Introduction

L'acier et l'aluminium sont deux des métaux les plus utilisés dans les structures de montage photovoltaïques, mais ils créent des exigences très différentes en matière de conception de profilés, de formage, de poinçonnage, d'assemblage, de protection contre la corrosion, de manipulation et de configuration de ligne de production.

Pour les fabricants de systèmes de montage, en choisissant entre l'acier et l'aluminium profils de montage solaires ne doit donc pas être réduit à une simple comparaison du poids ou de la résistance du matériau Le matériau correct dépend de l'endroit où la structure sera installée, des charges qu'elle doit supporter, de la façon dont les profilés se connectent avec d'autres composants, de l'environnement de corrosion auquel ils seront confrontés et de la manière dont l'usine a l'intention de les fabriquer.

Du point de vue de la production, les différences sont tout aussi importantes.

Les profilés de montage en acier sont généralement produits à partir de bobines galvanisées ou revêtues à l'aide du profilage, du poinçonnage, de la découpe et de la manipulation automatisée. Les profilés de montage en aluminium peuvent utiliser différentes voies de fabrication en fonction de la section transversale, y compris l'extrusion et le poinçonnage, le perçage, la découpe ou tout autre traitement secondaire ultérieur.

Pour les usines qui prévoient des équipements de fabrication de supports photovoltaïques, la première question devrait donc être la suivante

Quels profils de montage allons-nous réellement fabriquer et quel processus de production est le plus approprié pour ces profils ?

Ce guide compare les profils de montage solaire en acier et en aluminium du point de vue de la fabrication et de la sélection des équipements.

Pourquoi la sélection des matériaux de montage solaire est importante

Les modules photovoltaïques restent installés à l'extérieur pendant de nombreuses années et leur structure de montage doit maintenir la stabilité mécanique dans des conditions environnementales changeantes.

Le ministère américain de l'Énergie note que les structures de montage photovoltaïque doivent fournir un système de support stable et durable capable de gérer les charges environnementales et la corrosion lors d'opérations extérieures à long terme.

Cela signifie que le profil de montage n’est pas simplement une pièce de métal formé.

Il contribue à:

• soutien structurel,
• positionnement du module,
• résistance à la charge de vent,
• résistance à la charge de neige,
• connexion entre les composants structurels,
• réglage d'installation,
• résistance à la corrosion,
• et la stabilité du système à long terme.

L'acier et l'aluminium peuvent tous deux remplir ces fonctions lorsque le système est conçu correctement, mais leurs caractéristiques de fabrication diffèrent considérablement.

Profils de montage solaire en acier et en aluminium en un coup d'œil

Facteur	Profils de montage solaire en acier	Profilés de montage solaire en aluminium
Voie de fabrication typique	Formage de rouleaux à partir d'une bobine	Généralement extrusion plus usinage secondaire
Applications courantes	Structures au sol, poteaux, canaux, pannes, supports structurels	Rails, éléments de montage de toit, profilés de connexion plus légers
Raideur de section	Élevé pour une conception structurelle appropriée	Dépend fortement de la géométrie de l'alliage et de la section
Poids	Densité supérieure	Densité inférieure
Stratégie de corrosion	Acier galvanisé ou revêtu couramment utilisé	Couche d'oxyde naturel, anodisation ou autres traitements selon l'application
Production à long profil	Hautement compatible avec le formage en rouleau continu	L'extrusion est couramment utilisée pour les sections constantes complexes
Intégration poinçonnante	Peut être intégré avant ou après le formage au rouleau	Souvent réalisé comme usinage secondaire
Changement de profil	Dépend de l'outillage en rouleau	Nécessite généralement une filière/profil d'extrusion correspondant
Sensibilité de surface	Le revêtement doit être protégé	La surface cosmétique peut également nécessiter une manipulation prudente
Question clé sur l'équipement	Formage, poinçonnage et basculement	Alimentation par extrusion plus usinage aval

Ce tableau doit être traité comme une comparaison générale de la fabrication plutôt que comme une règle de conception universelle.

La structure de montage finale doit encore être conçue en fonction de ses charges, de son application, de ses normes et des conditions environnementales locales.

L'acier est courant dans les structures solaires montées au sol

Les systèmes photovoltaïques montés au sol ont souvent besoin d'éléments structurels capables de transporter des charges importantes sur de longues portées.

