Rejilla de FRP en energía solar: de pasarelas fotovoltaicas a sistemas de montaje compuestos – un avance integral
2024-04-28
I. Ventajas principales de las rejillas de FRP en aplicaciones solares
La rejilla de FRP es un material compuesto fabricado mediante la combinación de fibras de vidrio como refuerzo con resina sintética como matriz, utilizando procesos de moldeo o de pultrusión. En comparación con los metales tradicionales, la rejilla de FRP ofrece ventajas técnicas y económicas únicas en aplicaciones para plantas de energía solar.
Resistencia a la corrosión y resistencia a la intemperie. Las plantas solares suelen estar expuestas al aire libre durante largos periodos, soportando la acción del sol, el viento, la lluvia y las fluctuaciones de temperatura. Los materiales metálicos tradicionales son propensos a la oxidación y a la corrosión. La rejilla de FRP presenta una excelente resistencia a ácidos, álcalis, sales y diversos productos químicos, así como una superior resistencia a los rayos UV y al envejecimiento. Mantiene su estabilidad estructural en entornos adversos, como desiertos calurosos, salpicaduras de sal en zonas costeras y frío polar. En 2024, los datos de medición obtenidos en una planta fotovoltaica costera mostraron que la rejilla de FRP se mantuvo en perfectas condiciones tras años de exposición a la salpicadura de sal, mientras que la rejilla metálica instalada en el mismo periodo presentaba una corrosión evidente.
Peso ligero y alta resistencia. La rejilla de FRP tiene una densidad aproximadamente una cuarta parte de la del acero y es alrededor de un 70–75% más ligera que la rejilla de acero, aunque su resistencia es comparable a la del acero. Esto reduce en gran medida los costos de transporte e instalación y disminuye la necesidad de equipos de elevación pesada, lo cual resulta especialmente valioso en aplicaciones de energía fotovoltaica distribuida en techos y en otras aplicaciones sensibles al peso.
Aislamiento y resistencia al deslizamiento para la seguridad operativa. Los sistemas fotovoltaicos funcionan con componentes eléctricos bajo tensión. La naturaleza no conductora de la rejilla de FRP ofrece una importante garantía de seguridad para el personal de mantenimiento, reduciendo significativamente el riesgo de descarga eléctrica. Además, su superficie antideslizante asegura una marcha estable incluso en condiciones húmedas o aceitosas.
Ventaja significativa en el costo del ciclo de vida. Aunque el costo inicial de la rejilla de FRP puede ser ligeramente superior al de los materiales tradicionales, sus características de ausencia de mantenimiento y larga vida útil generan importantes ahorros en el costo del ciclo de vida. Según un modelo de ABS Consulting, el FRP puede reducir aproximadamente un 38% los costos totales durante un período de servicio de 20 años. En una planta fotovoltaica comercial e industrial instalada en una azotea, el uso de rejillas de FRP disminuyó los costos anuales de mantenimiento en un 42%, al tiempo que sus propiedades de transmisión de luz mejoraron la iluminación natural del espacio situado debajo. Estudios del sector indican que, dentro de su vida útil de diseño, los materiales de GFRP conservan más del 85% de su resistencia inicial, lo que hace que el costo del ciclo de vida sea considerablemente inferior al de las soluciones metálicas tradicionales.
II. Panorama del mercado mundial de rejillas de FRP y tendencias en aplicaciones solares
Crecimiento estable del mercado en general. En 2024, se estima que el mercado mundial de rejillas de FRP oscila entre aproximadamente 660 millones y 1.040 millones de dólares estadounidenses. Se prevé que alcance entre 860 millones y 1.370 millones de dólares estadounidenses para 2030–2032, lo que representa una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) de alrededor del 4,1–4,55%. La rápida expansión del mercado de las energías renovables es un importante impulsor de la demanda de rejillas de FRP. El mercado global de materiales compuestos en el sector de las energías renovables alcanzó los 12.600 millones de dólares estadounidenses en 2024 y se espera que crezca hasta los 22.500 millones de dólares estadounidenses para 2031, a una TCAC del 5,28%.
La energía solar se convierte en un motor clave de crecimiento. El mercado de estructuras compuestas para paneles fotovoltaicos se valoró en aproximadamente 1,16 mil millones de dólares estadounidenses en 2024 y se prevé que alcance los 2,3 mil millones de dólares para 2032. A medida que la capacidad instalada mundial de energía fotovoltaica sigue expandiéndose, la demanda de pasarelas de acceso de alta calidad, estructuras de montaje resistentes a la corrosión y marcos ligeros está creciendo rápidamente, lo que abre un amplio espacio de mercado para las rejillas de FRP.
