Apakah cabaran yang dihadapi oleh peralatan tenaga baharu dalam persekitaran ekstrem
Fotovoltan dan kuasa angin adalah sumber kuasa utama di bawah sasaran ”karbon dua”, tetapi peralatan terdedah secara berpanjangan kepada sinaran kuat, perbezaan suhu tinggi, pasir berangin, kabus garam dan penuaan UV secara serentak. Data Pentadbiran Tenaga Negara menunjukkan, sehingga akhir 2025 kapasiti pemasangan fotovoltan negara mencecah 1200GW, dan jumlah pemasangan grid angin-suria melebihi 1.8 bilion kilowatt buat pertama kalinya. Seiring dengan lonjakan pemasangan, isu seperti pencemaran habuk pada modul, kehausan tepi hadapan bilah, dan kakisan menara, menjadi kekangan utama bagi peningkatan kualiti dan kecekapan industri.
Peranan salutan pelindung tahan cuaca juga dinaik taraf daripada ”pencegahan karat pasif” kepada ”peningkatan kecekapan aktif”—salutan yang baik dapat terus meningkatkan kecekapan penjanaan kuasa, mengurangkan kekerapan penyelenggaraan, dan memanjangkan jangka hayat peralatan. Pada 2026, daripada institut penyelidikan kepada syarikat industri, beberapa teknologi mencapai terobosan substantif.
Autopembersihan fotovoltan: dari ”pembersihan pasif” kepada ”autopembersihan aktif”
Kehilangan penjanaan kuasa akibat pencemaran habuk amat teruk di kawasan berpasir angin barat laut, manakala pembersihan tradisional berkos tinggi, menggunakan banyak air, dan mudah merosakkan peralatan. Penyelesaiannya ialah salutan autopembersihan superhidrofobik lutsinar.
Pasukan ”Shugou Naguang” Universiti Xinjiang membangunkan salutan autopembersihan superhidrofobik lutsinar, membina struktur kasar komposit mikro-nano dan lapisan pengubah suai tenaga permukaan rendah, menjadikan sudut sentuhan titisan air lebih daripada 150°, pada masa sama memastikan ketelusan salutan tidak menurun, menggunakan titisan air yang berguling untuk membawa habuk keluar bagi autopembersihan; dan memperkenalkan komponen anti-statik untuk menyekat statik permukaan, memutuskan penyerapan statik antara habuk dan kaca. Dalam projek fotovoltan Lapangan Minyak Tarim, kekerapan pembersihan selepas salutan显著Reduces, kecekapan penjanaan fotovoltan diukur meningkat 15%, ketahanan salutan memenuhi standard industri luar 5 tahun ke atas.
”Cat nano pencegah pencemaran autopembersihan fotovoltan” daripada Teknologi Bahan Baharu Pembinaan Barat China China State Construction terpilih dalam ”Senarai Produk” Kumpulan China State Construction 2026. Produk ini menggunakan sistem komposit organik-anorganik, membentuk salutan struktur mikro-nano pada permukaan kaca fotovoltan, menggabungkan fungsi autopembersihan, pengurangan pantulan dan penambahan telus, tahan cuaca dan anti-pencemaran, serta memanjangkan jangka hayat modul, telah diaplikasikan secara berskala di pelbagai projek fotovoltan di Guangxi, Shanghai, Zhejiang, Xinjiang, Gansu dan lain-lain. ”Cat pencegah ais salji autopembersihan superhidrofobik” berasaskan kesan daun teratai, juga berprestasi cemerlang dalam percubaan pencegahan ais bilah angin berkaitan.
Bilah kincir angin: perlindungan tepi hadapan super tahan haus dan pembaikan in-situ di udara
Tepi hadapan bilah kincir angin menanggung kehausan pasir dan penuaan serentak UV, perbezaan suhu, kabus garam secara jangka panjang, mempercepat kegagalan bahan komposit. Institut Fizik dan Kimia Lanzhou, Akademi Sains China membangunkan salutan elastik komposit perlindungan tepi hadapan bilah, dengan prestasi tahan haus dan tahan penuaan UV yang cemerlang, jangka hayat panjang, kebolehpercayaan tinggi, dan menyiapkan aplikasi demonstrasi 4 tahun di ladang angin domestik; pada masa sama membangunkan teknologi pembaikan in-situ di udara salutan bilah kincir angin, mengurangkan kos penyelenggaraan dengan ketara.
