Rejilla de FRP en la energía solar: de las pasarelas fotovoltaicas a los 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 y resina sintética como matriz, utilizando procesos de moldeo o 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 períodos, soportando la acción del sol, el viento, la lluvia y las variaciones de temperatura. Los materiales metálicos tradicionales son propensos a la oxidación y la corrosión. Las rejillas de FRP presentan una excelente resistencia a ácidos, álcalis, sales y diversos productos químicos, así como una superior resistencia a los rayos UV y al envejecimiento. Mantienen la estabilidad estructural en entornos adversos, como desiertos calurosos, ambientes marinos con niebla salina y climas polares extremadamente fríos. En 2024, los datos de medición obtenidos en una planta fotovoltaica costera mostraron que las rejillas de FRP permanecieron en perfecto estado tras años de exposición a la niebla salina, mientras que las rejillas metálicas instaladas en el mismo periodo presentaban evidente corrosión.
Peso ligero y alta resistencia. La rejilla de FRP presenta una densidad aproximadamente equivalente a la cuarta parte de la del acero y es entre un 70 % y un 75 % más ligera que la rejilla de acero, aunque su resistencia es comparable a la del acero. Esto reduce considerablemente los costos de transporte e instalación y disminuye la necesidad de equipos de elevación pesados, lo cual resulta especialmente valioso en aplicaciones como la energía fotovoltaica distribuida en cubiertas y otras donde el peso es un factor crítico.
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 descargas eléctricas. Además, su superficie antideslizante asegura una marcha estable incluso en condiciones húmedas o con aceite.
Ventaja significativa en los costos del ciclo de vida. Aunque el costo inicial de las rejillas 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 % del costo total durante un período de servicio de 20 años. En una planta fotovoltaica comercial e industrial instalada sobre cubierta, el uso de rejillas de FRP disminuyó en un 42 % los costos anuales de mantenimiento, mientras que sus propiedades de transmisión lumínica 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 muy 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 alcanzará entre aproximadamente 660 millones y 1.040 millones de dólares estadounidenses. Se prevé que alcance entre 860 millones y 1.370 millones de dólares para 2030–2032, lo que representa una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) de alrededor del 4,1–4,55%. La rápida expansión del mercado de las energías renovables constituye un importante impulsor de la demanda de rejillas de FRP. El mercado global de los materiales compuestos en el sector de las energías renovables alcanzó 12.600 millones de dólares en 2024 y se espera que crezca hasta 22.500 millones de dólares para 2031, con una CAGR del 5,28%.
La energía solar se convierte en un motor clave de crecimiento. El mercado de marcos compuestos para paneles fotovoltaicos se valoró en aproximadamente 1.160 millones de dólares en 2024 y se prevé que alcance los 2.300 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 aumenta rápidamente, lo que genera un amplio espacio de mercado para las rejillas de FRP.
III. Principales acontecimientos y noticias del sector en 2024
SNEC 2024: Los marcos de composite de GFRP destacan. El 13 de junio de 2024, la SNEC, la prestigiosa feria mundial de energía fotovoltaica, 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 tecnológico y de mercado en marcos compuestos (GFRP) para módulos fotovoltaicos, presentó sus soluciones de GFRP producidas en serie tras múltiples actualizaciones técnicas, entre ellas nuevos diseños estructurales, métodos de instalación atornillados, soportes angulares compuestos de tercera generación y tecnologías de recubrimientos resistentes a los arañazos y antideslizantes. Más de 15 reconocidos fabricantes nacionales e internacionales de módulos fotovoltaicos optaron por exhibir nuevos módulos que incorporan los marcos de GFRP de Wole, lo que evidencia 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, destinados a aplicaciones de materiales fotovoltaicos en escenarios completos. Los productos de GFRP de Wole fueron sometidos a rigurosos ensayos de envejecimiento secuencial en condiciones extremas —desierto cálido, lago ecológico, frío polar y profundidades oceánicas—, obteniendo resultados sobresalientes. Al convertirse en el primer fabricante de GFRP del mundo en superar pruebas de envejecimiento integral, realizadas por un organismo independiente y bajo condiciones reales, Wole ha pasado de liderar en tecnología a liderar el mercado.
Se publicó 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 compuestos reforzados con fibra continua”, con entrada 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 materiales compuestos reforzados con fibra (FRP), proporcionando una base técnica para su aplicación estandarizada en plantas solares.