III. Principales eventos y noticias del sector en 2024
SNEC 2024: Los marcos compuestos de GFRP destacan. El 13 de junio de 2024, la SNEC, la feria fotovoltaica de renombre mundial, se inauguró en el Centro Nacional de Exposiciones y Convenciones de Shanghái, atrayendo a más de 500.000 visitantes profesionales. Jiangsu Wole New Materials, líder en tecnología y en el mercado de los marcos compuestos (GFRP) para aplicaciones fotovoltaicas, presentó sus soluciones de GFRP producidas en serie tras múltiples actualizaciones técnicas, que incluyen nuevos diseños estructurales, métodos de instalación atornillada, soportes angulares compuestos de tercera generación y tecnologías de recubrimiento resistentes a arañazos y antideslizantes. Más de 15 reconocidos fabricantes nacionales e internacionales de módulos fotovoltaicos optaron por exhibir sus nuevos módulos utilizando los marcos de GFRP de Wole, lo que demuestra plenamente la aceptación del mercado.
Wole recibe la primera certificación mundial de «Selección Nacional de Calidad». Durante la exposición, el Centro Nacional de Inspección de Calidad de Energía Fotovoltaica celebró una ceremonia para otorgar el primer lote mundial de certificados de ensayo «Selección Nacional de Calidad» basados en la norma IEC 63556 para aplicaciones de materiales fotovoltaicos en escenarios completos. Los productos de GFRP de Wole se sometieron a rigurosas pruebas de envejecimiento secuencial en escenarios completos, que abarcaron entornos extremos como desiertos cálidos, lagos ecológicos, frío polar y aguas profundas del océano, y obtuvieron un desempeño sobresaliente. Al convertirse en el primer fabricante de GFRP del mundo en superar pruebas de envejecimiento integral de terceros en escenarios completos, Wole ha pasado de liderar en tecnología a liderar en el mercado.
Se publica oficialmente la primera norma técnica de China para sistemas de montaje fotovoltaico de FRP. El 12 de marzo de 2024 se publicó oficialmente la norma grupal T/CSTM 01224‑2024 «Requisitos técnicos para soportes fotovoltaicos de materiales compuestos reforzados con fibra continua», que entrará en vigor el 12 de junio de 2024. Esta norma, elaborada de manera conjunta por el Instituto de Consultoría de Ingeniería de Energía Eléctrica de Shandong y varias otras organizaciones, establece la estructura, la clasificación, el marcado, los requisitos generales, los requisitos técnicos y los métodos de ensayo para los sistemas de montaje fotovoltaico de FRP, proporcionando una base técnica para su aplicación estandarizada en plantas solares.
Nippon Paint y Deryilong lanzan conjuntamente un marco compuesto innovador. En junio de 2024, Nippon Paint y Deryilong lanzaron una innovadora serie de productos de marcos compuestos, que aborda desafíos técnicos como una alta resistencia a la intemperie, una vida útil exterior ultralarga y bajas emisiones de COV, además de satisfacer exigencias tales como la resistencia a la niebla salina, la resistencia a altas temperaturas y alta humedad en instalaciones fotovoltaicas offshore, y la resistencia al viento y a la arena en zonas arenosas, promoviendo así la aplicación en todos los escenarios de los marcos compuestos.
El sistema de montaje fotovoltaico de composite reforzado con fibra de poliamida de Aoxin New Materials ha obtenido la certificación de TÜV Nord. En noviembre de 2024, Jiangsu Aoxin New Materials Co., Ltd. anunció que su sistema de montaje fotovoltaico de composite reforzado con fibra de poliamida (PIFRP) había superado con éxito la certificación de especificaciones técnicas de TÜV Nord. Este material es ligero, presenta excelentes propiedades mecánicas, resiste tanto altas como bajas temperaturas y la corrosión, y ofrece un aislamiento eléctrico sobresaliente, lo que lo convierte en una alternativa ideal a los sistemas de montaje fotovoltaico metálicos.
