So verlängern Sie die Lebensdauer von Aluminium-Photovoltaik-Halterungszubehör

Bei Solar-Photovoltaik-Systemen (PV) spielt die Montagestruktur eine entscheidende Rolle bei der Befestigung der Module, dem Widerstand gegen Windlasten und der Lastübertragung auf das Fundament. Während PV-Module oft als das „Herzstück“ des Systems angesehen werden, fungieren die verschiedenen Montagezubehörteile-wie Klemmen, Schienenverbinder, Schrauben und Dichtungen-als „Gelenke“ und „Bänder“, die die strukturelle Integrität aufrechterhalten und einen langfristigen, stabilen Betrieb gewährleisten. Trotz ihrer geringen Größe sind diese Komponenten entscheidende Faktoren dafür, ob eine PV-Anlage über ihre geplante Lebensdauer von 25 Jahren oder mehr sicher und effizient arbeiten kann.

 

Unter den verschiedenen Materialien, die für Montagesysteme verwendet werden, sind Aluminiumlegierungen (insbesondere die 6063-T5/T6-Serie) aufgrund ihres hohen Festigkeits--zu-Gewichtsverhältnisses, ihrer ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit, ihrer einfachen Herstellung und ihrer Kosten-effizienz zur bevorzugten Wahl auf dem Weltmarkt geworden. Viele Projektbesitzer und Installateure verfallen jedoch der falschen Vorstellung, dass „Aluminiumlegierungen nie rosten“, und vernachlässigen daher notwendige Wartungs- und Schutzmaßnahmen. Während sich auf der Oberfläche von Aluminiumlegierungen auf natürliche Weise eine dichte Oxidschicht bildet, kann diese Schicht in bestimmten Umgebungen-z. B. in Bereichen mit hoher Luftfeuchtigkeit, starkem Salznebel, industrieller Verschmutzung oder längerer Wasseransammlung beeinträchtigt werden, was möglicherweise zu Korrosion, Lochfraß und sogar Strukturversagen führt. Daher sind ein wissenschaftliches Verständnis der Korrosionsmechanismen und die Umsetzung wirksamer Schutzmaßnahmen unerlässlich, um die Lebensdauer von Montagezubehör zu verlängern.

 

In diesem Artikel werden systematisch die fünf Schlüsselfaktoren analysiert, die zur Alterung von PV-Montagezubehör aus Aluminiumlegierung beitragen. Es bietet außerdem praktische Strategien zur Verlängerung der Lebensdauer {{1}in Bezug auf Materialauswahl, Installationsstandards und routinemäßige Wartung-, um sicherzustellen, dass Ihre PV-Anlage eine wirklich sorgenfreie Lebensdauer von 25 Jahren erreicht{3}}.

 

 

Galvanische Korrosion-Der häufigste „unsichtbare Killer“
Wenn Komponenten aus Aluminiumlegierung in Umgebungen, die Regen, Kondensation oder Salznebel ausgesetzt sind, in direkten Kontakt mit Edelstahlschrauben, Erdungsdrähten aus Kohlenstoffstahl oder Kupferkabelschuhen kommen, entsteht ein galvanischer Zellenkreis. Da das Elektrodenpotential von Aluminium deutlich niedriger ist als das von Edelstahl oder Kohlenstoffstahl, fungiert das Aluminium als Anode und korrodiert bevorzugt, wodurch ein weißes, pulverförmiges Oxid entsteht (allgemein als „Weißrost“ bekannt). Dies führt in schweren Fällen zu lockeren Verbindungen und einer drastischen Reduzierung der Tragfähigkeit. Installieren Sie isolierende Dichtungen (aus Materialien wie Nylon, EPDM-Gummi oder PTFE) zwischen allen unterschiedlichen Metallkontaktflächen, um den elektrochemischen Schaltkreis zu unterbrechen. Verwenden Sie für Erdungsanschlüsse Kabelschuhe aus Aluminium oder verzinntem Kupfer und tragen Sie eine leitfähige Paste auf, um einen direkten Kontakt zwischen Kupfer und Aluminium zu verhindern. In Küstengebieten oder Regionen mit starker industrieller Verschmutzung empfiehlt sich die Verwendung von Schrauben mit Isolierhülsen oder Bimetallscheiben (z. B. Übergangsscheiben aus Aluminium-Edelstahl).

