بحث مواد در نصب خودروی خورشیدی: چرا فولاد مطمئن ترین انتخاب باقی می ماند؟

Xiamen Honor Energy در این سال زمان و تلاش قابل توجهی را صرف کرده استسیستم های نصب گاری خورشیدی. اخیراً سروصدای زیادی در مورد قفسه های آلومینیومی وجود داشته است - سبک وزن، مقاوم در برابر خوردگی، از نظر زیبایی شناسی. همه نقاط فروش را می دانند. اما پس از اجرای اعداد، توصیه اولیه خود را در مورد فولاد حفظ کرده ایم. نه به این دلیل که محافظه کار هستیم - بلکه به این دلیل که فولاد، به ویژه فولاد گالوانیزه گرم و فولاد روکش شده روی آلومینیوم و منیزیم، به سادگی ارزش کلی بهتری را در کاربردهای کالسکه ارائه می دهد.

این بازار واقعا چقدر بزرگ است؟

ما در این سال زمان زیادی را صرف بررسی گزارش های مختلف بازار کرده ایم. اعداد از منبعی به منبع دیگر متفاوت است، اما جهت در همه آنها ثابت است. HTF Market Intelligence بازار جهانی سیستم قفسه بند خودرو را در سال 2025 تقریباً 1.98 میلیارد دلار تخمین زده است که پیش بینی می شود تا سال 2032 به 3.864 میلیارد دلار برسد که به CAGR حدود 10.2 درصد می رسد. رقمی که توجه ما را به خود جلب کرد، حجم فروش سالانه بود - حدود 98000 واحد در سراسر جهان در سال گذشته، با میانگین قیمت فروش کمی بیش از 20000 دلار آمریکا برای هر واحد. ما بررسی های متقاطع خود را انجام دادیم، با چند مخاطب قدیمی که در پروژه های خارج از کشور کار می کنند صحبت کردیم، و اعداد بسیار خوب باقی ماندند. در مقایسه با پایه‌های زمینی در مقیاس کاربردی، بازار بزرگی نیست، اما شیب رشد تند است و همچنان در حال شتاب است. برای صنعت نصب PV به‌عنوان یک کل، کانکس‌های خودرو به وضوح به زیربخشی تبدیل شده‌اند که دیگر هیچ کس نمی‌تواند از آن چشم پوشی کند.

تولیدکنندگان چینی مزایای آشکاری در ظرفیت تولید، هزینه‌های تولید و قابلیت‌های صادرات دارند. این مزایا، همراه با مسیر رشد بازار، به این معنی است که این یک بخش کوچک نیست - یک بخش رشد واقعی است. و در این بخش، فولاد بر جریان اصلی غالب است. اکثر سازه‌های پشتیبان کابین PV از فولاد گالوانیزه گرم یا آلیاژ آلومینیوم با مقاومت بالا استفاده می‌کنند. اما با نگاهی به پروژه‌های واقعی، سازه‌های فولادی همچنان انتخاب قاطع در پارک‌های صنعتی، پارکینگ‌های عمومی و مناطق خدمات بزرگراهی هستند.

آلومینیوم در مقابل فولاد 

بگذارید اعداد خودشان صحبت کنند

آلومینیوم جذابیت غیرقابل انکاری دارد - سبک وزن، بدون خوردگی، از نظر بصری دلپذیر. آلومینیوم آنودایز AL6005-T5 در خودروهای تجاری رده بالا عالی به نظر می رسد. اما مشکل اینجاست: آلومینیوم تنها یک سوم مدول الاستیک فولاد را دارد. برای یک دهانه و بار یکسان، یک تیر آلومینیومی سه برابر یک تیر فولادی منحرف می شود. برای حفظ انحراف در محدوده قابل قبول، مقاطع آلومینیومی باید بسیار بزرگتر از فولاد باشند.

این ما را به اولین مسئله می رساند - آلومینیوم به سادگی در دهانه های بزرگ خوب کار نمی کند. تجزیه و تحلیل مهندسی نشان می دهد که یک دهانه 6 متری به یک پرتو H 200×100 با وزن 25-35 کیلوگرم بر متر نیاز دارد. در 10 متر، فولاد به یک مقطع 300×150 در 60-85 کیلوگرم بر متر نیاز دارد. برای آلومینیوم؟ برای دستیابی به سفتی و استحکام معادل، همان دهانه تقریباً به دو برابر اندازه مقطع نیاز دارد. مقاطع بزرگتر به معنای مواد بیشتر است و مزیت هزینه آلومینیوم تبخیر می شود.

