光伏發(fā)電具有顯著經(jīng)濟效益，且高效環(huán)保，是最優(yōu)質的綠色能源之一。海洋光伏相較陸上光伏，具有天然的環(huán)境優(yōu)勢，水面開闊沒有遮擋物，日照較長且利用充分，可顯著提升發(fā)電量，目前水上光伏的發(fā)電量較陸地光伏提高了5%~10%。然而，沿海高鹽高濕、海水浸泡以及海浪飛濺等環(huán)境工況使得光伏支架遭受著嚴重腐蝕。ISO 12944-2017標準中將海洋環(huán)境的腐蝕等級歸為了C5-M（很高），因此研究沿海光伏支架的防腐蝕技術具有現(xiàn)實的經(jīng)濟意義。光伏支架作為光伏電站重要的組成部分，用于保護光伏組件承受30年的光照、腐蝕、大風等破壞。支架的選擇以及后期維護直接影響著光伏組件的安全運行及經(jīng)濟性。目前，主流的光伏支架有鋁合金支架和鋼結構支架，兩者各有優(yōu)劣點。鋁合金支架表面會形成一層致密的保護膜，具有優(yōu)異的耐蝕性，但造價高昂且強度較低；鋼結構支架則與之相反。針對沿海的復雜環(huán)境，高強度且價格低的鋼結構支架的使用率更高，提高鋼結構支架的防腐蝕性能有利于提升光伏設備的長效安全運行?，F(xiàn)階段，鋼結構支架的防腐蝕方式主要有基材的改性以及表面防腐涂層的構建。

一、沿海鋼結構光伏支架的腐蝕機理

沿海光伏鋼結構支架銹蝕的基本原理主要為金屬表面與周圍介質發(fā)生化學作用和電化學作用。引起鋼結構銹蝕的介質很多，如濕熱的空氣、工業(yè)廢氣、有氧環(huán)境等，鋼結構在濕熱及有氧環(huán)境中會加速發(fā)生電化學腐蝕，從而造成材料失效。鋼結構支架在沿海自然暴露下，鐵離子和羥基離子反應會生成不穩(wěn)定的氫氧化鐵，最終氧化成為鐵銹。沿海鋼結構支架主要以大氣腐蝕和水腐蝕為主，空氣中的氧氣、SO2、Cl-等腐蝕介質會加速鋼結構的氧化還原反應，為鋼鐵的腐蝕提供一條“高速公路”。同時，金屬表面在潮濕的大氣中會吸附一層很薄的濕氣層即水膜，當水膜厚度為20~30個分子層時，就會成為電化學腐蝕所必需的電解液膜，不可避免會發(fā)生化學腐蝕或電化學腐蝕。水中的氫離子是很好的去極化劑，可以促進腐蝕材料陰極電子的轉移；而當二氧化碳、二氧化硫以及氯離子等溶于水后會進一步促使水的pH下降從而促進光伏支架的腐蝕。鋼鐵腐蝕產(chǎn)生的鐵銹是一種疏松多孔的結構，其中還有許多微裂紋將孔隙互相聯(lián)通。這樣，鐵銹就像海綿一樣，可以繼續(xù)吸收空氣中的水分，讓鋼鐵進一步銹蝕，直至完全銹穿。

二、沿海光伏支架的防腐蝕方式

1、鋼結構支架的改性

耐候鋼是通過添加耐蝕合金元素，如Cr、Cu、Ni等來提高耐蝕性的，合金添加量一般為1%~5%。耐候鋼中的耐候元素Nb、Mo、P、Ti等在合金化的作用下會產(chǎn)生緩蝕作用，耐候鋼表面的保護層即銹層會隨環(huán)境的影響緩慢增長再生。耐候鋼的防腐蝕過程如下：銹蝕初期，因合金化程度較高，耐候鋼比普通碳鋼更易發(fā)生銹蝕，但由于耐候鋼的內(nèi)部晶格更加復雜，在表面疏松鐵銹之下還有一層暗黑色致密的納米顆粒α-FeOOH銹層。致密銹層中其他金屬原子取代了部分鐵原子，使銹層具有了陽離子選擇性，抑制了具有腐蝕性的陰離子透過，α-FeOOH銹層致密緊貼鋼材生長，有效切斷了腐蝕介質的路徑，如圖1所示。

圖1 耐候鋼的防銹蝕過程

耐候鋼還具有良好的耐大氣腐蝕性能，雖然其前期投資成本略高于普通碳鋼，但后期維護費用相對較低。在海洋大氣環(huán)境或大氣污染較嚴重的區(qū)域，耐候鋼一般還需涂覆防腐蝕涂層以進一步提高耐腐蝕能力。

