פרויקט סולארי חופי: כיצד פלדה מגולוונת עמידה בפני קורוזיה של מים מלוחים

פרויקט סולארי חופי: כיצד פלדה מגולוונת עמידה בפני קורוזיה של מים מלוחים

מבוא: רקע הפרויקט

סיימנו פרויקט סולארי על גג 12MW בשנת 2022. הפרויקט ממוקם בהיפונג, וייטנאם. הלקוח מנהל שם מפעל לעיבוד פירות ים. המפעל שוכן במרחק של 500 מטרים בלבד מהחוף.

ללקוח היה ניסיון רע עם מבני פלדה ישנים בעבר. מסגרות תמיכת הפלדה הישנות שלו החזיקו מעמד רק 5 שנים לפני שהופיעה חלודה ברורה. הוא חשש שגם הסוגרים הסולאריים החדשים ייכשלו מוקדם. הוא היה זקוק לפתרון שיוכל להחזיק מעמד למשך 25 שנות שירות מלאות של הפאנלים הסולאריים, ולהתאים לתקציב שלו בו זמנית.

אתגרי קורוזיה באזורי חוף

אזורי חוף מביאים בעיות קורוזיה ייחודיות למבני מתכת. האוויר באזורי החוף נושא כמות גדולה של יוני כלוריד ממי הים. יונים אלה יכולים להיצמד למשטחי מתכת בקלות. הם יכולים לפרוץ דרך שכבות הגנה נפוצות ולהאיץ מאוד קורוזיה מתכת.

מחקר ממרכז המחקר והפיתוח של צבא ארה"ב מראה ששיעור קורוזיה של מתכות באזורי חוף- עתירי מלח כמו אוקינאווה מהיר פי 4 עד 5 מזה שבאזורים פנימיים. בסוגרי פלדת פחמן נפוצים בדרך כלל מתחילים להיות קורוזיה מבנית לאחר 8 עד 10 שנים בסביבה כזו. זה הרבה פחות ממחזור הריצה בן 25 השנים של פרויקטים סולאריים.

בעלי פרויקטים סולאריים רבים מתמודדים עם בעיה זו. הם רוצים להתקין מערכות סולאריות במפעלי החוף כדי להפחית את חשבונות החשמל, אבל הם חוששים שהקורוזיה תפגע בהשקעה שלהם בשלב מוקדם.

תהליך הבחירה: מדוע בחרנו ב-ציפוי אבץ פלדה מגולוונת גבוהה

הלקוח שקל בהתחלה שלוש אפשרויות נפוצות עבור הסוגריים:

סוגרי אלומיניום: לאלומיניום יש עמידות טובה בפני קורוזיה. אבל עלות החומר שלו הייתה גבוהה פי 3 מהפתרון הסופי שלנו. זה גרם לכל הפרויקט לחרוג מהתקציב שלו.

סוגרי נירוסטה: נירוסטה עובדת היטב במים מלוחים. אבל המחיר שלו היה אפילו גבוה יותר. הלקוח לא יכול היה להרשות לעצמו פרויקט של 12MW.

תושבות פלדה מגולוונת נפוצות: התושבת הישנה של הלקוח השתמשה בסוג זה. ציפוי האבץ של פלדה מגולוונת נפוצה הוא בעובי של 85 מיקרומטר בלבד. זה נמשך רק 5 שנים בסביבת-המלח הזו.

ניתחנו את סביבת הלקוח וצרכיו. המלצנו לו על פלדה מגולוונת בציפוי אבץ גבוה-. חומר זה יכול לספק הגנת קורוזיה ארוכה מספיק, ועלותו נמוכה בהרבה מאלומיניום או נירוסטה. זה מתאים לתקציב שלו בצורה מושלמת, ויכול לענות על הצורך בשירות של 25 שנה.

