太陽光発電用地上設置型Cチャンネル

私。冷間成形薄肉鋼板多くの人は鋼材というと、重くて厚い熱間圧延のI形鋼や溝形鋼を思い浮かべるでしょう。しかし、内圧延C形鋼は冷間成形薄肉鋼材の一種です。室温で、コイル状の鋼板や鋼帯を紙を折るように複数のローラーに通して連続的に曲げ、C形やZ形などの複雑な断面形状を徐々に作り出していきます。この工程は熱を使わず、「冷間加工」によって行われます。 なぜこれが注目に値するのでしょうか？それは、冷間曲げ加工によって加工硬化効果が得られるからです。鋼材の降伏強度は、原材料と比較して10～20%増加します。つまり、同じ材料でも冷間曲げ加工後には「より強く」なるのです。さらに、非常に薄い肉厚（一般的に1.5～3.0mm）で大きな断面形状を実現できるため、材料利用率が極めて高くなります。熱間圧延鋼と比較すると、冷間成形鋼は鋼材を約25～30%節約できます。これは、太陽光発電用ブラケットの強度を維持しながらコストを削減できる、重要な技術の一つです。  II．母屋と主梁の比較支持システムの図面を見ると、多くの人がC字型の鋼製梁をすべて「母屋」と呼びますが、実際にはそれぞれ異なる機能を持っています。太陽光発電支持システムでは、次のようになります。 母屋は、太陽光発電モジュールを直接「支える」水平部材です。モジュールはクランプやボルトで母屋に固定され、母屋はモジュールから伝わる風荷重や積雪荷重を受け止める役割を担います。 主梁（斜梁とも呼ばれる）は、母屋を支える傾斜した耐荷重部材である。一方の端は柱に接続され、もう一方の端は斜ブレースまたは別の柱に接続され、母屋から柱へ力を伝達する。 簡単に言うと、母屋は屋根の垂木のようなもので、主梁は耐力壁の主梁のようなものです。内側に湾曲したC字型の鋼梁1本は、母屋としても主梁としても使用できます。唯一の違いは、荷重の大きさと荷重の方向です。設計段階では、各部材の仕様を決定するために構造計算が必要です。一般的に、主梁の断面は母屋の断面よりも1サイズ大きくなります。 （写真は微信公众号より）機械の電気原理） lll.溶融亜鉛めっきの厚さと寿命太陽光発電用ブラケットは25年以上の耐用年数が求められるため、腐食防止が最重要課題となります。最も一般的な腐食防止方法は溶融亜鉛めっきです。これは、C字型の鋼材を約445℃の溶融亜鉛に浸漬し、亜鉛鉄合金層と純亜鉛層を形成する方法です。しかし、どのくらいの厚さで十分なのでしょうか？ 実証データによると、次のことが分かります。農村部または一般的な内陸環境：40～50μm（約275～350g/m²）の両面亜鉛メッキ層は、15～20年間使用できます。 工業地帯または軽度に汚染された地域：50～65μm（約350～450g/m²）、20～25年に相当。 沿岸から2km以内の地域、または高湿度・高塩分噴霧環境においては、25年以上の耐用年数を実現するために、80μm以上（約550～600g/m²）の塗膜厚が必要です。 コーティングが厚ければ厚いほど良いとは限らないことに注意が必要です。厚すぎるとコーティングの脆さが増し、密着性が低下し、コストが大幅に増加します。したがって、適切な設計とは、プロジェクト現場の腐食レベルに基づいて適切なコーティング重量を選択することです。近年普及している亜鉛アルミニウムマグネシウムめっき（アルミニウム3.5%～11%、マグネシウム1%～4%含有）は、技術的に優れたものです。純亜鉛の3～10倍の耐食性を持ち、切断面は自己修復性があります。設置中に傷がついても再コーティングが不要なため、沿岸部や酸性・アルカリ性の環境に特に適しています。 （写真は微信公众号より）機械の電気原理） IV．なぜ内側にカールすると筋力が向上するのか？この問題は、工学力学の独創性を最もよく示している。開口部のあるC字型鋼梁に圧力が加わると、最も起こりやすい結果は強度破壊ではなく、不安定化である。