Höchster Korrosionsschutz für die Photovoltaik-Industrie

Die Anforderungen an Montagesysteme in Photovoltaikanlagen sind außerordentlich vielfältig: Neben den verschiedenen Anlagentypen wie Freifläche oder Dach, spielen auch die Statik, Gestaltung und Dauerhaftigkeit einer Konstruktion eine entscheidende Rolle bei der Planung eines Untergestells. Der Grundwerkstoff Stahl, versehen mit langwirkendem Korrosionsschutz, schafft diesen „Spagat der Anforderungen“ mühelos. Wuppermann bietet hochwertige und widerstandsfähige Produkte für Solarparkausstatter und -betreiber an. Dazu gehören verzinkter Bandstahl und angearbeitetes Halbzeug wie verzinkte Rammprofile, Tragrohre und C-Schienen. Wuppermann verwendet dabei hohe Zink-Beschichtungen (Z) genauso wie Legierungen aus Zink, Magnesium und Aluminium (ZM).

Die Norm für Korrosionsschutz (DIN 55634-1) berücksichtigt Auflagen bis zu 600 g/m² bei Reinzink (Z) und 430 g/m² bei Zink-Magnesium (ZM). Doch mit diesen Grenzwerten sind die Produktionsmöglichkeiten inzwischen längst nicht ausgeschöpft. In der Bandverzinkungsanlage von Wuppermann im steirischen Judenburg werden Auflagen von bis zu 1200 g/m² in Reinzink und 1000 g/m² in Zink-Magnesium (WTopCor) realisiert – optional mit Pulverbeschichtung. Damit ist Wuppermann das einzige Unternehmen europaweit, das Bandstahl mit derart hohen Z- und ZM-Auflagen beschichten kann. Die hohen Z- und ZM-Auflagen eröffnen neue Möglichkeiten für Anwendungen unter rauesten Umgebungsbedingungen und für Rammprofile in sehr belasteten Böden.

Bei schwimmenden Solarparks (Floating-PV) sind die Solarmodule auf schwimmenden Unterkonstruktionen montiert. Diese müssen einem erhöhten Salz- und/oder Feuchtegehalt in der Umgebungsluft widerstehen. Bei der Agro-Photovoltaik (Agri-PV) wiederum wird die Agrarfläche, auf der die PV-Anlage installiert ist, für die landwirtschaftliche Pflanzenproduktion genutzt. Das erfordert oft den Einsatz von Düngemitteln. Diese belasten die Deckschichten der Stahlunterbauten auf besondere Weise. Generell werden vermehrt durch unterschiedliche Vornutzung belastete Freilandflächen zur Erzeugung erneuerbarer Energie herangezogen und dadurch entsprechend aufgewertet. Für alle diese Anwendungsbeispiele bieten Stahlkonstruktionen aus Bandstahl, das mit hohen Zink- oder Zink-Magnesium-Auflagen von Wuppermann beschichtet ist, den bestmöglichen Korrosionswiderstand.

Aufträge in der PV-Branche sind oftmals Projektgeschäfte und mit aufwendigen Genehmigungsverfahren verbunden. Sobald alle Genehmigungen vorliegen ist schnelle Umsetzung gefragt. Das heißt: kurze Lieferzeiten, absolute Termintreue und hohe Flexibilität. Die Einzelteile müssen „just-in-time“, in der richtigen Stückzahl und Reihenfolge entsprechend des Baufortschritts angeliefert werden. Hinzukommt, dass die Rammpfosten die ersten Komponenten der Unterkonstruktion sind, die in einem Solarpark installiert werden müssen. Diese logistischen Besonderheiten können durch enge Zusammenarbeit eines sehr erfahrenen Teams bei Wuppermann mit dem Auftraggeber gemeistert werden. So lassen sich auch außergewöhnlich kurze Lieferzeiten von 14 Tagen realisieren.

Neben der klassischen Reinzinkbeschichtung kommt zunehmend eine Legierung aus Zink, Magnesium und Aluminium (ZM) zum Einsatz. Unterschiedliche Anteile von Magnesium (Mg) und Aluminium (Al) wirken sich unterschiedlich auf die Eigenschaften der Legierung aus und bestimmen letztendlich den Anwendungsbereich. Für die teilweise sehr heterogenen Anforderungsbedingungen in der PV-Branche hat sich eine Legierungszusammensetzung mit einem Anteil von jeweils etwa 3 % Mg und Al als die gegen Korrosion widerstandsfähigste hervorgetan. Standardisierte Laboruntersuchungen und inzwischen aus der Praxis erworbene Erkenntnisse bescheinigen dieser ZM-Legierung eine etwa doppelt so hohe Korrosionsbeständigkeit im Vergleich zu Reinzink.

Wuppermann hat bereits 1989 eine damals neue Technologie zum Verzinken von warmgewalztem Bandstahl entwickelt und damit einen Grundstein für das heutige, kontinuierliche Schmelztauchverzinken von Warmband gelegt.

Dabei wird das endlos aneinandergeschweißte Stahlband mit konstanter Geschwindigkeit durch die Vorbehandlung und das Schmelzbad geführt. Das Warmband wird erst kurz vor dem Tauchbad auf Verzinkungstemperatur erwärmt. Die Benetzungsdauer in der Schmelze beträgt nur wenige Sekunden mit dem Effekt einer sehr gleichmäßigen Reinzinkschicht. Ein Abstreifdüsensystem direkt nach dem Zinkbad sorgt, gemäß Kundenanforderung, für eine konstante Auflagendicke und eine sehr homogene Oberflächenstruktur über die gesamte Bandlänge. Durch das finale Längsteilen des verzinkten Breitbandes, das nachträgliche Lochstanzen und Ablängen, ergeben sich blanke, unverzinkte Schnittflächen. Die Korrosion am freigelegten Stahlkern an den Außenkanten und den Stanzlöchern ist aber bis zu einer Banddicke von ca. 1,50 mm unbedeutend. Das erklärt sich durch die kathodische Schutzwirkung. Bei diesem elektro-chemischen Vorgang geht das unedlere Metall Zink als „Opferanode“ in Lösung, der Stahl selbst bleibt dabei unbeschadet.

Optional zum verzinkten Spaltband produziert die Wuppermann Austria, bis zu einer Bandbreite von 410 mm, auch solches mit vollverzinkten Längskanten. Rammpfosten die daraus gefertigt werden, sind damit noch besser gegen Korrosion geschützt, vor allem im besonders gefährdeten Boden-Luft-Übergang.