הפלדה המגולוונת בה השתמשנו: ציפוי אבץ 275 מיקרומטר

השתמשנו בפלדה מגולוונת חמה- בהתאמה אישית עם ציפוי אבץ של 275 מיקרומטר לפרויקט הזה.

עבור פרויקטים רגילים בפנים הארץ, אנו משתמשים בציפוי אבץ בגודל 85 מיקרומטר. זה יכול לספק 25 שנות הגנה בסביבה יבשתית רגילה. עבור אזורי חוף נפוצים, אנו משתמשים בדרך כלל בציפוי אבץ 120μm. זה יכול להימשך 20 שנה בסביבת ריסוס מלח חוף רגיל. אבל לפרויקט הזה יש מצב הרבה יותר קשה. המפעל קרוב מאוד לים, ולעתים קרובות הוא מקבל התזת מי ים בזמן הגאות. אז התאמנו עבורו את ציפוי האבץ העבה במיוחד -275 מיקרומטר.

ציפוי מגולוון חם-מספק שתי שכבות של הגנה. ראשית, זה עובד כמחסום פיזי. זה מפריד בין הפלדה שבפנים מהמים המלוחים והאוויר המאכלים. שנית, זה עובד כאנודת הקרבה. אם הציפוי מקבל שריטות קטנות במהלך ההתקנה, האבץ מסביב לשריטה יתכלה תחילה. הוא מגן על הפלדה הבסיסית מפני חלודה, גם אם הפלדה חשופה. תכונת תיקון עצמי-זה חשובה מאוד לשימוש ארוך-טווח בסביבה קשה.

מחקר של Corrosion Science מוכיח שהגנה כפולה זו עובדת טוב מאוד בסביבה ימית מדומה. ציפוי האבץ העבה יכול לעבור ארבעה שלבי הגנה, ולשמור על בטיחות הפלדה לאורך זמן רב.

תוצאת הפרויקט: עדכון ביצועים נגד קורוזיה ל-4-

נכון למרץ 2026, הפרויקט פועל בהצלחה במשך 4 שנים תמימות. ביצענו בחודש שעבר בדיקה מקיפה באתר- של מערכת ההרכבה כולה, עם תוצאות מצוינות:

לא זוהתה חלודה אדומה: כל 12,800+ רכיבי תושבת הפלדה לא הראו סימנים של קורוזיה מבנית. משטח האבץ פיתח פטינה אחידה ומגינה האופיינית לפלדה מגולוונת בסביבות ימיות.

אובדן ציפוי אבץ מינימלי: מדדנו את עובי שכבת האבץ ב-20 נקודות אקראיות על פני הגג. עובי הציפוי הממוצע היה 272 מיקרומטר, המייצג הפסד כולל של 3 מיקרומטר בלבד במשך 4 שנים-אובדן שנתי ממוצע של 0.75 מיקרומטר בלבד.

אין עיוות מבני: כל הסוגריים שמרו על זווית ההתקנה המקורית של 25 מעלות, ללא שקיעה, כיפוף או חוסר יישור. זה מבטיח שהפאנלים הסולאריים מקבלים חשיפה אופטימלית לאור השמש לייצור חשמל מקסימלי.

תפוקת כוח עקבית: הפרויקט ייצר סך של 52.8GWh של חשמל נכון למרץ 2026, עם תפוקה שנתית ממוצעת של 13.2GWh. זה חסך ללקוח כ-145,000 דולר בשנה בעלויות חשמל.

בהתבסס על שיעור אובדן האבץ השנתי הנמדד, לציפוי 275μm יש חיי שירות תיאורטיים העולה בהרבה על 25 שנים. בעוד תוחלת החיים בפועל תושפע מגורמים כמו נזק מכני, אירועי מזג אוויר קיצוניים ונהלי תחזוקה, אנו בטוחים שהסוגרים יספקו הגנה אמינה לכל מחזור החיים של הפאנלים הסולאריים.