L'acier est largement utilisé pour des composants tels que :

• poteaux conduits,
• poutres de support,
• Canaux C,
• Chaînes U,
• Profils Z,
• pannes,
• membres vivifiants,
• structures liées au tube de torsion,
• et composants de connexion.

Le ministère américain de l'Énergie Bases de la fabrication solaire photovoltaïque note que le rayonnage photovoltaïque au sol est généralement fabriqué en acier, généralement avec un revêtement ou une galvanisation utilisés pour la protection contre la corrosion.

Pour les fabricants, ces types de composants sont particulièrement compatibles avec le profilage continu lorsque la section transversale reste constante le long de la longueur du profilé.

Pourquoi le formage de rouleaux fonctionne bien pour les profils photovoltaïques en acier

Le formage de rouleaux plie progressivement le matériau de la bobine à travers plusieurs postes de rouleaux.

Une ligne de support solaire en acier typique peut suivre :

chargement de la bobine → décoilage → nivellement → alimentation servo → poinçonnage → formage des rouleaux → redressage → découpe → déchargement

Cela rend le formage au rouleau adapté aux profilés nécessitant :

• longues longueurs continues,
• coupes transversales répétées,
• trous ou fentes intégrés,
• grandes quantités de production,
• et longueurs de coupe programmables.

Les usines produisant des césariennes à lèvres peuvent utiliser des équipements tels que ceux de JBLDIE Machine de formage de rouleaux d'acier pour profilés en C pour supports photovoltaïques solaires.

Les éléments photovoltaïques en forme de U associés peuvent être fabriqués à l'aide d'un Machine de formage de profilés en U pour supports photovoltaïques solaires.

Le point important est que l'outillage doit correspondre à la géométrie réelle du profil plutôt qu'à la parenthèse “solar de description générale.”

L'aluminium favorise souvent une géométrie de profil différente

L'aluminium offre aux concepteurs une voie de fabrication différente.

Des sections efficaces complexes et constantes peuvent être produites par extrusion, permettant à un profil de contenir :

• canaux internes,
• rainures,
• interfaces de montage,
• murs minces,
• fonctionnalités de connexion,
• et d'autres détails

cela serait difficile à créer en utilisant uniquement le formage à froid classique.

C'est l'une des raisons pour lesquelles l'aluminium est fréquemment associé aux rails de montage photovoltaïques et aux systèmes de toit où des profils plus légers et une géométrie de connexion intégrée peuvent être avantageux.

Du point de vue du fabricant, l'extrusion et le profilage ne doivent toutefois pas être traités comme des procédés directement interchangeables.

Un profilé spécialement conçu pour l'extrusion peut ne pas être pratique à reproduire en utilisant le profilage sans redessiner sa section transversale.

De même, un simple canal en acier à grand volume peut ne pas avoir besoin de la complexité géométrique rendue possible par l'extrusion.

Le poids est important, mais ce n'est pas la seule décision

L'aluminium a une densité sensiblement inférieure à celle de l'acier.

Cela peut réduire le poids des profils individuels et faciliter la manipulation manuelle dans certaines applications.

Cependant, la comparaison de dimensions extérieures identiques ne montre pas automatiquement quel élément de montage fini fonctionne mieux.

Les performances structurelles dépendent de :

• propriétés des matériaux,
• épaisseur de paroi,
• géométrie de section,
• moment d'inertie,
• envergure,
• espacement de support,
• direction de charge,
• conception de connexion,
• et configuration complète du système.

Un métal plus léger ne signifie pas nécessairement que l’ensemble de la structure de montage utilisera proportionnellement moins de matériau.

De même, une nuance d'acier plus solide ne signifie pas automatiquement que la structure finie doit simplement devenir plus fine sans tenir compte de la rigidité et du comportement du système.

Les décisions de fabrication doivent donc être fondées sur la section efficace réelle de l'ingénierie.

La géométrie du profil peut compter plus que le matériau seul

Considérons deux rails de montage fabriqués à partir de matériaux différents.

Le premier pourrait utiliser une géométrie de canal C à lèvre relativement simple.

La seconde pourrait utiliser une section extrudée plus complexe dotée de caractéristiques de renforcement internes.