2、鋼結構支架防腐蝕涂層的構建

冷熱鍍鋅鍍層

熱浸鍍鋅主要是采用熔融鋅在鋼質構件表面形成一層冶金結合的鋅鐵合金，一般要求熱浸鋅層表面應均勻，不得有影響安裝的鋅瘤，沿海地區(qū)服役結構件表面熱浸鋅層厚度一般不得低于85 μm。然而，傳統(tǒng)熱浸鍍鋅層面臨著諸多問題，如組織均勻性差，鍍層厚度高，耐蝕性不理想等。向鋅熔池中添加合金添加劑、稀土元素等可改善鍍鋅層的組織均勻性，提高鍍層的質量并增強其耐蝕性。電鍍鋅也叫冷鍍鋅，將經(jīng)過除油、酸洗的工件放入鋅鹽溶液中，連接電解設備的負極；工件對面放置鋅板，連接電解設備的正極，接通電源，隨著電流從正極向負極的定向移動，工件表面會形成均勻、致密、結合良好的鋅層。電鍍鋅層可以作為犧牲陽極，為基底提供持久有效的電化學保護。此外，鍍液體系，如鍍液成分，溫度、pH等也是影響鍍鋅質量的重要因素之一。目前，單純電鍍鋅層的耐蝕性遠遠不能滿足沿海惡劣環(huán)境的需求，而電鍍鋅-鋁、鋅-鋁-鎂、鋅-鎳等合金鍍層更有利于提高鋼結構耐蝕性。由于鋅和鐵形成的原電池效應，鍍鋅層即使在運輸或安裝過程中產(chǎn)生輕微損傷，也不會影響其防腐蝕能力，其防腐蝕機理如圖2所示。此外，鋅與空氣和水反應，會產(chǎn)生堿式碳酸鋅，這種物質表面致密，而且不易溶于水，可以很好地隔絕空氣與基體，進一步減緩鋼材腐蝕。

圖2 鍍鋅層的防腐蝕過程

熱噴涂涂層

熱噴涂是工業(yè)上獲得金屬或陶瓷涂層的最經(jīng)濟可行的工藝之一。大氣等離子噴涂（APS）技術使用高溫等離子體作為加熱源，由于制備周期短、涂層厚度控制強和加工靈活等受到廣泛關注。與其他工藝相比，APS技術可以有效避免溶劑或高溫蒸汽對環(huán)境的污染。

防腐蝕涂層

涂覆防腐蝕涂料的防護周期相對較長，具有施工方便、適應性廣，不受工件形狀約束，而且成本較低等優(yōu)點，是一種具有普適性、經(jīng)濟性以及高效性的防腐蝕措施。其原理是使用絕緣性的高分子涂層將鋼結構與腐蝕介質分隔開，以此消除腐蝕原電池的必要條件，起到防腐蝕的作用。在沿海環(huán)境中，石墨烯富鋅涂料是最為常見的傳統(tǒng)防腐蝕涂料。

光伏支架的油漆防腐配套

三、結論

沿海光伏電站的支架結構長期處于高鹽、高濕的海洋大氣環(huán)境中，其防腐蝕方式主要有基體金屬的改性（如使用耐候鋼），防腐蝕涂層的構建（如冷熱鍍鋅、熱噴涂以及防腐蝕涂料等）。這些防腐蝕方式各有特點，其中，冷熱鍍鋅和熱噴涂均具有較長的防護周期，但冷鍍鋅鍍液存在較大的環(huán)境污染，熱鍍鋅和熱噴涂設備投資大且存在一定的安全問題；涂覆防腐蝕涂料雖然防腐蝕周期短，但施工方便、適應性廣，不受工件形狀約束，而且成本較低，是一種具有普適性、經(jīng)濟性且高效性的防腐蝕措施。通過改性耐候鋼與環(huán)保防腐蝕涂料相結合的協(xié)同作用可以進一步提高沿海光伏支架的耐蝕性。

四、夢能服務與支持

1、免費樣品

如果您對我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請樣品試用，請與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項目：驗證油漆配套的可行性、檢驗附著力、效果圖與實際顏色的色差。

用于維修項目：驗證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補：提供少量樣品用于修補破損處。

申請用量：在1KG以內(nèi)免費送貨上門。

2、免費打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實際應用、外觀、性能測試，請與我們客服人員聯(lián)系，將樣板寄往夢能科技營銷部，由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。

3、服務團隊

夢能對技術服務團隊始終進行一系列的標準化管理，從專業(yè)培訓到日常報告的管理都有一整套完善的體系。夢能公司每年都會對技術服務人員進行定期的技術培訓和能力審計，以使每一位技術服務人員保持高水準的專業(yè)素質，每一位技術服務人員都配備先進的涂裝檢驗儀器，儀器設備均按規(guī)定的時間期限進行定期校驗，以保證每套儀器設備工作狀況良好。

4、購買通道

零售：購買50kg以內(nèi)，線上購買，抖店直接下單購買。

工廠業(yè)務：長期合作、量大從優(yōu)、生產(chǎn)調試、質量檢測、開具13%專用發(fā)票

貿(mào)易、代理：提供代工業(yè)務支持，項目保護。

業(yè)主、總包、設計院：提供防腐方案設計、性能檢測、施工方案、現(xiàn)場技術指導。

涂裝施工：提供解決方案、現(xiàn)場技術指導。