多应用场景下新型钢边框可靠性评估

江苏中坚金属材料有限公司 01 02 04多场景应用可靠性评估 全球气候变暖对极端天气的影响 WM0数据显示：2023年7月至2024年7月，全球多地出现极端高温，中国新疆吐兽蕾最高气温达52.2C，创下历史新高 IPCC第六次评估报告（AR6）和其他权感机构的数据 全球气候变暖导致极端关气事件的频率显著增加 环境与挑战 高载荷环境下，须提升光伏组件结构强度 山地地区 沿海地区 沙漠地区 环境特征：台风频发区域，海洋长期存在风浪耦合载荷与盐雾侵蚀环境 环境特征：地形起伏复杂，风速在不同局部区域（如山脊与垭口）变化剧烈 环境特征：植被稀少，风力强劲，易出现沙尘暴，风蚀与昼夜温差交替作用于地表 强度特征：局部风速显著增强，口风速可超45m/s，极端值甚至达60m/s以上 强度特征：台风阵风风速常超70m/s，浪高可达3米，形成极端动态何载 强度特征：瞬时风速可达50m/s以上年均沙尘晕天气超过20天 典型影响：波浪冲击与风载共振导致结构疲劳，组件固定与漂浮结构稳定性面临严龄排战 典型影响：产生强风通道效应，支架和组件受力集中导致系统结构稳定性下降，破坏风险上升 典型影响：高风压导致电站被吹翻 环境与挑战 极端天气事件频发，且恶劣程度不断升级！ 风险：组件受风压导致边框撕裂、掀翻、支架变形基至破坏。 风险：积雪堆积会显著增加组件的荷裁压力。 风脸：冰可能击穿组件玻璃，导致组件爆裂 影响：组件破损、结构变形，发电能力严重下降。 影响：组件损坏，增加后期维护和保险成本， 影响：组件压断或电站倒場 质量风险不容忽视 环境严苛 合格率堪忧 电站安全受威胁 组件合格率下降至62.9%边框合格率仅25%， 沙戈荒大基地加速投运，面临极端温差、强风沙等严峻挑战。 机械载荷失效案例增多，直接威胁组件使用寿命。 02光伏边框 光伏边框的作用 为光伏组件提供固定、保护和安装支撑作用，是光伏组件的关键结构件，占总成本13%左右 结构固定 将光伏玻璃、电池片、背板等核心部件累密固定成一个整体，同时为组件提供机械性能， 组框便捷 安装便捷牢固 安全防护 避免运输或安装时的碰撞、摩擦对玻璃或背板造成破损，长期抵御雨水、强风、紫外、沙尘等外界环境对组件内部的慢蚀， 高强载荷性能 高耐腐蚀性能 安装支撑 高抗撕裂性能 通过边框将光伏组件固定在安装支架上，是组件与支架连接的桥梁。 铝边框发展趋势 铝边框是光伏组件与电站的核心结构件，由于其生产加工简易，腔体结构稳定，不易形变，安装便捷，市占率长期在98%以上。 近年来，随着竞争加剧，铝边框价格越来越低，铝边框企业盈利难以持续。受成本压力，铝边框持续减轻重量、降低高度、减薄壁厚、回收铝比例增加，但组件面积却不断扩大，铝边框质量隐患严重。 组件面积从1.94m（992*1960）扩大到3.1m（1303*2384）边框高度从50mm下降到30mm，边框壁厚2.0mm以上下降到1.2mm以下 铝边框发展趋势 组件尺寸增大、材料变薄，孔边距减小：机械强度下降，安全性面临挑战 边框作为不可或缺的核心结构件 未来将何去何从？ 03双梁型合金钢边框 双梁型合金钢边框 组框方式和铝边框一致 可实现组件产线钢铝边框平滑切换 电站端：安装方式一致 压块、螺栓安装与铝边框一致，可实现电站钢铝边框组件混用 高雪压场景一评估正面抗载荷性能 双梁型合金钢边框组件，可承载5米厚的积雪，组件型变量小 背面载荷评估背面抗风压能力：动态载荷评估耐疲劳性能 高风压场景一评估安装孔抗撕裂性能 安装孔抗撕裂强度取决于材料强度与结构设计 通过60m/s风洞测试，可抵17级台风 高风压场景一抗“摩羯台风实证 双梁型合金钢边框电站，“摩”过境后安然无恙 双梁型合金钢边框组件，实力硬“钢”17级“摩羯”台风，安然无善 高温高湿环境一评估耐湿热性能 DH2000h双梁型合金钢边框材料力学性能无衰减 .盐雾2000h双梁型合金钢边框材料力学性能无衰减 2.锌铝镁材料划伤3mm，盐雾4000h无红锈 以2382mm边框为例，温度从25℃下降到下40℃ 玻璃收缩1.5mm，铝合金边框收缩3.9mm，钢边框收缩2mm 低温场景，与铝边框组件相比，钢边框组件凹陷小，爆板风险小 实证一切口自修复 复根据不同环境，自修复时间周期不同 白色氧化物是一层致密的保护膜 活泼的镁元素带动自色氧化物迁移到切口处，从而实现自修 实证一防积灰 长边 短边 双梁型合金钢边框A面厚度只有铝边框的1/2，大幅降低积灰隐患 公司介绍 江苏中坚金属材料有限公司于2021年成立，是中来能源集团控股子公司。中坚材料成立以来始终以安全与科技为本，致力成为新能源安全护航者，是一家为光伏组件和电站提供安全保障和低碳材料的创新型科技企业，公司与清华大学、国家光伏质检中心（CPVT)保持长期战路合作，专注于研发和制造光伏组件用的双渠型合金钢达柜和电站安装系统，为光伏组件和电站提供超安全的系统安装方案， 双梁型合金钢边框是基于超安全和超低碳理念，通过研发特种钢材料技术，强化材料性能、优化边框力学结构、创新安装配件设计和提升安全标准而推出的新一代钢边框，双梁型合金钢边框是一款技术全球领先、知识产权完整的边框产品，强度是钼边框材料的3倍，碳排故减少80%以上，双梁型合金钢边框已经获得了全球首例IEC63556全场景应用认证，让光伏组件和电站安全全面升级，特别是在强台风、冰需、强星雪等极端天气下，都能让光伏电站安然无优。同时，在电站组件安装上，开创性地设计出止动垫片，防止螺栓松动，还设计出钩压一体的压块安装方式，给予光伏组件双重保护。 客户导向，创新驱动中肯客观，坚韧务实 致力成为新能源安全护航者 创造安全低碳未来 自研全球首套高精度合金边框生产线 口年产能20GW 口以领先的自动化与精密制造能力，打造全球光伏边框制造新标杆 项目案例 双梁型合金钢边框组件，广泛应用于全国23个省区，累计出货量已突破2GW。 BACKBONE新能源安全护航者 江苏中坚金属材料有限公司电话：0512-52363688网t:www.backbonesolar.com地址：苏州市常热市虞山高新区阳光大道99号