Les comparer uniquement par qualité matérielle donne des informations limitées car la conception transversale est fondamentalement différente.

Le comportement structurel d'un profil est fortement affecté par :

• profondeur de section,
• largeur de la bride,
• lèvres,
• côtes,
• caractéristiques internes,
• répartition des murs,
• et orientation.

Pour les acheteurs d'équipements de profilage, cela renforce un point clé :

La sélection de la machine doit commencer par le dessin de profil fini.

Le matériau ne représente qu’une partie des besoins de production.

L'acier galvanisé nécessite une protection du revêtement pendant le formage

Les profilés de montage en acier sont souvent galvanisés ou autrement revêtus pour améliorer la résistance à la corrosion extérieure.

Cela crée une exigence de qualité supplémentaire lors du profilage.

La chaîne de production doit éviter les dommages inutiles causés par :

• rouleaux rugueux,
• débris métalliques piégés,
• pression de roulis excessive,
• guides pointus,
• marques d'alimentation,
• débris de poinçonnage,
• dégâts de coupe,
• et l'empilement incontrôlé.

Un petit morceau de métal intégré dans un rouleau peut créer une rayure répétée sur une longue série de production.

La surface galvanisée doit donc être inspectée dans le cadre du contrôle de qualité normal du profil.

Ceci est particulièrement important pour les composants photovoltaïques extérieurs où l’état du revêtement contribue à la protection contre la corrosion à long terme.

Les surfaces en aluminium nécessitent également une manipulation contrôlée

Les profilés en aluminium ne sont pas automatiquement immunisés contre les dommages de surface de fabrication.

Ils peuvent être rayés, bosselés, ou marqués au cours de :

• convoyage,
• forage,
• poinçonnage,
• serrage,
• empilage,
• et emballage.

Si le profilé utilise une anodisation ou une autre finition spécifiée, l'apparence et les conditions de revêtement peuvent devenir encore plus importantes.

L'équipement de production en aval devrait donc utiliser des surfaces de contact adaptées et une manutention contrôlée.

Peu importe si l'acier ou l'aluminium est sélectionné, l'automatisation devrait protéger la surface finie plutôt que de simplement déplacer le matériau plus rapidement.

La corrosion doit être évaluée comme un système complet

Les performances de corrosion dépendent de plus que du matériau du profil individuel.

La structure de montage peut contenir plusieurs métaux, parmi lesquels

• acier galvanisé,
• aluminium,
• fixations en acier inoxydable,
• composants de mise à la terre,
• et autre matériel de connexion.

Lorsque des métaux différents sont connectés en présence d’humidité, la corrosion galvanique peut devenir un facteur de conception.

Le ministère américain de l'Énergie Gérer et atténuer la corrosion solaire photovoltaïque discute spécifiquement de l'interaction des fixations en acier inoxydable, des cadres en aluminium et des pannes en acier ou en aluminium dans les systèmes photovoltaïques.

Pour les fabricants, la leçon est importante :

Un profil ne doit pas être sélectionné indépendamment des attaches et des composants qui s'y connectent.

La compatibilité des matériaux doit être prise en compte dans l’ensemble de montage complet.

Les environnements côtiers et corrosifs nécessitent une plus grande attention

Les systèmes photovoltaïques peuvent être installés dans :

• régions côtières,
• environnements industriels,
• zones agricoles,
• déserts,
• climats humides,
• et d'autres conditions exigeantes.

L'exposition environnementale peut influencer les décisions relatives au revêtement et aux matériaux.

Un profilé en acier galvanisé destiné à un environnement intérieur peut nécessiter une stratégie de protection contre la corrosion différente dans un autre projet.

De même, l’alliage d’aluminium et le traitement de surface doivent correspondre à l’application.

Les fabricants d'équipements ne doivent pas prendre la décision de corrosion du système de montage, mais ils doivent comprendre les spécifications des matériaux sélectionnées par le concepteur du système.

Cette spécification affecte la manière dont la chaîne de production gère et traite le matériau.

La résistance de l'acier influence la formation de rouleaux

Les nuances d'acier avec une limite d'élasticité plus élevée peuvent fournir des propriétés structurelles utiles, mais elles affectent également la fabrication.

