多应用场景下新型钢边框可靠性评估

环境与挑战

全球气候变暖导致极端天气事件频发且恶劣程度升级，对光伏电站结构强度提出更高要求。沙漠、沿海、山地等区域环境特征各异，均存在高载荷、腐蚀等问题，如沙尘暴、台风、冰雹等，严重影响电站安全。暴雪、飓风、冰雹等极端天气对组件和支架造成严重破坏，威胁电站运行。沙戈荒大基地加速投运，但组件合格率下降，机械载荷失效案例增多，边框合格率仅25%，电站安全面临风险。

光伏边框

光伏边框为组件提供固定、保护和安装支撑，占总成本约13%。按材料可分为金属边框（铝边框为主，市占率98%以上）和复合边框。铝边框发展趋势是持续减轻重量、降低高度、减薄壁厚、增加回收铝比例，但组件面积扩大，导致边框机械强度下降，安装孔撕裂成为主要失效模式。

双梁型合金钢边框

双梁型合金钢边框采用钢制双齿咬合角码，具有超强承载、抗撕裂、装配精准等特点。其组框方式和安装方式与铝边框一致，可实现组件产线和电站端的平滑切换及混用，强度是钢边框的3倍，碳排减80%以上，已获全球首例IEC63556全场景应用认证。

多场景可靠性评估

中坚材料对双梁型合金钢边框进行多场景可靠性测试，包括高雪压、高风压、高温高湿、高盐雾、高温差等。测试结果表明：

• 高雪压场景：可承载5米积雪，组件形变量小。
• 高风压场景：通过60m/s风洞测试，可抵御17级台风；安装孔抗撕裂性能显著优于铝边框；实证案例显示，在“摩羯”台风过境后安然无恙。
• 高温高湿环境：DH老化测试显示材料力学性能无衰减。
• 高盐雾场景：中性盐雾测试及自修复性能测试显示材料耐腐蚀性强，4000小时无红锈产生。
• 高温差场景：热循环测试显示钢边框与玻璃间隙更小，组件凹陷更小，爆板风险更低。
• 防积灰：双梁型合金钢边框A面厚度仅铝边框的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成立于2021年，是中来能源集团控股子公司，专注于研发和制造光伏组件用的双梁型合金钢边框和电站安装系统。公司与清华大学、国家光伏质检中心（CPVT)保持长期战略合作，拥有全球首套高精度合金边框生产线，年产能20GW。双梁型合金钢边框已广泛应用于全国23个省区，累计出货量突破2GW。

核心观点与结论

双梁型合金钢边框技术全球领先，强度高、碳排减、安全性强，特别适用于强台风、冰雹、强暴雪等极端天气，可有效提升光伏电站安全水平。中坚材料致力于成为新能源安全护航者，通过创新技术和产品，为光伏行业提供超安全的系统安装方案。