 

Spaltkorrosion und Lochfraß-Versteckte „Geschwüre“
Wenn sich Wasser, Staub oder Salzablagerungen in den Spalten-etwa zwischen Schraubenkopf und Profiloberfläche oder an der Überlappung zwischen Klemme und Schiene-ansammeln, bildet sich eine Sauerstoffkonzentrationszelle. Der Bereich innerhalb des Spalts hat einen niedrigen Sauerstoffgehalt und fungiert als Anode, wodurch eine lokale Auflösung erfolgt, während der Bereich außerhalb des Spalts einen hohen Sauerstoffgehalt aufweist und als Kathode fungiert, wodurch die Korrosion innerhalb des Spalts beschleunigt wird. Sobald diese Art von Korrosion beginnt, breitet sie sich oft „geschwürartig“ tief aus; Da es schwer zu erkennen ist, stellt es ein erhebliches Sicherheitsrisiko dar. Bohren Sie bei der Installation Entwässerungslöcher (6–8 mm Durchmesser) an Stellen vor, an denen sich Wasser ansammeln kann, z. B. an Profilenden und in Bereichen unter Klemmen, um einen rechtzeitigen Abfluss des Regenwassers zu gewährleisten. Versiegeln Sie Spalten mit neutralem Silikondichtstoff (säurehaltige Dichtstoffe sind strengstens verboten, da sie Aluminium angreifen). Überprüfen Sie den Dichtstoff jedoch regelmäßig auf Alterung oder Rissbildung.
Spülen Sie das Montagesystem alle sechs Monate mit einer Hochdruckwasserpistole (bei normalem Betriebsdruck) oder einem neutralen Reinigungsmittel ab und achten Sie dabei besonders auf die Reinigung von Spalten und inneren Hohlräumen der Profile.

 

Spannungsrisskorrosion (SCC)-Eine „Zeitbombe“ in kalten, feuchten Regionen
In Umgebungen, die durch hohe Luftfeuchtigkeit, industriellen sauren Regen oder Salzsprühnebel an der Küste gekennzeichnet sind, kann es bei hochfesten Aluminiumlegierungen (wie 6061-T6 und 6063-T6) zu interkristalliner Spannungsrisskorrosion kommen, wenn sie anhaltender Zugspannung ausgesetzt werden. Dieser Fehlermodus tritt plötzlich auf; Komponenten brechen oft ohne Vorwarnung, was zu Unfällen mit herabfallenden Baugruppen führt. Aluminiumlegierungen mit T6-Vergütung (Spitzenalterung) werden bevorzugt, da sie im Vergleich zu Legierungen mit T5-Vergütung eine bessere Spannungskorrosionsbeständigkeit bieten. Die Vorspannung der Schrauben muss streng kontrolliert werden, um übermäßige Zugspannungen durch zu starkes Anziehen zu vermeiden. Es wird empfohlen, einen Drehmomentschlüssel zu verwenden und dabei die vom Hersteller angegebenen Drehmomentwerte einzuhalten (z. B. 20–25 N·m für M8-Schrauben). Für Projekte in Küstengebieten mit hoher Salznebelbelastung wird empfohlen, Profile mit einer Eloxalschichtdicke von mindestens 25 μm (AA25) zu verwenden oder eine Fluorkohlenstoffbeschichtung (PVDF) aufzutragen, um die Korrosionsbeständigkeit weiter zu verbessern.

 

Mechanischer Verschleiß und Reibverschleiß-„Chronische Ermüdung“ durch Windvibrationen
Photovoltaik-Kraftwerke sind über längere Zeiträume der natürlichen Umgebung ausgesetzt. Durch Wind-induzierte Vibrationen (insbesondere bei langen-Auslegerklemmen) und thermische Ausdehnung/Kontraktion, die durch tägliche Temperaturschwankungen verursacht werden, können an Schraubverbindungen geringfügige relative Verschiebungen hervorrufen. Durch diesen Reibverschleiß wird die Oxidschicht nach und nach erodiert, wodurch frische Aluminiumoberflächen freigelegt werden und Korrosion ausgelöst wird. Gleichzeitig führt der Verschleiß zu einem Verlust der Schraubenvorspannung und verstärkt die Lockerung, wodurch ein Teufelskreis aus „Verschleiß – Lockerung – beschleunigter Verschleiß“ entsteht. Um sicherzustellen, dass die Schrauben auch bei Vibrationen sicher bleiben, sollten Muttern (z. B. Sicherungsmuttern aus Nylon) oder Gewindesicherungsklebstoffe (z. B. Loctite 243) verwendet werden. Unter den Schraubenköpfen und Muttern sollten große Unterlegscheiben angebracht werden, um die Spannung zu verteilen und örtliche Vertiefungen auf der Profiloberfläche zu minimieren. Nach der Installation sollte mit einem Farbmarker eine „Drehmomentmarkierung“ über die Schnittstelle zwischen Schraubenkopf und Profil gezeichnet werden, um bei Inspektionen eine schnelle Erkennung von Lockerungen zu ermöglichen.