حالا به قیمت نگاه کنید. قفسه های فولادی گالوانیزه گرم در گرید Q235B حدود 6100 تا 6500 یوان در هر تن کار می کنند. فولاد روکش شده روی آلومینیوم و منیزیم در گرید S350GD+ZM دارای 4500 تا 5000 یوان در هر تن است. آلومینیوم؟ به طور معمول دو تا سه برابر قیمت فولاد در هر تن است. هر کسی در تدارکات دقیقاً می داند که این تفاوت چه معنایی برای نتیجه نهایی دارد.

فولاد چگونه مشکل خوردگی را حل کرد

بزرگترین نقطه ضعف فولاد همیشه زنگ زدگی بوده است. فولاد گالوانیزه گرم سنتی در محیط های گاری در فضای باز حدود 10-15 سال دوام می آورد. اما تکنولوژی حرکت کرده است.

پوشش روی-آلومینیوم-منیزیم (ZAM) تغییر دهنده بازی است. این پوشش آلیاژ سه تایی (Zn-6% Al-3% Mg) یک ساختار یوتکتیک متراکم را از طریق پردازش مداوم گرما تشکیل می دهد. چشمگیرترین ویژگی قابلیت "خود ترمیم لبه برش" آن است - پس از برش یا سوراخ کردن، یون های منیزیم به طور فعال به لبه های بریده مهاجرت می کنند و یک لایه محافظ تشکیل می دهند و از پخش شدن زنگ قرمز جلوگیری می کنند. عمر خوردگی از 10 سال با گالوانیزه سنتی تا بیش از 25 سال افزایش می یابد. پوشش‌های ZAM بیش از 3000 ساعت در آزمایش اسپری نمک به دست می‌آورند که بسیار بیشتر از 600 ساعت فولاد گالوانیزه معمولی است. در اواخر سال 2025، چین یک استاندارد ملی برای ورق‌ها و نوارهای فولادی پوشش‌داده‌شده با آلیاژ روی-آلومینیوم-منیزیم با غوطه‌وری مداوم برای سیستم‌های نصب PV (YB/T 6422-2025) صادر کرد که از 30 ژوئن 2026 لازم‌الاجرا می‌شود.

خود گالوانیزه گرم نیز بهبود یافته است. صنعت در حال حاضر به ضخامت پوشش حداقل 85 میکرون نیاز دارد. برخی از پروژه‌ها از حفاظت دوگانه استفاده می‌کنند - گالوانیزه گرم و پوشش رویی فلوروکربن، با لایه‌های روی بیش از 85 میکرون و درجه حفاظت IP65 برای محیط‌های ساحلی. قایق های فولادی در حال حاضر حتی در مناطق مرطوب ساحلی عملکرد قابل اعتمادی دارند و هزینه های نگهداری طولانی مدت و رنگ آمیزی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند.

به طور خلاصه، ضعف خوردگی فولاد به تدریج با فناوری های جدید پر می شود. زمانی که عمر ضد خوردگی به 25 سال می رسد، با عمر مفید ماژول های PV کاملا مطابقت دارد.

طراحی سازه

بزرگترین تفاوت بین قفسه های حمل و نقل و قفسه های زمینی دهانه است. پایه‌های زمینی دارای ستون‌هایی هستند که 2 تا 3 متر از هم فاصله دارند. اسکله‌های ماشین معمولاً 6، 8 یا حتی 12 متر می‌روند. و دهانه بارگذاری را به صورت تصاعدی تحت تأثیر قرار می دهد - رفتن از 6 تا 12 متر فاصله ستون را دو برابر می کند اما ممان خمشی تیر اصلی را چهار برابر می کند. فرمول M = wL²/8 است - دهانه L مربع است.

فولاد در این سناریو برتر است. استحکام بالا، سختی بالا - مقاطع فولادی می توانند تحت بارهای سنگین فشرده بمانند. مواد متداول کانکس فولادی شامل فولاد کربنی گالوانیزه گرم، لوله‌های مربعی گالوانیزه با مقاومت بالا، تیرهای H و سازه‌های لوله فولادی گرد - متراکم، جامد، با ظرفیت باربری بسیار بیشتر از بخش‌های لوله معمولی است. با طراحی ساختاری علمی، اعضای اصلی ضخیم‌تر و مهاربندی‌های تقویت‌شده، کانکس‌های فولادی در برابر بادهای شدید، برف سنگین و تگرگ بدون مشکل مقاومت می‌کنند.

آلومینیوم در اینجا مبارزه می کند. دهانه یکسان، بار یکسان - آلومینیوم سه برابر منحرف می شود. برای برآوردن محدودیت‌های انحراف یکسان، بخش‌ها باید بزرگ‌تر و سنگین‌تر باشند. مقاطع بزرگتر به معنای هزینه های بالاتر مواد و نصب دشوارتر است. به همین دلیل است که شما تقریباً هرگز راه حل های آلومینیوم خالص را در پروژه های اتومبیل با دهانه بزرگ نمی بینید.