Nippon Paint y Deryilong lanzan conjuntamente un innovador marco compuesto. En junio de 2024, Nippon Paint y Deryilong lanzaron una innovadora serie de marcos compuestos, que aborda desafíos técnicos como la alta resistencia a la intemperie, una vida útil exterior ultralarga y bajas emisiones de COV, además de responder a exigencias 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 de marcos compuestos en todos los escenarios.
El sistema de montaje fotovoltaico compuesto reforzado con fibra de poliimida de Aoxin New Materials ha obtenido la certificación TÜV Nord. En noviembre de 2024, Jiangsu Aoxin New Materials Co., Ltd. anunció que su sistema de montaje para paneles fotovoltaicos fabricado con un compuesto reforzado con fibra de poliimida (PIFRP) obtuvo con éxito la certificación conforme a las especificaciones técnicas de TÜV Nord. Este material es ligero, presenta excelentes propiedades mecánicas, resiste tanto altas como bajas temperaturas y la corrosión, y ofrece una aislación eléctrica 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 tejados 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 sobre el tejado. El proyecto exigía una estricta resistencia a la corrosión, antideslizamiento, ligereza, aislamiento térmico y una elevada capacidad de carga. Se empleó rejilla moldeada de FRP para construir pasarelas (de 50 cm de ancho) entre los paneles solares, cumpliendo así de manera eficaz los requisitos de seguridad para el personal de mantenimiento.
La mayor planta fotovoltaica en tejados de África. Sino Composite suministró la gradilla de acceso completa de FRP y las barandillas de soporte de aluminio para la planta fotovoltaica sobre tejado más grande de África. El propietario del proyecto necesitaba con urgencia pasarelas y barandillas para la instalación solar en la azotea, y Sino Composite proporcionó esquemas de diseño detallados y planos de distribución en un solo día; la entrega de las pasarelas de gradilla de FRP y las barandillas fue igualmente eficiente.
Excelente desempeño de la rejilla de FRP durante los tifones. Tras el paso del tifón más intenso, “Yagi” (denominado “Tifón 摩羯座” en el texto original), en 2024, los módulos fotovoltaicos con marcos compuestos permanecieron intactos, mientras que los módulos con marcos de aleación de aluminio ubicados en la misma zona resultaron dañados. En otro caso, cuando el tifón Bebinka atravesó la misma región, los módulos con marcos compuestos volvieron a resistir 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 empleado ampliamente pasarelas de rejilla de FRP en la construcción de sus plantas solares, y su uso acumulado sigue en aumento. Los productos se han exportado a Europa, América, el Sudeste Asiático, Oriente Medio y otras regiones. Un propietario de proyecto comentó: “La rejilla de FRP luce excelente, el acabado superficial es impecable y el equipo de ventas es muy profesional, ofreciendo múltiples soluciones viables.”
V. Apoyo a las políticas y avances en la normalización
En 2024, China promulgó diversas 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 Orientador, clasificándolos como “materiales de construcción ecológicos — materiales de soporte estructural y materiales de sellado y fijación”, y definiendo explícitamente los sistemas y marcos de montaje fotovoltaicos como materiales nuevos clave, lo que constituye una señal positiva para su promoción en el mercado.
Estímulo 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 incentivos de la edición de 2024, brindando apoyo político a los compuestos de FRP en aplicaciones como la fotovoltaica integrada en edificios (BIPV) y en otros escenarios.
Aceleración de la elaboración de normas para la industria fotovoltaica. Las “Directrices para la construcción del sistema de normas de la industria fotovoltaica (edición de 2024)” establecen nueve grandes áreas normativas, entre ellas los materiales fotovoltaicos, los componentes fotovoltaicos y los sistemas fotovoltaicos, sentando las bases para el uso estandarizado de los compuestos de FRP en el sector fotovoltaico. Asimismo, cuatro ministerios centrales emitieron conjuntamente un documento que exige llevar a cabo de manera simultánea el desarrollo y la implementación de normas clave, con el fin de respaldar 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 centrales fotovoltaicas distribuidas. El informe evaluó de manera sistemática la durabilidad de los materiales GFRP en cuanto a su resistencia a los rayos UV, a la acidez y a la alcalinidad, concluyendo que, durante la vida útil de diseño, estos materiales mantienen al menos el 85 % de su resistencia, lo que les confiere importantes ventajas en términos de costos del ciclo de vida.
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