¿Extrusión de aluminio para marcos de paneles solares?

Muchos fabricantes de paneles solares se enfrentan a estructuras débiles que se doblan o fallan bajo tensión. Estos fallos causan preocupación y costes adicionales. La extrusión ofrece una solución resistente, estable y rentable para conseguir marcos duraderos.

Se prefiere la extrusión porque produce secciones uniformes y resistentes con rapidez, reduce los residuos y mantiene los costes bajos, lo que resulta ideal para los bastidores de paneles solares a gran escala.

Por eso la extrusión es la elección habitual para los marcos solares. A continuación exploro en detalle las razones, los requisitos, los tratamientos y la flexibilidad de diseño que hay detrás de esta elección.

¿Por qué se prefiere la extrusión para la producción de marcos solares?

Los fallos en la solidez suelen deberse a uniones débiles o a un material deficiente. La extrusión evita las juntas y utiliza aluminio continuo, por lo que resuelve muchos de esos problemas.

La extrusión proporciona una sección transversal consistente, buena resistencia, pocos residuos y una rápida producción en masa, por lo que es ideal para la fabricación de marcos solares.

La fabricación de marcos para paneles solares requiere precisión, consistencia y resistencia. La extrusión satisface todas estas necesidades. En la extrusión se empuja el aluminio a través de una matriz. El resultado es un perfil continuo con la misma forma en toda su longitud. Esa forma uniforme aporta varias ventajas. En primer lugar, la resistencia es uniforme en toda la estructura. No hay soldaduras ni juntas que tiendan a ser puntos débiles bajo tensión, viento o carga.

En segundo lugar, la extrusión desperdicia menos material. Cuando se moldean o cortan piezas, a menudo se recorta el material sobrante. La extrusión sólo expulsa el material necesario. Esto reduce el coste de material. También reduce el coste de mecanizado.

En tercer lugar, la extrusión permite producir grandes volúmenes. Una vez configurado el troquel, se pueden producir rápidamente grandes longitudes de perfil. Eso ayuda con los pedidos grandes o los bastidores largos.

En cuarto lugar, la extrusión permite tolerancias precisas. Las dimensiones del perfil son constantes. Eso ayuda cuando los paneles solares necesitan ajustes estrechos entre el cristal, el marco y los herrajes de montaje.

Por último, la extrusión facilita el procesamiento posterior. Puede combinar la extrusión con tratamientos superficiales como el anodizado o el recubrimiento en polvo. Esto mejora el acabado y la resistencia a la intemperie.

Extrusión frente a otros métodos

En esa tabla se ve por qué la extrusión tiene muchas ventajas para los marcos solares.

Debido a estos factores, muchos fabricantes de armazones solares optan por la extrusión en lugar de la fundición o la soldadura. Así se consiguen estructuras más resistentes, ligeras y económicas.

¿Qué requisitos de carga deben cumplir los bastidores solares?

Los bastidores de los paneles solares se enfrentan a cargas de viento, nieve, manipulación y montaje. Si los bastidores fallan bajo carga, los paneles se rompen o tienen fugas. Por ello, los bastidores deben cumplir estrictas normas de resistencia y rigidez.

Los bastidores solares deben soportar el viento, la nieve, el peso del cristal y del módulo, y resistir la flexión o la deformación en condiciones de carga típicas.

Los bastidores de los paneles solares deben sostenerlos con seguridad durante muchos años de exposición al exterior. Esto significa que los marcos deben resistir la flexión, la torsión y la presión. Las cargas proceden de la fuerza del viento, la carga de nieve (en algunas zonas), el peso del cristal y las células solares, y la tensión de los herrajes de montaje.

Normalmente, las huertas solares o las instalaciones sobre tejado utilizan marcos que sostienen un pesado vidrio templado y un soporte metálico. El marco debe mantener el cristal plano, evitar que se deforme y mantener la estanqueidad. Si el marco se dobla, las juntas pueden romperse y puede filtrarse agua.

También el viento puede empujar o tirar de los paneles. Las rachas de viento fuertes provocan presión o succión. El armazón debe permanecer rígido ante tales fuerzas. La carga de nieve en climas fríos añade peso. Los bastidores deben soportar ese peso adicional sin doblarse.

Los fabricantes suelen diseñar teniendo en cuenta factores de seguridad. Tienen en cuenta la velocidad máxima prevista del viento, la carga de nieve y un margen de seguridad adicional. Prueban la rigidez a la flexión y el límite elástico de los armazones.

Parámetros de carga típicos

El diseño del marco debe tenerlas en cuenta. Si el bastidor falla aunque sólo sea una vez bajo carga, el panel podría agrietarse o tener fugas. Esto añade costes de mantenimiento y residuos.

Los fabricantes también piensan en la vida útil. Se espera que los paneles solares funcionen durante décadas. La estructura debe mantener su forma tras repetidas tensiones. Esto significa que la calidad del material, el grosor de las paredes y la forma de la sección transversal son importantes. La extrusión ayuda en este sentido. Como el perfil es uniforme y resistente, la estructura se comporta de forma predecible bajo tensión.

Una vez vi una huerta solar que utilizaba marcos baratos y delgados. Tras una fuerte tormenta de viento, muchos paneles se agrietaron cerca de las esquinas. Eso me enseñó que la resistencia y la rigidez no son opcionales. Son esenciales.

