Powłoki antykorozyjne vs. standardowe materiały konstrukcyjne – co wybrać?

Od aluminium do stali – ewolucja konstrukcji PV

Konstrukcja wsporcza instalacji fotowoltaicznej to „kręgosłup” systemu. A jego żywotność zależy przede wszystkim od odporności na korozję. Dlatego należy zadbać o trwałość konstrukcji, zwiększając jej odporność na korozję. Co wybierają inwestorzy? Te i inne kluczowe aspekty ze świata konstrukcji przybliżają  Dominik Połoniewicz, główny konstruktor w Enzeit Technik oraz Wojciech Rejmer, adiunkt na Wydziale Nauk Technicznych Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie. 

W początkach rozwoju rynku PV, dominowały konstrukcje aluminiowe – lekkie, łatwe w montażu, odporne na korozję. Jednak z biegiem lat pojawiły się dwie istotne zmiany. Po pierwsze konstrukcje zaczęły obsługiwać coraz większe instalacje (postęp od mikroinstalacji po farmy liczące setki kWp). Koszt aluminium oraz jego ograniczona wytrzymałość mechaniczna zaczęły stawać się barierą dla projektantów.

Dlatego obecnie dominującym wyborem jest stal konstrukcyjna, często formowana na zimno. Ale stal sama w sobie nie jest odporna na korozję – wymaga skutecznej powłoki ochronnej, by sprostać wymogom długoletniej eksploatacji.

„Aluminium ma słabsze właściwości mechaniczne niż tradycyjna stal, stal nierdzewna czy ocynkowana, dlatego przy większych konstrukcjach zrezygnowano z niego na rzecz tańszej i mocniejszej stali” – tłumaczył w trakcie Warsztatu OZE, doktor Wojciech Reimer.

Przy obecnym obrazie rynku fotowoltaicznego, zwłaszcza w zakresie największych inwestycji wydaje się to być wręcz oczywistym wyborem. Jednocześnie obecnie równie często korzysta się z dedykowanych powłok antykorozyjnych. 

Cynk to za mało? Technologia powłok idzie dalej

Tradycyjnym zabezpieczeniem antykorozyjnym stali jest ocynk ogniowy – warstwa czystego cynku nakładana na gorąco. Jednak współczesne wymagania środowiskowe i oczekiwany czas życia konstrukcji wymuszają stosowanie bardziej zaawansowanych rozwiązań. Tutaj pojawiają się powłoki z domieszkami. Obecnie liderzy rynku stosują powłoki cynkowe z dodatkiem aluminium i magnezu. Dzięki temu możliwe jest znaczące zmniejszenie tempa korozji:

• czysty cynk: zużycie ok. 300–330 g/m²/rok,
• z domieszką aluminium: ok. 200 g/m²/rok,
• z domieszką  aluminium i magnezu: ok. 150 g/m²/rok.

„W porównywalnych warunkach powłoki, gdzie jeszcze jest domieszkowany magnez, wykazujemy zużycie już w granicach 150 g/m²/rok. Z czego wynika, że tempo tracenia tej powłoki ochronnej może być nawet o połowę mniejsze” – analizuje doktor Reimer.

Redukcja nawet o 50%, przekłada się bezpośrednio na dłuższą trwałość konstrukcji i mniejsze koszty serwisowe. 

Samoleczenie konstrukcji? Tak, to możliwe

Zaawansowane powłoki z domieszką magnezu wykazują efekt samozabliźniania, czyli zdolność do ochrony także tych miejsc, w których doszło do uszkodzenia mechanicznego (np. rysa, uderzenie w czasie montażu lub transportu).

„To tak potocznie zwane zabliźnianie się, które jest w branży często podkreślane. Te powłoki, szczególnie trójskładnikowe, mają możliwość samoregeneracji” – tłumaczy Dominik Połoniewicz, ekspert Enzeit.

W praktyce oznacza to mniejszą potrzebę interwencji technicznej na budowie – a to realna oszczędność czasu i pieniędzy.

Awarie i naprawy – kiedy „święty spokój” się kończy?

Każda powłoka – nawet najlepsza – podlega zużyciu. Dlatego inwestorzy powinni wiedzieć, jak długo realnie wytrzyma ich konstrukcja:

Ale to nie wszystko. Trwałość zależy od środowiska korozyjnego, w którym konstrukcja pracuje – np. strefy nadmorskie, tereny przemysłowe, wysokie zasolenie gleby, wilgoć i mgły.

„Sama klasa środowiska wpływa na zużycie powłoki. Powinniśmy dobrać grubość powłoki do lokalnych warunków – nie tylko powietrza, ale też gleby” – zaznacza ekspert firmy Enzeit, Dominik Połoniewicz.

Koszt vs. bezpieczeństwo – inwestycyjny rachunek zysków i strat

Na pozór może się wydawać, że standardowa stal ocynkowana to tańszy wybór, jednak w praktyce szybciej traci swoje właściwości ochronne, wymaga częstszych przeglądów i napraw, niesie ze sobą większe ryzyko uszkodzenia mechanicznego rdzenia konstrukcji, a w konsekwencji skraca rzeczywisty czas eksploatacji całej farmy fotowoltaicznej.

„Jedną z głównych korzyści dla inwestora jest ten święty spokój przez lata – bez utraty wytrzymałości konstrukcji i bez ingerencji” – zaznacza Połoniewicz.

Inwestycja w wysokiej klasy powłoki antykorozyjne, choć początkowo nieco droższa, może zwrócić się już po kilku latach – w postaci niższych kosztów serwisowych oraz wyższej niezawodności i stabilności systemu.

Podsumowanie: Na co zwrócić uwagę przy wyborze?

Dobre pytania do dostawcy konstrukcji:

• Czy powłoka ma skład domieszkowany (Al, Mg)?
• Jakie są wyniki testów korozyjnych?
• Czy powłoka wykazuje efekt samozabliźniania?
• Jakie są przewidywane gwarancje w zależności od środowiska?
• Czy producent oferuje pełną dokumentację zgodności z normą EN 1090?

Warto też zadać pytanie o możliwość udzielenia rozszerzonej gwarancji na perforację, która może być oferowana szybciej, jeśli firma – jak Enzeit – prowadzi własne badania i oceny środowiskowe bez konieczności zewnętrznych analiz gleby.

Wybór powłoki to nie tylko decyzja techniczna, ale i strategiczna inwestycja w długowieczność farmy fotowoltaicznej. Standardowy ocynk to dziś zbyt mało – szczególnie w środowiskach agresywnych. Nowoczesne powłoki cynkowo-aluminiowo-magnezowe z funkcją samoleczenia to przyszłość, która już dziś pozwala zmniejszyć ryzyko i zwiększyć pewność inwestycji na dziesięciolecia.

Źródło: Warsztat OZE GLOBENERGIA

Materiał sponsorowany Enzeit Technik