Приложение на композитен материал дърво-пластмаса в слънчеви енергийни системи

Приложение на композитен материал дърво-пластмаса в слънчеви енергийни системи

Yongte е професионален производител намашини за обработка на дърво-пластмасов композит (WPC)., специализирана в превръщането на рециклирана пластмаса и материали от дървесни влакна във високоефективни строителни продукти. Това усъвършенствано оборудване играе ключова роля в практиките за устойчиво строителство, като трансформира отпадъчните материали в трайни, екологични строителни решения. Широкото му приложение ефективно намалява въздействието върху околната среда, като същевременно отговаря на нарастващото търсене на екологични строителни материали. Могат ли такива WPC материали да бъдат интегрирани в конструкцията на слънчева енергийна система?

Дървесно-пластмасовият композит (WPC) се очертава като ключов материал в системите за слънчева енергия, включително фотоволтаични (PV) стойки, плаващи електроцентрали, интегриране на фотоволтаични сгради и съхранение на концентрирана слънчева енергия (CSP), поради своите екологични, устойчиви на атмосферни влияния, леки, лесни за поддръжка и лесни за обработка свойства. Той прогресивно заменя традиционните метални и дървени материали.

I， Основни сценарии за приложение

1. Фотоволтаична поддържаща система (най-популярна)

· Наземните фотоволтаични носещи конструкции включват опорни колони, напречни греди, водещи релси и затягащи блокове за фотоволтаични модули.

Предимства: Устойчивост на ултравиолетови лъчи, устойчивост на киселини и основи, защита срещу мухъл, без ръжда, с експлоатационен живот 20–30 години; лек (приблизително 1/3 от теглото на стоманата), което води до ниски транспортни и монтажни разходи; ниска степен на топлинно разширение и свиване, със стабилност на размерите, по-добра от тази на дървото; няма нужда от антикорозионна защита или боядисване, което води до изключително ниски разходи за поддръжка.

Процес: Екструдиране или шприцоване, включващо връзки с вдлъбнатини и шипове или щракване, елиминиране на изискванията за заваряване и пробиване, с над 30% по-висока ефективност на монтажа.

· Плаваща фотоволтаична опора/поплавък: плаваща електроцентрала, предназначена за езера, резервоари и рибарници.

Предимства: Водоустойчив и влагоустойчив, с ниска водопоглъщаемост (<0,5%), устойчив на корозия, подходящ за дълготрайна водна среда; контролируема плътност, приложима като материал за плаваемост; устойчив на вятър и вълни, устойчив на стареене, идеален за дългосрочно обслужване на открито.

Корпус: Плочите от пяна от дървесна пластмаса се използват за резервоари за плаваемост, опорни колони и основни плочи в плаващи електроцентрали, като намаляват общите разходи, като същевременно повишават стабилността.

2. Изграждане на интегрирани фотоволтаици (BIPV)

· Фотоволтаични дървесно-пластмасови екстериорни/стенни панели: Тези панели съчетават гъвкави тънкослойни фотоволтаични клетки с дървесно-пластмасови субстрати чрез горещо пресоване, увеличавайки дебелината само с 2–3 mm. Те доставят 80–120 kWh електроенергия на квадратен метър годишно, служейки като решение с три цели за заграждение, декорация и генериране на енергия.

· Фотоволтаичен дървено-пластмасов балкон/окачена стена: Основната плоча и рамката са изработени от дърво-пластмасов композит, с вградени фотоволтаични панели за постигане на интегрирано генериране на енергия и защита.

· Фотоволтаични дървено-пластмасови перголи/навеси за превозни средства: Тези конструкции използват дърво-пластмасов композит като носеща рамка, с фотоволтаични панели, монтирани на покрива, обслужващи множество цели, включително засенчване, генериране на електроенергия и подобряване на ландшафта (напр. фотоволтаични системи за перголи от дърво-пластмаса за грозде).

· Удобна за пешеходци фотоволтаична подова настилка: Интегрирана с подова настилка от дърво-пластмаса, тя е проектирана за тераси, покриви и докове, като поддържа до 300 кг тегло, като същевременно позволява както ходене, така и генериране на енергия.

