2) Os perfis de liga de alumínio são leves, bonitos na aparência e excelentes na resistência à corrosão. Geralmente, são usados em usinas elétricas de telhados domésticos e em ambientes de forte corrosão que exigem suporte de carga.

Em última análise, a seleção de aço ou alumínio para estruturas de suporte fotovoltaico depende de fatores específicos do projeto, como o tamanho da instalação, os requisitos de carga, o orçamento, as condições do local (por exemplo, cargas de vento e neve, ambientes corrosivos) e as metas de sustentabilidade. Consulte nosso engenheiro estrutural para avaliar esses fatores e determinar o material mais adequado para seu projeto específico.