L'acier à plus haute résistance peut nécessiter :

• une plus grande force de formage,
• arbres et supports plus solides,
• progression de courbure différente,
• plus de compensation de retour de printemps,
• et différents paramètres d'espace de roulis.

Une ligne initialement développée pour l'acier galvanisé relativement doux peut ne pas produire automatiquement la même géométrie lorsqu'une nuance de résistance sensiblement plus élevée est introduite.

Les spécifications de la machine devraient donc définir la qualité du matériau ou la plage de propriétés mécaniques plutôt que la seule épaisseur.

Pour les équipes d'approvisionnement, les branches en acier galvanisé de 2 mm ne suffisent pas à elles seules.

Le retour élastique est une considération majeure de formage de l'acier

Une fois l’acier plié, une partie de la déformation se rétablit élastiquement.

Ce retour de printemps affecte:

• angle de bride,
• ouverture du profil,
• position des lèvres,
• largeur hors tout,
• et géométrie de virage.

Un canal C photovoltaïque avec des lèvres intérieures est particulièrement sensible car plusieurs coudes interagissent.

L'outillage peut compenser en utilisant :

• formage progressif,
• surformage contrôlé,
• et passe d'étalonnage.

Mais le montant de la compensation dépend du comportement matériel.

Si la nuance d'acier change, la section finie doit être vérifiée à nouveau plutôt que de supposer que les réglages précédents restent corrects.

L'aluminium a son propre comportement de retournement

L'aluminium présente également une récupération élastique lors de la flexion.

Cependant, lorsqu'un rail de montage est basé sur l'extrusion, une grande partie de sa géométrie de section transversale principale est créée par le processus d'extrusion plutôt que par le pliage progressif d'une bande plate.

Les opérations secondaires peuvent encore comprendre

• flexion,
• poinçonnage,
• formage,
• forage,
• ou déformation locale

selon le composant.

La stratégie de production devrait donc faire la distinction entre

création du profil complet

et

effectuer un traitement secondaire sur un profil existant.

Cette distinction est centrale lorsqu'on compare un équipement de profilage en acier avec un équipement de traitement à profil en aluminium.

Poinçonnage de profils de montage solaire en acier

Les profilés en acier de type C, U et entretoise contiennent généralement des trous et des fentes répétés.

Une ligne de profilage peut intégrer un poinçonnage avant que le profil ne soit complètement formé.

Ceci est utile car la bande plate offre un accès pratique à la matrice.

Une séquence de production programmable peut comprendre

feed → punch → feed → punch → form → cut

La stratégie de poinçonnage peut être configurée selon :

• type de trou,
• motif de fente,
• longueur finie,
• spécification du support,
• et volume de production.

JBLDIE Équipement de poinçonnage de racks photovoltaïques solaires est conçu autour de différentes exigences de traitement des trous de support photovoltaïque.

Le poinçonnage peut déterminer la sortie réelle de la ligne d'acier

Un formeur de rouleau en acier peut être mécaniquement capable de traiter rapidement un matériau.

Cependant, si chaque profil fini contient un grand nombre de fentes, le poinçonnage peut devenir le véritable goulot d'étranglement de la production.

La capacité réelle dépend de:

• nombre de trous,
• nombre de postes de poinçonnage,
• cycle de presse,
• alimentation servo,
• mouvement matériel,
• longueur coupée,
• et déchargement.

Pour les acheteurs, cela signifie que la question importante n'est pas la suivante

Quelle est la vitesse maximale de formage en rouleau ?

Il s'agit de:

Combien de profils qualifiés la ligne complète peut-elle produire en utilisant notre véritable modèle de poinçonnage ?

Cette distinction est particulièrement importante pour les canaux de support solaire fortement fendus.

L'usinage secondaire en aluminium crée un goulot d'étranglement différent

Pour un rail en aluminium, la capacité de production peut dépendre plus fortement des opérations en aval telles que

• sciage,
• Forage CNC,
• poinçonnage,
• fraisage,
• ébavurage,
• et assemblage.

Le profilé extrudé peut déjà contenir la géométrie de section transversale primaire.

Cela modifie le goulot d'étranglement de l'équipement.

La production de profilage en acier est souvent limitée par :

formage + poinçonnage + découpe

tandis que la fabrication de rails en aluminium peut être plus fortement influencée par :

fourniture de profil + usinage + découpe + manutention

La comparaison des deux matériaux nécessite donc de comparer des voies de fabrication complètes plutôt que seulement le processus principal de fabrication du profil.

