纤维复合材料在海上光伏领域有哪些应用及案

首选，我们先了解下海上光伏主要分类：

1.近海固定式海上光伏：通常安装在距离海岸线较近、水深较浅的海域，通过固定支架将光伏组件安装在海面上。

2.远海固定式海上光伏：安装在距离海岸线较远、水深较深的海域，其基础和支撑结构需要适应更复杂的海洋环境。

3.漂浮式海上光伏：通过浮体将光伏组件漂浮在海面上，可适应较深的水域，具有较好的灵活性和可扩展性。

4.半潜式海上光伏：部分结构潜入水中，以减少风浪对系统的影响，同时保持相对稳定的位置。

由于纤维复合材料在海上光伏中具有以下显著的应用优势而得到了产业界的大力推广，例如：

优异的耐腐蚀性：海洋环境具有高盐度、高湿度和强腐蚀性。纤维复合材料能够有效抵御海水的侵蚀，延长设备的使用寿命，减少维护成本。

轻质高强：相比传统金属材料，纤维复合材料重量更轻，强度却很高。这有助于减轻海上光伏设施的整体重量，降低对支撑结构的要求，同时提高其在风浪等恶劣环境下的稳定性。

良好的抗疲劳性能：海上光伏设备长期受到风浪、潮汐等动态载荷的作用。纤维复合材料具有出色的抗疲劳性能，能够承受频繁的载荷变化，保证系统的长期稳定运行。

电绝缘性：可以有效防止电流泄漏和电气故障，提高系统的安全性和可靠性。

设计灵活性：能够根据不同的需求和形状进行定制化设计和制造，更好地适应海上光伏设施的复杂结构和安装要求。

降低成本：虽然纤维复合材料的初始成本可能较高，但由于其长寿命和低维护需求，从全生命周期来看，能够降低总成本。

良好的耐候性：能够经受住海洋环境中的极端温度、紫外线辐射等恶劣气候条件的考验。

海上光伏中玻璃纤维的具体应用案例

玻璃纤维在海上光伏中的应用已久，晶澳耀蓝系列采用了玻璃纤维增强聚氨酯边框，此边框具有耐盐雾腐蚀、低碳和轻质等优点，同时聚氨酯属于绝缘材料，可以降低PID效应，并且可以有效缓解组件低温弯曲变形，在海上大风场景中，还能有效缓解玻璃爆件。另外，全国首个海上浮式光伏实证基地中，国际复材研发生产的玻璃纤维增强聚合物光伏组件边框搭载晶体硅光伏组件顺利通过安全试运行实证。此外，玻纤行业专题报告指出，光伏边框是光伏组件的重要辅材之一，玻纤复合材料在其中有新应用。

图：全国首个海上浮式光伏实证基地

碳纤维在海上光伏的成功实践

碳纤维在海上光伏领域也有出色表现。

光伏组件支撑结构：利用碳纤维的轻质高强特性，制造更轻巧且坚固的支撑结构，以承载光伏组件。例如，迈贝特的新型漂浮式海上光伏系统中，可能会使用到碳纤维增强材料来加强部分结构，使其具有更好的强度和耐腐蚀性。

电缆桥架或线槽：帮助固定和保护电缆，同时减轻整体重量。碳纤维桥架具有良好的耐腐蚀性和抗疲劳性，能够适应海上的恶劣环境。

图:迈贝特的新型漂浮式海上光伏系统

玄武岩纤维于海上光伏的使用情况

近年来，玄武岩纤维在海上光伏中应用逐渐增多，在光伏边框方面，若能够部分替代铝型材，对玄武岩纤维行业将是大事。例如，玄武岩纤维增强聚氨酯复合材料边框具有高耐腐蚀、高耐盐雾的性能，能满足海上光伏电站对组件边框的强耐盐雾腐蚀特性要求，在海上光伏电站等场景优势突出。例如，潍坊中创新材料科技有限公司于年10月宣布成功开发出国内首台玄武岩纤维光伏支架。年3月5日，北京连续玄武岩纤维科技有限公司与中能华安大数据有限公司就玄武岩纤维光伏支架生产供应订单签署合作协议，中能华安公司每年在北京玄武岩公司采购5亿元各种型号玄武岩纤维光伏支架，用于光伏项目建设开发。与传统的混凝土支架、钢支架和铝合金支架相比，玄武岩纤维复合材料光伏支架具有重量轻、强度高、抗紫外线耐久性能好、满足强度和刚度要求、降低运输和安装成本以及后期维护成本低等优势。

图：潍坊中创新材料科技有限公司成功开发出国内首台玄武岩纤维光伏支架

芳纶纤维在海上光伏的应用实例

芳纶纤维在海上光伏领域也有一定应用，芳纶支撑的柔性太阳能电池组件中，芳纶起到了重要的支撑作用。在电气绝缘以及电子领域内，芳纶纤维在变压器、电机、电路板、雷达天线等方面应用广泛。例如在变压器中，芳纶纤维可将变压器绝缘系统温度指数有效提升，并延长其使用寿命。

海上光伏中超高性能纤维复材的发展趋势

1、玻璃纤维有望在光伏边框等方面继续提升性能和降低成本；

2、碳纤维将在海上风电叶片等关键部件中不断优化性能，提高其在海上光伏领域的适用性；玄武岩纤维在光伏边框、船舶制造等方面的应用有望进一步扩大；

3、芳纶纤维在电气绝缘等方面的性能也将不断改进，以更好地满足海上光伏的需求。

综上所述，海上光伏领域中，玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维和芳纶纤维等超高性能纤维各自发挥着重要作用，并呈现出良好的发展趋势。随着技术的不断进步和市场的持续拓展，这些纤维的应用将不断创新和优化，为海上光伏产业的蓬勃发展提供有力支持。

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