 

 

Materialauswahl und Oberflächenbehandlung-Korrosion an der Quelle bekämpfen
Option 1: Eloxieren. Die empfohlene Beschichtungsdicke beträgt mindestens AA15μm (normale Außenumgebungen) oder AA25μm (Küstengebiete oder stark verschmutzte Gebiete). Hochwertige anodische Oxidschichten bieten eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit sowie Selbstheilungsfähigkeiten (das Innere oxidiert bei Beschädigung erneut). Option 2: Pulverbeschichtung. Verwenden Sie Pulverbeschichtungen aus Polyester (PE) oder Polyvinylidenfluorid (PVDF) mit einer Dicke von 60–120 μm. PVDF-Beschichtungen bieten eine hervorragende Witterungsbeständigkeit und sind daher ideal für Regionen mit hoher UV-Strahlung. Option 3: Schraubenauswahl. Die Verwendung von Standardschrauben aus Kohlenstoffstahl ist für Außenprojekte strengstens verboten (selbst verzinkte Schrauben versagen innerhalb von 5–10 Jahren). Es werden Edelstahlschrauben vom Typ A2-70 (304) oder A4-80 (316) empfohlen. Für Küstenprojekte ist Edelstahl der Güteklasse 316 die bevorzugte Wahl; Sein Molybdängehalt erhöht die Beständigkeit gegen chloridinduzierte Lochfraßkorrosion erheblich.

 

Installation und Wartung-Details entscheiden über den Erfolg
Übermäßiges Anziehen kann zum Abisolieren von Gewinden oder Quetschen von Profilen führen, wohingegen ungenügendes Anziehen zu Lockerheit führt. Verwenden Sie immer einen voreingestellten Drehmomentschlüssel und kalibrieren Sie ihn regelmäßig. Referenzdrehmomentwerte: M6 (8–10 N·m), M8 (20–25 N·m), M10 (35–40 N·m). Fachmännische Kontrollen werden mindestens zweimal im Jahr (vor und nach der Regenzeit) empfohlen. Zu den wichtigsten Inspektionspunkten gehört die Prüfung auf lockere Schrauben (überprüfen Sie dies anhand von Ausrichtungsmarkierungen), alternde oder gerissene Dichtungen, verstopfte Abflusslöcher und abgelöstes Dichtmittel. Mit frischem Wasser oder einem neutralen Reinigungsmittel (pH 6–8) und einer Bürste mit weichen Borsten reinigen; Vermeiden Sie unbedingt saure oder alkalische Reinigungsmittel (wie Oxalsäure oder Natronlauge) und Stahlwolle, um eine Beschädigung des Oxidfilms zu verhindern.

 

Strukturelle Entwurfsoptimierung-Vorbeugung statt Sanierung
Adding support posts to the mid-span of long rails (e.g.,>6 m) können Durchbiegung und wind-induzierte Vibrationsbelastung deutlich reduzieren. Wählen Sie Profilquerschnitte-mit innenliegenden Entwässerungskanälen oder bohren Sie Entwässerungslöcher an den tiefsten Stellen der Profile vor-, um Wasseransammlungen in den Hohlräumen zu verhindern. In Bereichen, in denen es zu Staubansammlungen kommt, sollte der Neigungswinkel entsprechend erhöht werden (z. B. von 15 Grad auf 20 Grad)-unter Beibehaltung der Stromerzeugungsleistung-um Regenwasser zur Selbstreinigung zu nutzen-und die durch Staubanhaftung verursachten korrosiven Auswirkungen auf die Oberfläche zu mildern.