Comparaison de fabrication

Problème de fabrication	Formage de rouleaux d'acier	Traitement des profilés en aluminium
Forme de matière première	Bobine	Barre/profil couramment extrudé
Création de profil principal	Formage progressif du rouleau	Extrusion
Production de longueur	Continu avant la coupe	Longueurs extrudées puis coupées
Traitement des trous	Facilement intégré à l'alimentation en bandes	Poinçonnage/perçage secondaire fréquent
Complexité du profil	Idéal pour les sections ouvertes formables	Peut prendre en charge la géométrie d'extrusion complexe
Changement	Réglage de l'outil ou changements de roulis	Profil différent nécessite normalement le profil d'extrusion correspondant
Protection de surface	Protéger la couche galvanisée/enduite	Protéger l'extrusion/finition anodisée
Contrainte de vitesse principale	Poinçonnage/formage/coupe	Usinage/découpe secondaire
Focus d'automatisation	Ligne de production intégrée	Usinage et manutention

L'acier peut être efficace pour les profils longs à haut volume

Le formage en rouleaux devient particulièrement intéressant lorsque la production implique de grandes quantités de sections longues répétées.

Une fois la recette d’outillage et de production établie, la bobine métallique peut se déplacer en continu sur la ligne.

Ceci est bien adapté à des produits tels que

• canaux solaires C,
• Chaînes U,
• Sections Z,
• pannes,
• poteaux montés au sol,
• et autres profils structurels ouverts.

Le poinçonnage et la découpe programmables permettent de réaliser la même section de base avec des éléments différents :

• motifs de trous,
• longueurs,
• et des séquences spécifiques au projet.

Cela peut offrir une flexibilité de fabrication utile sans modifier l’outillage du rouleau central.

L'aluminium peut offrir des avantages pour les interfaces ferroviaires complexes

L'extrusion d'aluminium devient particulièrement utile lorsque le profilé fini contient des caractéristiques complexes qui seraient difficiles à créer à partir d'une bobine d'acier plate.

Par example, une extrusion peut intégrer

• rainures internes,
• canaux de boulons,
• interfaces de fixation,
• plusieurs épaisseurs de paroi,
• et géométrie locale de renforcement

dans une seule section transversale.

Ceci peut simplifier certaines opérations d'assemblage en aval.

Cependant, la conception du profil d'extrusion nécessite également de prendre en compte la faisabilité de la filière, l'alliage, l'épaisseur de paroi, la tolérance dimensionnelle et l'usinage en aval.

Du point de vue de la fabrication-planification, la meilleure voie matérielle dépend fortement de la géométrie prévue du profil.

Les profils de toit et de hauteur au sol peuvent avoir des priorités différentes

L’une des raisons pour lesquelles l’acier et l’aluminium ne constituent pas une comparaison universelle est que les applications des systèmes de montage diffèrent.

Un système de toit peut mettre davantage l'accent sur

• poids inférieur du composant,
• manutention d'installation,
• interface toit,
• rails compacts,
• et géométrie de fixation intégrée.

Un grand système monté au sol peut mettre davantage l'accent sur

• membres structurels,
• longues portées,
• postes,
• production de profilés en grand volume,
• et l'efficacité matérielle à l'échelle du projet.

Le ministère américain de l'Énergie note que la conception des supports photovoltaïques varie considérablement selon que l'installation se trouve sur un toit ou au sol.

Les fabricants devraient donc définir des applications cibles avant d’investir dans des équipements de production de profils.

Les systèmes à inclinaison fixe et de suivi utilisent également différents composants

Les systèmes à inclinaison fixe et les suiveurs solaires n'utilisent pas nécessairement les mêmes éléments de support.

Un système fixe peut comprendre

• postes,
• pannes,
• rails,
• appareils orthodontiques,
• et connecteurs.

Les systèmes de suivi ajoutent des éléments structurels mobiles et peuvent inclure des composants tels que des tubes de torsion et des roulements ou connexions spécialisés.

Le ministère de l'Énergie identifie également les postes de support, les rails, les fixations structurelles et les tubes de torsion comme des éléments importants dans les systèmes de montage et de suivi photovoltaïques.

