Puitplasti komposiitmaterjali kasutamine päikeseenergiasüsteemides

Puitplasti komposiitmaterjali kasutamine päikeseenergiasüsteemides

Yongte on professionaalne tootjapuit-plastkomposiitide (WPC) töötlemise masinad, mis on spetsialiseerunud ringlussevõetud plastist ja puitkiudmaterjalide muutmisele suure jõudlusega ehitustoodeteks. See täiustatud varustus mängib kestlikus ehitustegevuses keskset rolli, muutes jäätmematerjalid vastupidavateks ja keskkonnasõbralikeks ehituslahendusteks. Selle laialdane kasutamine vähendab tõhusalt keskkonnamõju, lahendades samal ajal kasvava nõudluse roheliste ehitusmaterjalide järele. Kas selliseid WPC-materjale saab integreerida päikeseenergiasüsteemi ehitusse?

Puitplastkomposiit (WPC) on muutunud võtmematerjaliks päikeseenergiasüsteemides, sealhulgas fotogalvaanilistes (PV) alustes, ujuvelektrijaamades, PV hoonete integreerimises ja kontsentreeritud päikeseenergia (CSP) salvestusruumis, kuna see on keskkonnasõbralik, ilmastikukindel, kerge, vähe hooldust vajav ja kergesti töödeldav. See asendab järk-järgult traditsioonilisi metalli- ja puitmaterjale.

I， Põhirakenduse stsenaariumid

1. Fotogalvaaniline tugisüsteem (kõige populaarsem)

· Maapealsete fotogalvaaniliste tugistruktuuride hulka kuuluvad tugisambad, risttalad, juhtsiinid ja fotogalvaaniliste moodulite kinnitusplokid.

Eelised: UV vastupidavus, happe- ja leelisekindlus, hallituse vältimine, roostevaba, kasutusiga 20–30 aastat; kerge (ligikaudu 1/3 terase kaalust), mille tulemuseks on madalad transpordi- ja paigalduskulud; madal soojuspaisumise ja kokkutõmbumise kiirus, mille mõõtmete stabiilsus on parem kui puidul; pole vaja korrosioonivastast või värvimist, mis toob kaasa äärmiselt madalad hoolduskulud.

Protsess: ekstrusioon- või survevalu, millel on tihvt- või snap-fit ​​ühendused, mis välistavad keevitus- ja puurimisnõuded ning üle 30% suurema paigaldusefektiivsusega.

· Ujuv fotogalvaaniline tugi/ujuk: ujuv elektrijaam, mis on mõeldud järvede, veehoidlate ja kalatiikide jaoks.

Eelised: Veekindel ja niiskuskindel, madala veeimavusega (<0,5%), korrosioonikindel, sobib pikaajaliseks veekeskkonnaks; kontrollitav tihedus, kasutatav ujuvusmaterjalina; tuule- ja lainekindel, vananemiskindel, ideaalne pikaajaliseks välitööks.

Juhtum: Puitplastist vahtplaate kasutatakse ujuvelektrijaamade ujuvuspaakide, tugisammaste ja alusplaatide jaoks, mis vähendavad üldkulusid ja suurendavad stabiilsust.

2. Integreeritud fotogalvaanika (BIPV) ehitamine

· Puitplastist fotogalvaanilised välis-/seinapaneelid: need paneelid ühendavad kuumpressimise teel elastsed õhukese kilega fotogalvaanilised elemendid puitplastist substraatidega, suurendades paksust vaid 2–3 mm. Nad tarnivad aastas 80–120 kWh elektrit ruutmeetri kohta, toimides kolme otstarbega lahendusena ümbrise kaunistamiseks, kaunistamiseks ja elektritootmiseks.

· Puit-plastist fotogalvaaniline rõdu/kardinasein: alusplaat ja raam on valmistatud puit-plastmassist komposiitmaterjalist ning integreeritud energiatootmise ja kaitse tagamiseks on sisseehitatud fotogalvaanilised paneelid.

· Puit-plastikust fotogalvaanilised pergolad/sõidukikuurid: nendes konstruktsioonides kasutatakse tugiraamistikuna puitplastist komposiiti, mille katusele on paigaldatud fotogalvaanilised paneelid, mis teenivad mitmel otstarbel, sealhulgas varjutamiseks, elektritootmiseks ja maastiku täiustamiseks (nt puitplastist viinamarjavõrestiku fotogalvaanilised süsteemid).

· Jalakäijasõbralik fotogalvaaniline põrandakate: integreeritud puitplastist komposiitpõrandaga, see on mõeldud terrassidele, katustele ja dokkidele, taludes kuni 300 kg raskust, võimaldades nii kõndimist kui ka elektritootmist.