 

 

Für Gebiete mit hohem-Salzgehalt/Küstengebiete:

Verwenden Sie eine Aluminiumlegierung in Marinequalität (z. B. 6061-T6) mit einer zweischichtigen chemischen Nickel-Phosphorbeschichtung (25 μm Dicke) oder eine Verbundbeschichtung aus Feuerverzinkung und Pulverbeschichtung.
Für Gebiete mit hoher-UV-Strahlung (Regionen mit großer-Höhe):

Wählen Sie Fluorkohlenstofffarbe (PVDF-Anteil größer oder gleich 70 %) mit zusätzlichen UV-Absorbern (z. B. UV-531).

Für Bereiche mit erheblichen Temperaturschwankungen:

Verwenden Sie Legierungen mit niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten (z. B. 6063-T6) und integrieren Sie Langlöcher, um die Wärmeausdehnung und -kontraktion auszugleichen.

 

Salzsprühtests werden gemäß der in GB/T 10125 spezifizierten Neutralsalzsprühmethode (NSS) durchgeführt und erfordern nach 1.000 Stunden keine Korrosion des Grundmetalls. UV-Alterungstests werden gemäß ISO 4892-3 (unter Verwendung von UV-A 340-Lampen) über 2.000 Stunden durchgeführt, wobei der erforderliche Farbdifferenzwert (ΔE) der Beschichtung kleiner oder gleich 2,0 sein muss. Die Prüfung der mechanischen Belastung folgt den Normen IEC 61215 und deckt statische Belastungen (2.400 Pa) und dynamische Belastungen (1.000 Pa, 10.000 Zyklen) ab.

 

 

Das Montagesystem besteht hauptsächlich ausaus Hauptträger-/Pfettenverbindern und Diagonalstrebenhalterungen, die für eine hohe Zugfestigkeit (größer oder gleich 230 MPa) ausgelegt sind und Winddruck (z. B. 2400 Pa) und Schneelasten (z. B. 5400 Pa) standhalten.

Komponenten zur ModulbefestigungDazu gehören hauptsächlich Mittelklemmen, Endklemmen und Klemmfederklemmen. Sie zeichnen sich durch eine elastische Verformung von mindestens 1 mm und eine Ermüdungsbeständigkeit aus (halten 100.000 Zyklen ohne Bruch stand).

Elektrische AnschlusskomponentenDazu gehören Erdungsklemmen (leitende Klemmen) und Kabelklemmen, die eine Leitfähigkeit von mindestens 55 % IACS und einen Kontaktwiderstand von mindestens 0,5 Ω bieten (zur Gewährleistung der Erdungskontinuität).

Komponenten des Trackingsystemsbestehen aus Schwenkantriebsanschlüssen und Lagergehäusen und zeichnen sich durch Verschleißfestigkeit (Oberflächenhärte größer oder gleich HV500) und hohe Präzision (Toleranz ±0,1 mm) aus.

Hauptsächlich Gehäuse für Wechselrichter/Kombinationskästenbestehen aus Kühlkörpern und Montagehalterungen mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 150 W/(m·K) und der Schutzart IP65.

 

Durch wissenschaftliche Materialauswahl, standardisierte Installation und regelmäßige Wartung können Sie die Lebensdauer verlängernPV-Montagekomponenten aus Aluminiumlegierungvon standardmäßig 15 Jahren bis zu über 25 Jahren-, perfekt abgestimmt auf die Lebensdauer der PV-Module selbst. Dabei handelt es sich nicht nur um eine technische Investition, sondern um eine strategische Absicherung der langfristigen Kapitalrendite des Kraftwerks.

 

Wenn Sie ein neues PV-Projekt planen oder die Korrosionsbeständigkeit einer bestehenden Anlage verbessern möchten, wenden Sie sich bitte an unser Engineering-Team. Mit über einem Jahrzehnt Erfahrung in der Entwicklung und Herstellung von PV-Montagekomponenten bieten wir: maßgeschneiderte -Korrosionsschutzlösungen, die auf spezifische Projektumgebungen zugeschnitten sind (z. B. Küstengebiete, Industriegebiete oder Alpenregionen); Auswahl an hoch-korrosionsbeständigen-Aluminiumprofilen (C4/C5) und Edelstahlbeschlägen; und Installationsanleitungen sowie Handbücher zur Drehmomentspezifikation.

 

Kontaktieren Sie uns noch heute, um eine maßgeschneiderte Lösung zu erhalten und sicherzustellen, dass Ihr PV-Kraftwerk 25 Jahre lang einen wirklich sorgenfreien Betrieb-erhält.