La sélection des équipements doit donc être basée sur la portée spécifique des composants du fabricant.

Une usine fabriquant des supports à canal en C à inclinaison fixe a des exigences de machines différentes de celles d'une usine produisant des tubes de torsion de suivi.

La disponibilité des matériaux peut influencer la stratégie de production

Les décisions de fabrication sont également affectées par les réalités de la chaîne d’approvisionnement.

Une usine de profilage achète généralement des bobines définies :

• nuances d'acier,
• largeurs,
• épaisseurs,
• et spécifications de revêtement.

Un fabricant de profilés en aluminium peut dépendre de fournisseurs d'extrusion ou d'une capacité d'extrusion interne.

Cela affecte:

• délai d'exécution matériel,
• inventaire,
• campagnes de production minimales,
• planification du basculement,
• et programmation de la production.

Les acheteurs d'équipements devraient donc évaluer le modèle d'approvisionnement en matériaux parallèlement à la capacité de la machine.

Une ligne théoriquement flexible offre un avantage limité si les spécifications requises en matière première sont difficiles à gérer dans le cadre du modèle de production prévu.

Stratégie d'outillage pour les profils en acier

L’outillage de profilage en acier peut être divisé globalement en deux stratégies.

Outillage Dédié

Conçu autour d'un profil ou d'une famille de produits étroite.

Les avantages peuvent inclure :

• configuration plus simple,
• géométrie stable,
• moins de variables d'ajustement,
• et une forte adéquation à une production en grand volume.

Outillage Réglable ou Interchangeable

Conçu pour couvrir plusieurs dimensions connexes.

Les avantages peuvent inclure :

• une plus grande flexibilité des produits,
• besoin réduit de lignes complètement séparées,
• et une adaptation plus rapide aux projets changeants.

Cependant, l'outillage réglable nécessite des références mécaniques claires.

Après chaque changement, les dimensions critiques doivent être vérifiées.

La flexibilité ne crée de la valeur que lorsque le produit suivant peut être reproduit de manière cohérente.

Modifications du profil en aluminium Suivez une logique différente

Avec les produits en aluminium à base d'extrusion, changer la section transversale complète signifie généralement changer le profil extrudé lui-même.

Les équipements en aval peuvent encore être suffisamment flexibles pour gérer plusieurs sections connexes.

Par example, une machine CNC ou poinçonneuse peut utiliser

• luminaires réglables,
• programmes stockés,
• outils multiples,
• et découpe programmable.

La question de la flexibilité change donc.

Au lieu de se demander à quelle vitesse l'outillage de rouleau change, le fabricant demande à quelle vitesse l'équipement de traitement secondaire peut s'adapter à une autre extrusion.

Il s'agit d'une autre distinction importante lorsqu'on compare les stratégies d'investissement.

Contrôle de qualité pour les profils de montage solaire en acier

Un profil formé en rouleau d'acier doit être inspecté dans plusieurs catégories.

Section croisée

Vérifier:

• largeur de la bande,
• hauteur de bride,
• géométrie des lèvres,
• angle de courbure,
• largeur d'ouverture,
• et dimensions hors tout.

Géométrie longitudinale

Vérifier:

• rectitude,
• camber,
• twist,
• et longueur finie.

Perforation

Vérifier:

• taille du trou,
• taille de la fente,
• lancer,
• position cumulée,
• et distance aux extrémités coupées.

Surface

Vérifier:

• rayures,
• dommages au revêtement,
• bosses,
• et bavure.

Ces contrôles doivent être effectués sur les profilés finis déchargés plutôt que uniquement pendant que le matériau reste retenu à l'intérieur de la machine.

Contrôle de qualité pour les profils de montage en aluminium

L'inspection des profilés en aluminium peut mettre l'accent sur des caractéristiques de fabrication quelque peu différentes.

Selon la conception, les vérifications peuvent comprendre

• dimensions d'extrusion,
• épaisseur de paroi,
• rectitude,
• twist,
• longueur coupée,
• trou ou position d'usinage,
• finition de surface,
• condition d'anodisation lorsque spécifiée,
• et interfaces d'assemblage.

Les extrusions complexes peuvent inclure plus de surfaces de référence que de simples canaux formés en rouleau.