”Cat anti-kakisan super tahan lasak terbiak tinggi menara kumpulan penjana angin dan teknologi anti-kakisan berkarat” Syarikat Shaanxi Longyuan Power dinilai oleh Persekutuan Perusahaan Kuasa Elektrik China secara keseluruhan mencapai tahap terkemuka domestik. Projek ini menyediakan epoksi terbiak tinggi poliaril berbilang gelang sebagai komponen pengubah suai, digabung dengan proses pembalikan fasa untuk menyediakan emulsi epoksi berasaskan air terbiak tinggi diubah suai, menghapuskan proses pengeluaran karat asas, mencapai anti-kakisan jangka panjang, mengurangkan kekerapan cat semula dan kerja penyelenggaraan lewat dengan ketara.
Kuasa angin luar pesisir: sistem anti-kakisan berat nano titanium dan bebas pelarut
Di persidangan kuasa angin luar pesisir, Cat Jinling berkongsi inovasi anti-kakisan berat marin: primer zink grafen epoksi diubah suai nano titanium menggunakan resin epoksi berfluoropolieterketon mengandungi nano titanium sebagai asas, dipadankan dengan kepingan 2D grafen, mengaktifkan serbuk zink, mengukuhkan perisai, perlindungan katodik jangka panjang, berbanding epoksi zink kaya tradisional jumlah penggunaan keseluruhan dikurangkan 25.9%, VOC lebih rendah; Cat epoksi kopolimer nano super tahan haus Nano EP Guard mencapai ”dua cat jadi satu cat”, penggunaan turun 32%, VOC turun 37.3%; Cat epoksi bebas pelarut JLM-guard SFEP600 menggunakan rangkaian polimer saling tembus IPN, 100% pepejal, kelikatan ultra rendah, pengerasan pantas, sesuai untuk persekitaran ekstrem rendaman penuh air laut dan lumpur laut.
Kerugian kakisan persekitaran marin menyumbang lebih 1/3 daripada jumlah, kawasan percikan ombak paling teruk kakisan, mengancam langsung jangka hayat reka bentuk 25 tahun kincir angin. Sistem salutan anti-kakisan berat mesra alam, jangka hayat panjang, semua senario ini, adalah kunci teras yang menyokong pengembangan laut dalam.
Penyejukan sinaran: ”penghawa dingin tanpa elektrik” untuk penyimpanan tenaga dan suria terma
Bahan penyejukan sinaran pasif dibangunkan oleh Institut Lanzhou menyejuk tanpa elektrik, melalui memantulkan cahaya matahari, memancarkan haba ke angkasa luar untuk penyejukan. Dalam aplikasi kontena penyimpanan tenaga besar, dapat menurunkan suhu permukaan kira-kira 15 hingga 30℃, penggunaan tenaga penyejukan penghawa dingin harian purata turun 10% hingga 15%. Salutan suhu tinggi penyejukan sinaran mempunyai kadar pantulan 97.5%, kadar pancaran inframerah sederhana 95.2%, telah diaplikasikan di lebih 10 stesen kuasa suria terma domestik seperti Aksai, Golmud, Gonghe, memastikan keselamatan penerima haba.
Sebagai peserta penting dalam sistem salutan pelindung tenaga baharu, Syarikat Bahan Baharu Kexin (Guangdong) Ltd. mempunyai pengalaman kejuruteraan dalam arah komposit nano, autopembersihan dan anti-kakisan berat, sangat seiring dengan laluan teknikal autopembersihan fotovoltan, tahan haus angin dan anti-kakisan berat marin di atas, dapat memberikan sokongan bahan untuk perlindungan kitaran hayat penuh peralatan tenaga baharu.