استانداردها نیز پشتوانه فولاد هستند

تحولات استانداردسازی در سال جاری همه به نفع فولاد است.

در آوریل، استاندارد صنعت بخش‌های فولادی برای سیستم‌های نصب فتوولتائیک (YB/T 6441-2026) رسما منتشر شد که از 1 نوامبر 2026 لازم‌الاجرا شد. طبقه‌بندی، ابعاد و الزامات فنی را برای مقاطع فولادی با فرم‌دهی سرد و تیرهای H نورد گرم مورد استفاده در نصب PV مشخص می‌کند. سازمان‌های پیش‌نویس پیش‌نویس شامل تولیدکنندگان عمده فولاد مانند آهن و فولاد Ma'anshan، Hebei Jinxi Iron & Steel، و Ningxia Longxiang New Energy هستند.

در ماه مارس، «استاندارد طراحی کانکس فتوولتائیک» (پیش‌نویس برای نظرات) منتشر شد که صراحتاً طراحی سازه فولادی را ملزم می‌کرد که با GB 50017 مطابقت داشته باشد. بارها باید از GB 50009 پیروی کنند، با فولاد Q235B یا Q355B توصیه می‌شود. کد طراحی استاندارد محلی استان هبی برای سیستم‌های تولید برق PV Carport (DB13/T 5814-2023) بیش از دو سال است که اجرا می‌شود.

این استانداردها به قفسه‌های فولادی چارچوبی واضح و قابل اجرا می‌دهد - از چه درجه فولادی استفاده شود، چقدر ضخیم است، چگونه در برابر خوردگی محافظت شود و چگونه بازرسی پذیرش انجام شود. برای تیم های تدارکات و مهندسان، این آرامش خاطر است.

پروژه های واقعی عمدتاً فولادی هستند

به پروژه های امسال نگاه کنید.

کارگاه خودروی پروژه داتانگ جین‌هوا شرکت شاندونگ الکتریک پاور چین – ستون‌های فولاد کربنی 250×150×4.75 میلی‌متر، تیرهای فولادی کربنی 150×100×2.75 میلی‌متری. کانکس PV 5.7 مگاواتی پتروشیمی لانژو - ردیف‌هایی از سازه‌های فولادی قوسی سفید. پروژه اسکله فولادی بندرگاه بنجیانگ چوانگجی - برنده قیمت پیشنهادی 3.02 میلیون یوان. گسترش بزرگراه شانگهای-ووهان – پروژه های فتوولتاییک اسکلت فلزی جدید ساخته شده در مناطق خدماتی. پروژه Honghui New Energy – ساختار قاب فولادی پورتال ثابت، گالوانیزه گرم در سراسر.

این پروژه ها به شما چه می گویند؟ از مالکان گرفته تا موسسات طراحی و پیمانکاران، فولاد همچنان انتخاب پیش‌فرض و ارجح است. نه به این دلیل که آنها آلومینیوم را در نظر نگرفته اند - بلکه به این دلیل که اعداد را اجرا کرده اند و فولاد را انتخاب کرده اند.

نتیجه گیری ما

Xiamen Honor Energy آنقدر در تجارت نصب PV بوده است تا بداند که تصمیمات مادی به صورت ناگهانی گرفته نمی‌شوند. فولاد در چهار بعد استحکام، سفتی، هزینه و بلوغ، بهترین نتیجه کلی را در کاربردهای کالسکه ارائه می دهد. پوشش ZAM سردرد خوردگی را حل کرده است. استانداردها به شکاف مشخصات پرداخته اند. فرآیندهای طراحی و ساخت سازه فولادی بالغ، مستند شده و به طور گسترده توسط مهندسان و پیمانکاران قابل درک است.

آلومینیوم قطعا جای خود را دارد - دهانه های کوچک، پروژه هایی با نیازهای بصری بسیار بالا، یا مواردی که وزن یک محدودیت حیاتی است. اما برای پروژه‌های حمل‌ونقل بزرگ و با حجم بالا – که اکثریت قریب به اتفاق بازار را نشان می‌دهند – فولاد راه‌حل اصلی اجتناب‌ناپذیر است.

ما ردیابی کاربردهای فولاد ZAM و بهینه‌سازی ساختاری برای خودروهای فولادی با دهانه بزرگ‌تر را تا نیمه دوم سال جاری ادامه خواهیم داد. ممکن است جایگاه‌های خودرو کوچک باشند، اما انتخاب مواد موضوع کوچکی نیست. درست کردن آن از همان ابتدا همه را از مشکلات زیادی در مسیر نجات می دهد.