Les données d’inspection doivent donc être définies avec soin.

Le processus de fabrication doit en fin de compte être évalué par rapport aux exigences des composants finis plutôt qu'aux tolérances génériques des matériaux.

Compatibilité de corrosion entre les composants en acier et en aluminium

Un système de montage photovoltaïque peut combiner de l'acier et de l'aluminium dans le même ensemble.

Cela peut se produire lorsque:

• les cadres de modules en aluminium se connectent aux rails en acier,
• les fixations en acier inoxydable relient différents métaux,
• rails en aluminium fixés aux structures en acier,
• ou les composants de mise à la terre relient plusieurs matériaux.

Les directives du ministère de l'Énergie sur la corrosion soulignent que le risque d'interaction galvanique augmente lorsque des métaux différents sont placés plus éloignés les uns des autres dans la série galvanique et exposés à des conditions environnementales appropriées.

Cela rend la conception de connexion importante.

Les fabricants d'équipements ne définissent peut-être pas ces solutions de corrosion au niveau du système, mais les dessins des composants et les spécifications de surface doivent déjà les refléter avant le début de la production.

Quel matériau est le meilleur pour l’automatisation à haut volume ?

Il n'y a pas de réponse universelle.

Pour les profilés structurels répétés à section ouverte longue, le profilage en acier peut prendre en charge une fabrication hautement intégrée :

bobine → poinçon → forme → coupe → pile

Cela le rend particulièrement adapté à la production automatisée de membres de support à l’échelle du projet.

Pour les sections de rail complexes contenant des caractéristiques de fixation intégrées, l'extrusion d'aluminium peut réduire le besoin de former mécaniquement ces détails après la production du profil.

La décision dépend donc de ce qui doit être automatisé.

Une ligne en acier hautement automatisée et une cellule d'usinage d'aluminium hautement automatisée peuvent toutes deux être efficaces, mais elles résolvent différents problèmes de fabrication.

Questions de l'acheteur pour l'équipement de production de

Avant de configurer une ligne de support photovoltaïque en acier, les acheteurs doivent demander :

• Quels dessins de profil peuvent partager la même machine ?
• Quelles nuances d'acier sont prises en charge ?
• Quelle est la plage d'épaisseur réelle ?
• Comment le retour de printemps est-il compensé ?
• Comment le revêtement galvanisé est-il protégé ?
• Quels modèles de trous le système de poinçonnage peut-il produire ?
• Comment l’erreur cumulative de position des trous est-elle contrôlée ?
• Comment les écarts de roulis sont-ils ajustés ?
• Combien de temps prend le changement de produit ?
• Comment la rectitude est-elle contrôlée ?
• Quel est le véritable résultat qualifié ?
• Comment FAT mesurera-t-il le profil fini ?

Ces questions en révèlent bien plus sur la capacité de production utilisable que sur la vitesse maximale seule.

Questions de l'acheteur pour la fabrication de profilés en

Pour les produits de montage en aluminium, les acheteurs doivent considérer

• L'extrusion sera-t-elle produite en interne ou provenant de sources ?
• Quels alliages et quels revenus sont nécessaires ?
• Quels profilés nécessitent un usinage secondaire ?
• Combien de trous ou de fentes sont nécessaires ?
• Comment les luminaires sont-ils modifiés ?
• Les surfaces anodisées sont-elles traitées avant ou après la finition ?
• Comment la longueur de coupe est-elle contrôlée ?
• Comment sont gérés les chips et les bavures ?
• Comment les surfaces sensibles à l'apparence sont-elles protégées ?
• Comment les profils finis sont-ils empilés et emballés ?

Encore une fois, l'architecture d'équipement correcte suit le composant fini.

Quand l’acier peut être le choix de fabrication le plus pratique

Les profilés de montage solaire formés de rouleaux d'acier peuvent être particulièrement appropriés lorsque le portefeuille de produits contient :

• poteaux montés au sol,
• Canaux C,
• Chaînes U,
• Sections Z,
• pannes,
• longs éléments structurels,
• et des profils fortement poinçonnés.

Le formage en rouleau peut également être intéressant lorsque la production nécessite :

• de longues courses continues,
• longueurs programmables,
• poinçonnage intégré,
• et l'empilement automatisé.