IV. Proyectos clave de aplicación y estudios de caso
Proyecto de energía fotovoltaica en techos en Guangxi, China. Un proyecto de energía fotovoltaica en la Región Autónoma Zhuang de Guangxi, con una superficie construida de aproximadamente 2.658 m², requirió la instalación de módulos fotovoltaicos y pasarelas de acceso en la cubierta. El proyecto exigió una estricta resistencia a la corrosión, antideslizamiento, ligereza, aislamiento térmico y alta capacidad de carga. Se empleó rejilla moldeada de PRV para construir las pasarelas (de 50 cm de ancho) entre los paneles solares, lo que satisfizo de manera eficaz los requisitos de seguridad para el personal de mantenimiento.
La mayor planta fotovoltaica en techos de África. Sino Composite suministró la rejilla de acceso completa de FRP y las barandillas de soporte de aluminio para la planta fotovoltaica sobre tejado más grande de África. El promotor del proyecto necesitaba con urgencia pasarelas y barandillas para la instalación solar en cubierta, y Sino Composite proporcionó planes de diseño detallados y planos de distribución en un plazo de un día; la entrega de las pasarelas de rejilla de FRP y de las barandillas fue igualmente eficiente.
Excelente desempeño de la rejilla de FRP durante los tifones. Tras el paso del tifón más intenso de 2024, “Yagi” (denominado “Typhoon摩羯座” en el texto original), los módulos fotovoltaicos con estructuras compuestas permanecieron intactos, mientras que los módulos con estructuras de aleación de aluminio en la misma zona sufrieron daños. En otro caso, cuando el tifón Bebinka atravesó la misma región, los módulos con estructuras compuestas volvieron a superar la prueba.
Los proyectos fotovoltaicos en el extranjero adoptan rejillas de FRP a gran escala. Desde 2024, numerosas empresas extranjeras de EPC en el sector fotovoltaico han utilizado de manera extensa pasarelas de rejilla de FRP en la construcción de sus plantas solares, y el volumen acumulado de su uso sigue aumentando. Los productos se han exportado a Europa, América, el Sudeste Asiático, Oriente Medio y otras regiones. Un promotor del proyecto comentó: «La rejilla de FRP presenta un aspecto excelente, el acabado superficial es impecable y el equipo de ventas es sumamente profesional, ofreciendo múltiples soluciones viables».
V. Apoyo político y avances en la normalización
En 2024, China promulgó una serie de políticas favorables para los materiales compuestos en el sector fotovoltaico.
Inclusión en el «Catálogo orientador para la primera tanda de demostraciones de aplicación de nuevos materiales clave». El Ministerio de Industria y Tecnología de la Información (MIIT) incluyó los «productos compuestos reforzados con fibra de vidrio para aplicaciones fotovoltaicas» en la edición 2024 del Catálogo Guía, clasificándolos como «materiales de construcción ecológicos – materiales de soporte estructural y materiales de sellado/fijación», y definiendo explícitamente los sistemas y marcos de montaje fotovoltaicos como materiales clave de nueva generación, lo que constituye una señal positiva para su promoción en el mercado.
Fomento en el «Catálogo de Orientación para el Ajuste de la Estructura Industrial». La Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma (CNDR) incluyó nuevos materiales de construcción adecuados para la construcción prefabricada, las ciudades esponja y otros ámbitos en la categoría de fomento de la edición de 2024, lo que brinda apoyo político a los composites de FRP en aplicaciones como la fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) y en otras situaciones.
Aceleración de la elaboración de normas para la industria fotovoltaica. Las “Directrices para la construcción del sistema de normas de la industria fotovoltaica (edición 2024)” establecen nueve grandes ámbitos normativos, entre ellos los materiales fotovoltaicos, los componentes fotovoltaicos y los sistemas fotovoltaicos, lo que sienta las bases para el uso estandarizado de los composites de FRP en el sector fotovoltaico. Además, cuatro ministerios centrales emitieron conjuntamente un documento que exige llevar a cabo de manera simultánea el desarrollo e implementación de las normas clave, a fin de apoyar el desarrollo de alta calidad de las cadenas industriales prioritarias.
Informe especial de investigación elaborado por la Asociación China de la Industria Fotovoltaica. En septiembre de 2024, la Asociación China de la Industria Fotovoltaica (CPIA) publicó un informe de investigación sobre la aplicación de sistemas de montaje compuestos reforzados con fibra de vidrio en plantas fotovoltaicas distribuidas. El informe realizó pruebas sistemáticas de la durabilidad de los materiales GFRP en cuanto a resistencia a los rayos UV, a la acidez y a la alcalinidad, concluyendo que, dentro de la vida útil de diseño, los materiales GFRP mantienen al menos el 85% de su resistencia, lo que ofrece importantes ventajas en términos de costos del ciclo de vida.
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