Perbandingan laluan teknikal utama dan keberkesanan
| Senario peralatan | Teknologi salutan | Keberkesanan diukur |
|---|---|---|
| Modul fotovoltan | Autopembersihan superhidrofobik lutsinar | Kecekapan penjanaan meningkat 15%, ketahanan 5 tahun |
| Kaca fotovoltan | Nano anti-pencemaran organik-anorganik | Autopembersihan + pengurangan pantulan dan penambahan telus |
| Bilah kincir angin | Lapisan elastik komposit perlindungan tepi hadapan | Demonstrasi 4 tahun, tahan haus dan UV |
| Menara angin | Epoksi berasaskan air terbiak tinggi berkarat | Tanpa pengeluaran karat, anti-kakisan jangka panjang |
| Kuasa angin luar pesisir | Primer zink grafen nano titanium | Penggunaan turun 25.9%, VOC lebih rendah |
| Penyimpanan/terma suria | Penyejukan sinaran pasif | Penurunan suhu 15 hingga 30℃, penjimatan tenaga 10 hingga 15% |
Ambang utama untuk pelaksanaan projek
Pertama, tempoh pengesahan ketahanan luar yang sebenar adalah panjang. Salutan pembersihan kendiri dan rintangan haus perlu disahkan selama lebih 5 tahun di bawah penuaan berbilang faktor seperti pasir, kabus garam dan sinaran UV, dan data makmal perlu disokong oleh tapak sebenar.
Kedua, piawaian proses pemasangan. Pembaikan in-situ di tempat tinggi dan kerja ke atas permukaan berkarat memerlukan kakitangan dan peralatan yang berkemahiran tinggi, serta perlu disertakan dengan spesifikasi proses untuk memastikan konsistensi.
Ketiga, keserasian dengan prestasi penjanaan kuasa komponen. Sebarang salutan yang menjejaskan kadar penembusan cahaya atau meningkatkan risiko titik panas akan mendatangkan lebih mudarat daripada faedah, dan mesti menjamin penunjuk optik serta keselamatan.
Keempat, keseimbangan kos dan jangka hayat. Pelaburan awal salutan jangka panjang adalah tinggi, tetapi setelah mengagihkan kos penyelenggaraan dan pembersihan, ia selalunya lebih baik, dan perlu dinilai dari perspektif kitaran hayat penuh.
Soalan lazim
Soalan: Mengapa salutan pembersihan kendiri fotovoltan boleh meningkatkan kecekapan penjanaan kuasa? Jawapan: Salutan mikro-nano superhidrofobik lutsinar menyebabkan titisan air menggelinding dan membawa serta debu, serta anti-statik menghalang penyerapan habuk; dalam projek lapangan minyak Tarim, kecekapan penjanaan kuasa diukur meningkat 15%, dan kekerapan serta penggunaan air pembersihan berkurangan.
Soalan: Mengapa hujung hadapan bilah kipas angin memerlukan perlindungan khusus? Jawapan: Hujung hadapan terdedah kepada hakisan pasir dan penuaan sinergi UV, perbezaan suhu dan kabus garam dalam jangka panjang, yang mudah menyebabkan kegagalan bahan komposit; salutan elastik rintangan haus khusus digabung dengan pembaikan in-situ di tempat tinggi boleh memanjangkan hayat bilah dengan ketara dan mengurangkan kos penyelenggaraan.
Soalan: Bagaimana salutan penyejukan sinaran berkhidmat untuk peralatan tenaga baharu? Jawapan: Bahan penyejukan sinaran pasif memantulkan cahaya matahari dan memancarkan haba ke angkasa, menurunkan suhu kontena penyimpanan tenaga sebanyak 15 hingga 30℃ dan mengurangkan tenaga penyejukan 10 hingga 15%, serta menjamin keselamatan penerima haba di stesen kuasa haba suria.
Bacaan lanjut
– Angin luar pesisir mara ke laut dalam: Cat anti-kakisan berat bagaimana menahan hakisan kabus garam 25 tahun – Pencegahan kakisan nano-komposit dan perlindungan angin luar pesisir – Sistem produk cat pelindung industri