3. Päikesesoojus- ja energiasalvestussüsteemid

· Fototermiliselt soojusenergiat salvestavad puitplasti komposiidid: faasimuutusmaterjalide (nt n-18) ja soojusjuhtivate täiteainete (BN, SiO₂) lisamisega puitplasti komposiitidele luuakse fototermiline-soojussalvestus-soojusjuhtivusahel. Selle konstruktsiooniga saavutatakse fototermilise muundamise efektiivsus 69,54% ja energia salvestamise tihedus 200%, mis muudab selle sobivaks hoonete energiasäästu, päikeseenergia kogumise ja soojussalvestusrakenduste jaoks.

· Päikesekollektor/soojusesalvestuspaak: puitplastist komposiiti kasutatakse kollektori kesta ja soojussalvestuspaagi jaoks, mis pakub soojusisolatsiooni, korrosioonikindlust ja lihtsat vormimist, mis vähendab süsteemi soojuskadu ja hoolduskulusid.

4. Muud toetavad rakendused

· Fotogalvaaniline harukarp/ümbris: jaotuskarbi kestana kasutatakse modifitseeritud puitplasti, mis pakub isolatsiooni, leegiaeglustust ja vananemisvastaseid omadusi, asendades plastiku/metalli.

· Fotogalvaanilise jälgimissüsteemi komponendid: kerged, ilmastikukindlad mittekandvad konstruktsiooniosad jälgimiskinnituste jaoks.

· Fotoelektrijaama piirdeaiad ja käiguteed: keskkonnasõbralik ja vastupidav puit-plastmassist komposiitpiire koos vähese hooldusega käigupaneelidega.

II ， Puit-plastkomposiidi peamiste eeliste võrdlus päikeseenergiasüsteemides

funktsiooni	Puitplasti komposiit (WPC)	Traditsiooniline teras	Traditsiooniline puit
ilmastikukindlus	Suurepärane (UV-kindel, happe- ja leelisekindel, hallitusekindel)	Roostetundlik ja vajab korrosioonivastast töötlust	kalduvus lagunemisele, putukate nakatumisele ja lõhenemisele
hoolduskulu	Väga madal (pole vaja värvimist ega korrosioonitõrjet)	Kõrge (perioodiline rooste eemaldamine/värvimine)	Kõrge (regulaarne hooldus)
kaal	Kerge (umbes 1/3 terasest)	korda	teisejärguline
Keskkonnakaitse	Kõrge (ringlussevõetud plast + puidupulber, taaskasutatav)	Keskmine (suure energiatarbimisega tootmine)	Madal (kulub metsaressursse)
töövõime	Hea (saagitav / hööveldatav / naelutatav / tapitav)	Vajalik keevitamine/lõikamine	Hea, kuid kalduvus deformatsioonile
eluiga	20-30 aastat	10-15 aastat (pärast säilitamist)	5-10 aastat

III. Tehnilised põhipunktid ja arengusuunad

· Preparaadi modifitseerimine: nano-TiO₂, antioksüdantide ja leegiaeglustite lisamine UV-kaitse efektiivsuse (>95%), kuumakindluse ja leegiaeglustuse (klass B1) suurendamiseks.

· Struktuuridisain: koekstrusioon, vahutamine, kärgstruktuuri, tugevuse, soojusjuhtivuse/isolatsiooni ja ujuvuse suurendamine.

· Liidese täiustamine: keemiline eeltöötlus + liidese sidumine, mis lahendab puidukiudude ja plastide ühilduvusprobleeme ning parandab mehaanilisi omadusi (tõmbe-/paindetugevus suurenenud üle 50%).

· Integreeritud funktsionaalsus: PV, energiasalvesti, soojusisolatsioon ja dekoratiivsed elemendid kombineerituna, mis liigub nutikate, tõhusate ja vähese CO2-heitega lahenduste poole.

IV. Kokkuvõte ja suundumused

Puitplasti komposiidid on arenenud abimaterjalidest päikeseenergiasüsteemide põhilisteks konstruktsiooni- ja funktsionaalseteks materjalideks, mis näitavad olulisi eeliseid fotogalvaaniliste paigaldussüsteemide, ujuvelektrijaamade ja hoone integreeritud fotogalvaanika (BIPV) puhul. Tulevaste edusammudega koostise optimeerimises, struktuuriuuenduses ja kulude vähendamises laienevad nende rakendused veelgi, muutes need üheks peamiseks materjaliks roheliste, vähese süsinikdioksiidiheitega ja kauakestvate päikeseenergiasüsteemide jaoks.