多应用场景下新型钢边框可靠性评估

中坚材料BACKBONE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环境与挑战01CONTENTS02光伏边框03双梁型合金钢边框04多场景应用可靠性评估BACKBONE环境与挑战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IPCC第六次评估报告（AR6）和其他权感机构的数据端高温，中国新疆吐兽蕾最高气温达52.2C，创下历史新高全球气候变暖导致极端关气事件的频率显著增加Extremedailytemperaturesof5o*CormoreJuly2023toJuly2024+1.5*C+2°℃+4'C热带气施数据来源：世界气象组织，2024年数据来源：IPCCAR6WGI政策制定者摘费中坚材料环境与挑战BACKBONE高载荷环境下，须提升光伏组件结构强度沙漠地区沿海地区山地地区环境特征：植被稀少，风力强劲，易环境特征：台风频发区域，海洋长期环境特征：地形起伏复杂，风速在不同局出现沙尘暴，风蚀与昼夜温差交替作存在风浪耦合载荷与盐雾侵蚀环境部区域（如山脊与垭口）变化剧烈用于地表强度特征：台风阵风风速常超70m/s，强度特征：局部风速显著增强，口风速强度特征：瞬时风速可达50m/s以上浪高可达3米，形成极端动态何载可超45m/s，极端值甚至达60m/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典型影响：产生强风通道效应，支架和组典型影响：高风压导致电站被吹翻结构疲劳，组件固定与漂浮结构稳定件受力集中导致系统结构稳定性下降，破性面临严龄排战坏风险上升中坚材料环境与挑战BACKBONE极端天气事件频发，且恶劣程度不断升级！暴雪飓风冰风险：积雪堆积会显著增加组件风险：组件受风压导致边框撕裂、风脸：冰可能击穿组件玻璃，导的荷裁压力。掀翻、支架变形基至破坏。致组件爆裂影响：组件压断或电站倒場影响：组件损坏，增加后期维护和影响：组件破损、结构变形，发电保险成本，能力严重下降。环境与挑战BACKBONE台风过境后，组件被吹飞中坚材料高增速下的质量警示BACKBONE质量风险不容忽视环境严苛合格率堪忧电站安全受威胁沙戈荒大基地加速投运，面临极端组件合格率下降至62.9%机械载荷失效案例增多，温差、强风沙等严峻挑战。边框合格率仅25%，直接威胁组件使用寿命。02光伏边框中坚材料光伏边框的作用BACKBONE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%左右胶膜结构固定波璃将光伏玻璃、电池片、背板等核组框便捷心部件累密固定成一个整体，同光伏边框时为组件提供机械性能，安装便捷牢固安全防护避免运输或安装时的碰撞、摩擦高强载荷性能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，高耐腐蚀性能安装支撑通过边框将光伏组件固定在安装支高抗撕裂性能架上，是组件与支架连接的桥梁。背板中坚材料光伏边框的分类BACKBONE光伏边框金属边框复合边框第一代据边极双登结构第二代限达程S型结得第三代钢边程双澡结将30-3530-3317铅边框+铝角码钢边抵+角码钢边框+钢角码钢边框+钢角码塑料边框+塑料角码中铝边框发展趋势NCKBONE铝边框是光伏组件与电站的核心结构件，由于其铝边框发展趋势生产加工简易，腔体结构稳定，不易形变，安装2.5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45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患严重。，边框壁厚2.0mm以上下降到1.2mm以下中坚材料铝边框发展趋势ACKBONE组件尺寸增大、材料变薄，孔边距减小：机械强度下降，安全性面临挑战组件面积增加，铝边框米重减少3.53.03.100.900.531.380型控宽度增加孔边距减少0.0201292017年2023年安装孔撕裂是光伏边框的主要失效模式边框折断安装孔撕装边框撕裂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BACKBONEA面龙出头防溢胶，防积灰钢制双齿咬合角码承载梁B面支撑光伏层压件，超强承载受力重心端正一致加强梁加强结构稳定性C面抗斯裂高，双面率提升2%装配精准、拉拔力高、无电位腐蚀双梁型合金钢边框BACKBONE组框方式和铝边框一致组件端：可实现组件产线钢铝边框平滑切换组框方式一致双梁型合金钢边框铝边框压块安装螺栓安装+电站端：安装方式一致双梁型合金钢边框解边框双燥型合金钢边框铝边框压块、 螺栓安装与铝边框一致，可实现电站钢铝边框组件混用04多场景可靠性评估中坚材料光伏边框的可靠性测试BACKBONE光伏边框可靠性测试高雪压场景高风压场景高温高湿场景高盐雾场景高温差场景正面载荷测试背面载荷测试高湿高湿测试盐雾测试热循环测试安装孔抗斯裂测试风减测试动载测试中坚材料高雪压场景一评估正面抗载荷性能BACKBONE210-132版型组件极限载荷测试同等形变量不同边框组件载荷对比120001000100003.03吨8000500054004000420024002000正面形变量55mm降面形变量78mm拍达标组件（量厚1.6mm）■双染型合金设力框组件双梁型合金钢边框组件，可承载5米厚的积雪，组件型变量小中坚材料高风压场景一评估背面载荷性能以及动态载荷性能ACKBONE背面静态载测试动态载测试±1000Pa10000次背面载荷评估背面抗风压能力：动态载荷评估耐疲劳性能中坚材料高风压场景一评估安装孔抗撕裂性能BACKBONE风致共振导致边框安装孔撕裂高壁厚 主 高抗撕裂强度1600安装孔抗捕裂强度（N）14700140001200010c00800441940342520001223铝合金动征双策型合金钢动扣1.65mn250.6+0.6mr安装孔抗撕裂强度取决于材料强度与结构设计中坚材料高风压场景一风洞测试KBONE通过60m/s风洞测试，可抵17级台风中坚材料高风压场景一抗“摩羯台风实证BACKBONE双梁型合金钢边框电站，“摩”过境后安然无恙“摩羯腿风过境其他电站受损严重大型集中式电站事故现场分布式电站事故现场图片来源：海南省文昌市会文镇图片来源：海南省文昌市会文镇双梁型合金钢边框组件，实力硬“钢”17级“摩羯”台风，安然无善中坚材料高温高湿环境一评估耐湿热性能BACKBONEDH老化测试，钢边框外观DH(85/85%RH)钢材材料力学性能测试6005645S956620.0%18.0018.5%17.316.0%0014.0%12.0%10010.0%8.0%2006.0%1004.0%2.0%初期DH2000De(5000Dx20000.0%度(Mpa)后用长率（%)DH2000h双梁型合金钢边框材料力学性能无衰减中坚材料高盐雾场景一耐盐雾性能评估BACKBONE中性盐雾测试初期耐盐雾力学性能测试盐需1000h盐需2000h盐雾3000h盐雾4000h60056456256620.0%50016.0%16.0%40034.0%12.0x10