これは、空のソーダ缶が潰れるようなものだ。C字型鋼梁のフランジ（2つの直線部分）は、圧力によって外側または内側にねじれる傾向がある。この種の破壊は局部座屈と呼ばれる。 内側に湾曲したエッジの機能は、フランジのエッジに弾性的な拘束を加えることです。この丸められたエッジは「小さなバッフル」のように働き、フランジが自由にねじれるのを防ぎます。これによりフランジの臨界座屈応力が大幅に増加し、肉厚が薄くても部品が安定した耐荷重能力を維持できるようになります。技術的に言えば、断面の歪み座屈と局部座屈に対する耐荷重能力が向上します。 例えるなら、薄い紙を想像してみてください。平らに持っていると簡単に曲がりますが、両端を少し折り曲げると、ずっと硬くなります。内側に湾曲した端がまさに「折り曲げた端」であり、すぐに効果が現れます。これが、太陽光発電用のC型鋼板が、ただ開いたU字型の溝ではなく、縁を丸める必要がある理由です。 V．負荷伝達経路：モジュールから接地まで、いかなる中断も許されない。太陽光発電所の設計における安全の基本原理は、負荷伝達経路の完全性です。内側に湾曲したC字型の鋼材は、この経路の中央部に位置しています。それでは、上から下へと順に見ていきましょう。 風や雪が太陽光発電モジュールの表面に作用する。 モジュールは、クランプまたはボルトを介して荷重を母屋（内側に圧延されたC形鋼）に伝達する。 母屋は荷重を主梁（これもC形鋼の場合がある）に伝達する。 主梁は荷重を柱（通常はC字型の鋼材または丸パイプ）に伝達する。 柱は荷重を基礎（現場打ち杭、らせん杭など）に伝達する。 基礎は最終的に荷重を地面（土壌または岩盤）に伝達する。 この経路上のいずれかのノード（接続ボルトの緩み、C形鋼の局部座屈、溶接部の錆など）に不具合が生じると、構造全体が崩壊します。そのため、太陽光発電支持構造の設計では、各鋼材の強度を計算するだけでなく、接続ノードの耐荷重能力を確認し、すべての部品のコーティングがノードで連続していることを確認する必要があります（例えば、亜鉛メッキボルト、スプリングナットなどを使用する）。内側に圧延されたC形鋼の背面にある長い取り付け穴は、位置調整を容易にし、ボルト接続に十分な余裕を持たせるためのものです。 VI．現場溶接を避けるべき理由とは？ 小規模な太陽光発電プロジェクトや仮設発電所では、建設チームが利便性のために現場でC形鋼を切断・溶接することがあります。しかし、これは以下の3つの理由から重大なタブーです。 まず、亜鉛めっき層が焼き切れます。溶接中、局所的な温度は1500℃を超えることがあり、亜鉛めっき層が瞬時に蒸発または酸化します。溶接点周辺の亜鉛層も高温によって劣化します。この箇所は腐食の「突破口」となり、数年以内に内部から錆びて穴が開き、修復不可能になります。 第二に、溶接によって変形が生じます。鋼材は局所的に加熱された後、冷却・収縮するため、C字型の鋼材が曲がったりねじれたりします。設計上は1メートルあたり1mm以下の真直度であったものが、溶接後には1メートルあたり5mmにまで歪んでしまう可能性があります。太陽光発電モジュールはガラス製品であり、平面度に非常に敏感です。支持構造の変形は、モジュールの微細な亀裂や破損に直接つながる可能性があります。 第三に、熱影響部の強度が低下する。冷間成形鋼の加工硬化効果は溶接熱サイクルによって消失するため、溶接点付近の降伏強度は元の母材よりも低くなる。 そのため、標準的な太陽光発電支持システムはすべてボルト接続を採用しています。プレハブコネクタ、ボルト、スプリングナット、緩み止めワッシャーを現場で組み立てる方式は、まるで積み木を組み立てるようなものです。これにより、継続的な耐腐食性が確保され、分解や調整が容易になり、25年の耐用年数という品質要件をより適切に満たすことができます。