西班牙研究沙蚀对光伏支架影响

西班牙国家金属研究中心（cenim-csic）领衔的研究团队，针对大型光伏电站中常用的热浸镀锌涂层在沙漠及半沙漠环境下的抗沙蚀性能进行了深度研究。尽管光伏组件的降解和结构件的腐蚀问题已有大量文献，但针对风沙颗粒对金属结构持续磨损的专项研究却相对匮乏。在风沙肆虐的地区，光伏支架长期暴露于高速运动的沙粒中，导致镀锌层逐渐磨损，一旦保护层受损，内部钢材便极易发生腐蚀。

该研究采用了两种标准化测试方法：自由落体沙粒冲击和强制气流沙粒冲击。研究重点评估了三种常见的镀锌涂层：z275连续镀锌钢（用于扭转管）、zm310锌镁铝合金（用于横梁）以及hdg热浸镀锌钢（用于桩基）。这些涂层在成分和耐久性上存在差异，直接影响其在恶劣环境下的寿命与成本平衡。所有测试样本均为市售标准件，尺寸为10×15厘米，另加测了一种带有机涂层的铝制运动部件。

在自由落体测试中，样本以45度角放置，接受奥塔瓦石英砂的重力冲击。z275、hdg和zm310涂层各经历150个循环，有机涂层经历180个循环。结果显示，z275的磨损速率zui慢，仅为4.03微米/小时；hdg次之，为5.52微米/小时；而zm310磨损zui快，达9.43微米/小时。相比之下，有机涂层在初期表现尚可，但随后磨损加速。

在强制气流测试中，沙粒以10米/秒的速度冲击样本。z275再次展现出卓越的抗蚀性，磨损率仅为1.38微米/小时；zm310为2.47微米/小时；hdg则呈现两阶段磨损特征，初期较慢，后期加速。当气流强度增加至15克/分钟时，所有涂层的磨损率均显著上升，其中z275在45度角下的磨损率升至4.5微米/小时。

研究结论明确指出，连续镀锌钢（z275）在抗沙蚀性能上优于热浸镀锌（hdg）和锌铝镁（zm310）涂层。值得注意的是，涂层硬度高并不等同于抗沙蚀能力强，z275的优异表现更多归功于其延展性、涂层连续性以及抗脆性断裂能力。该成果已发表于《solar energy materials and solar cells》期刊，由西班牙cenim-csic、光伏解决方案专家soltec及巴西联邦技术教育中心联合完成。

对于中国光伏企业而言，随着“一带一路”沿线中东、北非等沙漠地区项目的增多，支架材料的抗风沙寿命已成为项目全生命周期成本的关键变量，z275连续镀锌钢的优异表现值得在极端环境项目中优先评估。