תחזוקה: תוצאה של בדיקות סדירות

עשינו תוכנית תחזוקה פשוטה עבור הלקוח לאחר סיום הפרויקט. קל לעקוב אחר התוכנית:

בדוק את מומנט הבורג כל 6 חודשים. הפרש הטמפרטורות בין יום ללילה גדול על גגות החוף. זה עלול לגרום לבריחים להשתחרר לאורך זמן.

שטפו את הסוגרים במים נקיים פעם בחודש. זה יכול לשטוף את שאריות המלח על פני השטח. זה מונע מהמלח להאיץ קורוזיה.

הלקוח עקב אחר תוכנית זו בקפדנות בשנתיים האחרונות. הבדיקות הרגילות מראות כי:

כל הברגים הדוקים. המומנט שלהם עומד בתקן. לא נמצאו ברגים רופפים.

ציפוי האבץ הושלם. לא נמצאו שריטות או נזקים במהלך הבדיקות.

עבודת התחזוקה קלה מאוד. העובדים המקומיים של הלקוח יכולים לסיים אותו בחצי יום בכל חודש. הם לא צריכים כישורים מיוחדים או כלים.

מסקנה: יישום מוצלח של פלדה מגולוונת-גבוהה באבץ בפרויקטי חוף

פרויקט זה מוכיח שפלדה מגולוונת בציפוי אבץ גבוה-יכולה לעבוד בצורה מושלמת בפרויקטים סולאריים קיצוניים בחופי.

ציפוי האבץ העבה במיוחד ב-275 מיקרומטר- יכול לעמוד בפני קורוזיה חזקה של מי מלח באזורי חוף- עתירי מלח. הוא מספק הגנה ארוכה מספיק כדי להתאים לחיי השירות של 25 שנה של פאנלים סולאריים. במקביל, היא מקצצת את עלות הפרויקט הכוללת ב-60% בהשוואה לתמיסת אלומיניום, וב-70% בהשוואה לתמיסת נירוסטה. זה מקצר מאוד את תקופת ההחזר של הלקוח.

פתרון זה הוא בחירה אמינה וחסכונית-לפרויקטים סולאריים לאורך החוף. זה עובד טוב מאוד עבור אזורי החוף של דרום מזרח אסיה, שם יותר ויותר מפעלים רוצים להתקין מערכות סולאריות כדי לצמצם את עלויות החשמל הגבוהות שלהם.

הפניות

[1] Shandong Pinjie New Material Co., Ltd. פלדה מגולוונת להרכבה סולארית על הגג: תמיכה קלה וחזקה. https://www.sino-galvanized.com/info/galvanized-פלדה-ל-הרכבה-סולרית-על גג-l-103455402.html
[2] Liu Y, Ooi A, Tada E, et al. ניטור אלקטרוכימי של השפלה של פלדה מגולוונת באטמוספירה ימית מדומה[J]. מדע קורוזיה, 2018, 141: 215-223. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0010938X18312058
[3] Liu C, Kong Z, Kao M, et al. בדיקת קורוזיה מואצת חדשנית עבור התקנים תומכים במערכת פוטו-וולטאית צפה[J]. Applied Sciences, 2021, 11(15): 7062. https://sci-hub.se/downloads/2021-08-11/4976/liu2021.pdf
[4] Pierozynski B, Bialy H. On the Corrosion Performance of Module-Assemblys for Ground-Mounter Power Station Power Photovoltaic[J]. אלקטרוקטליזה, 2017, 8: 542-548. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs12678-017-0446-y.pdf
[5] Stephenson L, Kumar A, Oday J, et al. יישום של קורוזיה מרחוק-חיישן ניטור למשימה-מבנים חיוניים באוקינאווה: דוח סופי על פרויקט FAR-04 עבור FY06[R]. ERDC/CERL TR-09-30, 2009. https://archive.org/download/DTIC_ADA520458/DTIC_ADA520458.pdf