Acero al carbono para estructuras solares: la columna vertebral de alta resistencia y rentable de los sistemas de montaje fotovoltaico
2025-02-19
El acero al carbono, gracias a su excepcional resistencia, su rentabilidad y una cadena de suministro madura, constituye la “estructura” de los sistemas de montaje fotovoltaico, especialmente en las plantas de generación solar de gran escala instaladas sobre terreno. Es el material estructural más utilizado en el sector.
La tabla a continuación ofrece una breve panorámica de su valor fundamental:
| Característica | Descripción |
|---|---|
| Alta resistencia | Grados como Q235B y Q355B presentan límites elásticos muy superiores a los de las aleaciones de aluminio, lo que garantiza una estabilidad estructural superior, ideal para zonas con vientos fuertes y nevadas intensas. |
| Rentabilidad económica | El precio por tonelada es aproximadamente un tercio del del aluminio, lo que reduce de manera significativa la inversión inicial del proyecto. |
| Cadena industrial madura | El diseño, la fabricación y la instalación están altamente estandarizados; los componentes se preperforan y se fijan con tornillos —sin soldadura en obra—, lo que acorta considerablemente los plazos de construcción. |
| Reciclabilidad | El valor de desecho tras la retirada del servicio es elevado (2.500‑3.000 RMB por tonelada), lo que reduce aún más el costo del ciclo de vida. |
| Estándares bien desarrollados | Se han publicado normas grupales específicas para tiras de acero laminadas en caliente y recubiertas, garantizando una calidad y un rendimiento uniformes. |
⚙️ Grados comunes de acero
| Calificación | Tipo | Límite elástico |
|---|---|---|
| Q235B | Acero estructural de carbono común | ≥235 MPa |
| Q355B | Acero de alta resistencia de baja aleación | ≥355 MPa |
Las normas nacionales recomiendan los grados Q235 y Q355. En proyectos de gran envergadura, el Q355B se utiliza con frecuencia en componentes estructurales críticos, como las columnas de los seguidores solares, debido a su mayor resistencia. La disponibilidad de acero de alta resistencia también permite emplear perfiles más delgados; por ejemplo, un acero resistente a la corrosión de apenas 1,5 mm espeso con una resistencia de 700 MPa Se ha producido de forma experimental para lograr monturas más ligeras.
Métodos de protección contra la corrosión
| Método | Principio | Ventajas | Aplicaciones |
|---|---|---|---|
| Galvanizado por inmersión en caliente (HDG) | Sumergir el acero en zinc fundido para formar una capa protectora | Tecnología más madura, menor costo, buen rendimiento global | Ampliamente utilizado |
| Revestimiento de Zn‑Al‑Mg (ZAM) | Revestimiento de aleación de zinc‑aluminio‑magnesio con capacidad de autorreparación | Resistencia a la corrosión de 5 a 10 veces superior que el HDG; protege los bordes cortados | Ambientes hostiles (alta humedad, alta salinidad por niebla) |
| Acero de intemperización | Los elementos de aleación forman una capa de óxido densa y protectora. | Puede utilizarse sin recubrimiento; de color verde y libre de mantenimiento | Climas secos; opción emergente |
Aunque las normas nacionales recomiendan un espesor promedio de recubrimiento por galvanizado en caliente de al menos 55 μm Para los soportes de acero, la industria suele especificar 65 μm para garantizar una vida útil de 25 años o más. En el caso de los recubrimientos de Zn‑Al‑Mg, la resistencia a la corrosión depende del contenido de magnesio y aluminio; es necesario seleccionar un espesor de recubrimiento suficiente para alcanzar una durabilidad de 25 años.
🏗️ Ejemplos de aplicación
Proyectos a gran escala: La Corporación Nacional de Petróleo de China lanzó en 2024 una licitación para la instalación de sistemas fotovoltaicos por 3 GW, que atrajo a 25 proveedores.
Exportación: El acero GF600ZJ, de desarrollo propio de Anyang Steel para estructuras de montaje fotovoltaico, fue exportado con éxito a la Unión Europea para un proyecto solar en España.
Proyecto en el extranjero: Un proyecto distribuido de 5,747 MW en Bangladesh utilizó estructuras de montaje en tierra de acero al carbono totalmente galvanizado por inmersión en caliente.
Nuevo material: Angang Steel produjo con éxito de manera experimental el AWP700, un acero de ultra‑alta resistencia y resistente a la corrosión, de apenas… 1,5 mm espeso con una resistencia de 700 MPa.
🆚 Acero al carbono frente a aluminio
| Aspecto | Acero al carbono | Aluminio |
|---|---|---|
| Fuerza | Mayor – Límite elástico Q355B ≥ 355 MPa | Inferior – aproximadamente el 68‑69% de Q235B |
| Costo | Bajo – aproximadamente 4.500‑6.000 RMB por tonelada | Mayor – 30‑40% más por kW |
| Peso | Más pesado | Ligero – densidad aproximadamente 1/3 de la del acero |
| Protección contra la corrosión | Depende de los recubrimientos (pero el Zn‑Al‑Mg ha mejorado notablemente su rendimiento) | Película de óxido natural, buena resistencia a la corrosión |
💎 Resumen y recomendaciones de selección
Plantas de montaje en tierra a gran escala, aplicaciones de alta carga: El acero al carbono suele ser la mejor opción debido a su… alta resistencia y Rentabilidad económica .
Ambientes costeros, de alta salinidad y otros ambientes hostiles: Para garantizar una vida útil de 25 años, Acero al carbono recubierto de Zn‑Al‑Mg (se recomienda utilizar otro material con una resistencia superior a la corrosión).
En el interior, entornos normales: Acero al carbono galvanizado en caliente Cumple con los requisitos y ofrece la mejor relación calidad‑precio.
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