Come scegliere le misure anticorrosione per le staffe fotovoltaiche in ambienti costieri altamente corrosivi?

Le strutture di supporto fotovoltaiche costituiscono lo "scheletro" di una centrale fotovoltaica, sostenendo i moduli e resistendo alle variazioni di vento e temperatura. Una volta corrose e danneggiate, le strutture di supporto possono subire spostamenti dell'inclinazione dei moduli, con conseguente diminuzione dell'efficienza di generazione e rischio di incidenti. Le centrali fotovoltaiche sono situate in diversi ambienti, tra cui zone costiere con elevata salinità, aree industriali fortemente inquinate e regioni umide, dove le strutture di supporto metalliche sono costantemente soggette a ossidazione e corrosione.

Gli ambienti costieri sono i più ostili. La concentrazione di cloruro di sodio nelle atmosfere interne è di circa 0,8 mg/m², mentre negli ambienti marini può raggiungere valori compresi tra 12,4 e 60 mg/m². Elevate concentrazioni di salsedine possono accelerare la corrosione dei metalli di 4-5 volte rispetto alle aree interne. Inoltre, il sale e gli ioni cloruro presenti nell'acqua di mare accelerano la corrosione elettrochimica; la salsedine, l'aria umida e le radiazioni ultraviolette danneggiano lo strato protettivo sulla superficie delle strutture di supporto; e l'adesione di organismi marini come alghe e molluschi aumenta sia il loro peso che il rischio di corrosione. Pertanto, è necessario adottare efficaci misure anticorrosive durante la costruzione di centrali fotovoltaiche in aree costiere.

Attualmente, le principali tecnologie anticorrosione comprendono principalmente le seguenti tre:

1. Zinco-Alluminio-Magnesio (ZAM)

Si tratta di un nuovo tipo di rivestimento in lega, i cui componenti principali includono alluminio, zinco e magnesio. La sua innovazione risiede nelle proprietà di "autoriparazione": quando il rivestimento viene graffiato, i prodotti di corrosione del magnesio migrano attivamente verso la superficie del substrato esposto, formando una densa pellicola protettiva che previene ulteriore corrosione. A differenza della zincatura tradizionale, che si basa esclusivamente su barriere fisiche, ZAM compie un salto da "barriera passiva" a "riparazione attiva". Tipicamente, un rivestimento bifacciale di 275 g/m² (circa 20 micrometri di spessore) può raggiungere o addirittura superare l'effetto protettivo di rivestimenti di zinco puro più spessi, grazie all'effetto sinergico dei componenti della lega.

2. Zincatura a caldo

Questo è il processo tradizionale più diffuso. I componenti in acciaio, sottoposti a rigorosi pretrattamenti come sgrassaggio e decapaggio, vengono immersi in zinco fuso a temperature superiori a 450 °C. Attraverso una reazione ad alta temperatura, sulla superficie dell'acciaio si formano uno strato di lega zinco-ferro e uno strato di zinco puro. La sua protezione dalla corrosione si basa su un duplice meccanismo: in primo luogo, una barriera fisica – uno strato denso di zinco lo isola dall'aria, dall'umidità e dalla nebbia salina; in secondo luogo, la protezione catodica – il potenziale di elettrodo dello zinco è inferiore a quello del ferro, quindi quando il rivestimento viene parzialmente danneggiato, lo zinco si sacrifica preferenzialmente per proteggere il substrato di acciaio dalla corrosione.

3. Acciaio corten non rivestito

Si tratta di una soluzione di protezione anticorrosione ecologica e di alta gamma, il cui principio fondamentale è la "protezione dalla ruggine". Aggiungendo elementi di lega come rame, fosforo, cromo e nichel all'acciaio, si forma naturalmente sulla superficie dell'acciaio, a contatto con l'atmosfera, uno strato di ruggine denso, stabile e fortemente aderente. Questo strato di ruggine agisce come una barriera naturale, bloccando efficacemente ossigeno e umidità e rallentando significativamente il processo di corrosione. Secondo gli standard di settore, i supporti in acciaio corten devono avere un margine di corrosione in diversi ambienti: non inferiore a 0,25 mm per lato in ambienti normali e non inferiore a 0,5 mm per lato in ambienti altamente corrosivi, garantendo così una durata di servizio di oltre 25 anni per le centrali fotovoltaiche.

Negli ambienti costieri altamente corrosivi, le tre soluzioni di supporto resistenti alla corrosione presentano ciascuna i propri punti di forza:

Supporti rivestiti in zinco-alluminio-magnesio: dotati di proprietà autoriparanti, adatti ad ambienti soggetti a graffi, offrono una protezione superiore rispetto alla zincatura tradizionale.

Supporti zincati a caldo: applicazione consolidata, costi controllabili, adatti a progetti con sistemi di lavorazione di strutture in acciaio convenzionali ben collaudati.

Supporti in acciaio corten non verniciato: non richiedono manutenzione tramite verniciatura, affidandosi al proprio strato di ruggine per una protezione a lungo termine dalla corrosione, riducendo i costi di esercizio e manutenzione futuri.

Tutte e tre le tecnologie possono soddisfare il requisito di durata di 25 anni. La scelta dovrebbe tenere conto in modo esaustivo del livello di corrosione, del budget, delle condizioni di costruzione e delle strategie di funzionamento e manutenzione, al fine di soddisfare le esigenze reali.