3. Слънчеви топлинни и системи за съхранение на енергия

· Фототермално към топлинно съхранение на енергия дърво-пластмасови композити: Чрез включване на фазово променящи се материали (напр. n-18) и топлопроводими пълнители (BN, SiO₂) в дърво-пластмасови композити се установява фототермално-термично съхранение-топлопроводна верига. Този дизайн постига ефективност на фототермично преобразуване от 69,54% и 200% увеличение на плътността на съхранение на енергия, което го прави подходящ за приложения за пестене на енергия в сгради, събиране на слънчева топлина и съхранение на топлина.

· Слънчев колектор/резервоар за съхранение на топлина: Композитът дърво-пластмаса се използва за корпуса на колектора и резервоара за съхранение на топлина, като предлага топлоизолация, устойчивост на корозия и лесно формоване, което намалява загубата на топлина в системата и разходите за поддръжка.

4. Други поддържащи приложения

· Фотоволтаична съединителна кутия/корпус: Модифицирана дървесна пластмаса се използва за корпуса на съединителната кутия, като предлага изолация, забавяне на горенето и свойства против стареене, замествайки пластмаса/метал.

· Компоненти на фотоволтаична система за проследяване: леки, устойчиви на атмосферни влияния неносещи структурни части за стойки за проследяване.

· Огради и пътеки за фотоволтаични електроцентрали: екологични и издръжливи композитни огради от дърво и пластмаса с панели за пътеки, които не изискват поддръжка.

II， Сравнение на основните предимства на композита дърво-пластмаса в слънчеви енергийни системи

функция	Дърво-пластмасов композит (WPC)	Традиционна стомана	Традиционно дърво
устойчивост на атмосферни влияния	Отлично (UV-устойчиво, киселинно и алкално устойчиво, устойчиво на мухъл)	Податлив на ръжда и изисква антикорозионна обработка	склонни към гниене, заразяване с насекоми и напукване
разходи за поддръжка	Много ниска (няма нужда от боядисване или антикорозионна защита)	Високо (периодично отстраняване на ръжда/боядисване)	Високо (редовна поддръжка)
тегло	Лек (около 1/3 от стоманата)	повторете	вторичен
Опазване на околната среда	Високо (рециклирана пластмаса + дървесен прах, рециклируем)	Средно (производство с висока консумация на енергия)	Нисък (консумира горски ресурси)
работоспособност	Добър (може да се реже / рендосва / забива	Необходимо е заваряване/рязане	Добър, но склонен към деформация
продължителност на живота	20–30 години	10–15 години (след консервация)	5–10 години

III. Ключови технически точки и насоки за развитие

· Модификация на формулата: Включване на нано TiO₂, антиоксиданти и забавители на горенето за подобряване на ефективността на UV екраниране (>95%), устойчивост на топлина и забавяне на горенето (клас B1).

· Структурен дизайн: съвместно екструдиране, разпенване, структура на пчелна пита, повишаване на здравината, топлопроводимост/изолация и производителност на плаваемост.

· Подобряване на интерфейса: Предварителна химическа обработка + свързване на интерфейса, решаване на проблема със съвместимостта между дървесни влакна и пластмаси и подобряване на механичните свойства (якостта на опън/огъване се увеличава с над 50%).

· Интегрирана функционалност: PV, съхранение на енергия, топлоизолация и декоративни елементи комбинирани, напредвайки към интелигентни, ефективни и нисковъглеродни решения.

IV. Обобщение и тенденции

Дървесно-пластмасовите композити са еволюирали от спомагателни материали до основни структурни и функционални материали в слънчеви енергийни системи, демонстрирайки значителни предимства във фотоволтаичните монтажни системи, плаващите електроцентрали и интегрираните фотоволтаици в сградите (BIPV). С бъдещия напредък в оптимизирането на формулите, структурните иновации и намаляването на разходите, техните приложения ще се разширят допълнително, позиционирайки ги като един от ключовите материали за екологични, нисковъглеродни и дълготрайни слънчеви енергийни системи.