Por tanto, la extrusión produce marcos resistentes y uniformes que cumplen los requisitos de carga. Esto garantiza la seguridad de los módulos solares durante toda su vida útil.

¿Cómo se tratan las extrusiones para que sean resistentes a los rayos UV?

Con el paso de los años, la luz solar puede degradar los materiales o los revestimientos. Los marcos deben resistir los rayos UV, la lluvia, el calor y la oxidación. De lo contrario, los marcos se decoloran o corroen. El tratamiento es vital.

Las estructuras de aluminio extruido suelen estar anodizadas o revestidas de pintura en polvo para resistir los rayos UV, la corrosión y las inclemencias del tiempo y prolongar su vida útil en el exterior.

El aluminio desnudo resiste hasta cierto punto la corrosión. Pero la exposición prolongada al sol, la lluvia y el polvo puede desgastarlo lentamente. Además, el acabado de la superficie influye en el aspecto, la reflectividad y la estanqueidad. Para proteger las monturas, los fabricantes suelen aplicar tratamientos superficiales.

Un tratamiento habitual es el anodizado. En el anodizado, la superficie de aluminio se convierte en una fina capa de óxido de aluminio. Esta capa es más dura, más resistente a la corrosión y a los rayos UV. También mantiene el color y el acabado durante más tiempo a la intemperie.

Otro método típico es el recubrimiento en polvo. El recubrimiento en polvo añade una capa protectora de color que sella y protege el metal. El revestimiento resiste el sol, la lluvia y la abrasión. Ayuda a que la estructura mantenga su aspecto y resista la corrosión.

Los fabricantes también pueden utilizar revestimientos especiales, como pinturas resistentes a los rayos UV o acabados de fluorocarbono. Estos añaden resistencia adicional contra los daños del sol y la intemperie.

Por qué es importante el tratamiento

• Evita la oxidación y la corrosión bajo la lluvia.
• Evita la decoloración de la superficie bajo la luz solar.
• Ayuda a mantener la estanqueidad del cierre manteniendo estable la forma del perfil.
• Mejora la durabilidad durante décadas a la intemperie.

Un acabado adecuado también facilita la instalación. Una superficie lisa facilita el sellado y el enmarcado de los herrajes. También mantiene limpio el aspecto, lo que es importante para los paneles solares de tejados o fachadas.

Cuando los marcos se tratan adecuadamente, pueden durar entre 20 y 30 años a la intemperie sin oxidación, decoloración ni debilitamiento estructural. Esto coincide con la vida útil prevista para los módulos solares.

Así, la extrusión y un buen tratamiento de la superficie dan como resultado unos marcos solares fuertes y resistentes a la intemperie, listos para un largo servicio.

¿Pueden variar los diseños según el tamaño y el tipo de panel?

Los paneles solares tienen muchos tamaños, formas, potencias y necesidades de montaje. El diseño del bastidor debe adaptarse. Eso exige flexibilidad.

La extrusión permite a los fabricantes variar la sección transversal del marco, el perfil y la colocación de las ranuras para adaptarse fácilmente a distintos tamaños, pesos y tipos de paneles.

Los paneles solares varían. Algunos son pequeños paneles de tejado, otros son grandes conjuntos montados en el suelo. Algunos utilizan módulos de vidrio y otros de vidrio. Algunos son pesados, otros ligeros. La estructura debe adaptarse al tamaño, el peso, el tipo de montaje y el patrón de las tejas.

Con la extrusión, puede diseñar diferentes secciones transversales. Puede añadir ranuras o ranuras en T para los raíles de montaje. Puede añadir material adicional donde el vidrio es más pesado o donde se fijan los herrajes de montaje. Esto aporta flexibilidad a muchos tipos de paneles.

Cómo adaptan los diseñadores los perfiles de extrusión

Los diseñadores pueden ajustar el grosor de las paredes, el tamaño de las bridas, el número de ranuras y los nervios de soporte centrales. También pueden pretroquelar los orificios para los pernos o utilizar canales de montaje normalizados.

La extrusión facilita esos cambios. Una vez fabricada la matriz, basta con producir perfiles diferentes. No es necesario soldar ni volver a mecanizar piezas pesadas. Esto acorta los plazos y reduce los costes.

La personalización también es útil para los mercados de exportación. En algunos países, los instaladores prefieren determinados tamaños de raíles de montaje. Con la extrusión, el fabricante puede añadir o eliminar ranuras para ajustarse a esas normas.

A medida que evoluciona la tecnología de los paneles, cambian los diseños. Por ejemplo, los paneles solares más recientes pueden utilizar diseños sin marco o marcos más finos. Con la extrusión, los fabricantes pueden adaptarse rápidamente. Pueden diseñar un perfil más delgado. También pueden diseñar marcos para paneles bifaciales que necesitan una parte trasera abierta para el paso de la luz.

Así pues, la extrusión ofrece una gran flexibilidad. Permite a los fabricantes de marcos solares servir muchos tipos de paneles sin grandes costes ni retrasos.

Conclusión

La extrusión de aluminio ofrece solidez, consistencia, resistencia a la intemperie y flexibilidad de diseño para los marcos de los paneles solares. Resuelve problemas clave para instalaciones solares duraderas, seguras y versátiles.