La décision finale dépend toujours des exigences en matière d'ingénierie structurelle et de corrosion, mais du point de vue de la fabrication, ces produits s'adaptent bien au formage alimenté par bobine.

Quand l'aluminium peut être le choix de fabrication le plus pratique

L'aluminium peut être particulièrement pratique lorsque le composant de montage bénéficie de :

• faible poids des composants,
• géométrie complexe de rail intégré,
• caractéristiques de fixation basées sur l'extrusion,
• manutention sur le toit,
• et des formes de profil difficiles à créer par le biais du profilage conventionnel.

L'usinage secondaire peut alors ajouter :

• trous,
• découpes,
• fonctionnalités finales,
• et longueurs spécifiques au projet.

Cela illustre pourquoi le choix du matériau et le processus de fabrication doivent être évalués ensemble plutôt qu’indépendamment.

Une usine peut-elle produire des profils de montage solaire en acier et en aluminium ?

Oui, mais les voies de production peuvent être très différentes.

Une usine diversifiée de systèmes de montage pourrait avoir :

Zone de production d'acier

• stockage de bobines,
• décoilage,
• poinçonnage,
• roll formage,
• découpage,
• empilement robotisé.

Zone de traitement de l'aluminium

• réception d'extrusion,
• coupe de scie,
• Usinage CNC,
• perçage ou poinçonnage,
• inspection,
• empilage.

Des opérations partagées en aval peuvent être possibles dans des cas sélectionnés, mais les principales technologies de production de profils sont généralement différentes.

La planification d'usine doit donc cartographier la famille complète de composants et éviter de supposer qu'une chaîne de production doit traiter chaque matériau.

Comment les tendances actuelles de la fabrication solaire affectent les décisions relatives aux matériaux

Le déploiement photovoltaïque continue de s'étendre dans différents environnements de projet, augmentant ainsi la variété des structures de montage requises.

Dans le même temps, les fabricants sont sous pression pour s'améliorer

• efficacité matérielle,
• automatisation de la production,
• performance structurelle,
• durabilité à la corrosion,
• adaptation flexible du projet,
• et résilience de la chaîne d’approvisionnement.

Ces pressions ne favorisent pas automatiquement un matériau.

Au lieu de cela, ils rendent la sélection des processus de fabrication plus importante.

Un matériau qui fonctionne bien structurellement doit encore être converti efficacement en un composant reproductible.

Pour les profilés en acier, cela signifie évaluer ensemble le profilage, le poinçonnage, la découpe et l’automatisation.

Pour l’aluminium, la géométrie d’extrusion et l’usinage en aval doivent être considérés comme une seule chaîne de processus.

Quelles informations doivent être préparées avant de sélectionner une voie de production ?

Avant de décider comment les profils de montage solaire doivent être fabriqués, préparez une matrice complète de composants.

Produit Géométrie

Inclure:

• coupe transversale,
• épaisseur de paroi ou de feuille,
• trous,
• emplacements,
• fonctionnalités de connexion,
• et longueurs finies.

Matériel

Définir:

• acier ou aluminium,
• qualité matérielle ou alliage,
• revêtement,
• tempérer le cas échéant,
• et exigences en matière de propriété mécanique.

Application

Identifier:

• toit,
• au sol,
• inclinaison fixe,
• suivi,
• abri d'auto,
• agrivoltaïque,
• ou d'un autre type de système.

Volume de production

Estimation:

• quantité annuelle,
• taille commune du lot,
• fréquence de changement de produit,
• et croissance attendue.

Exigences de Qualité

Définir:

• tolérances dimensionnelles,
• rectitude,
• twist,
• exigences de surface,
• et des normes pertinentes.

Automation

Déterminer quelles opérations créent la plus grande charge de production récurrente.

Ces informations permettent à la voie de fabrication de suivre les besoins réels de production plutôt que les hypothèses sur le matériau.

Conclusion

Acier et aluminium profils de montage solaires peuvent tous deux jouer des rôles importants dans les structures de montage photovoltaïques, mais leur logique de fabrication est très différente.

L'acier est particulièrement compatible avec le profilage continu en rouleaux lorsque les fabricants ont besoin de profilés structurels longs en C, U, Z, pannes, post et autres profilés structurels ouverts Le poinçonnage, le formage, la découpe et la manipulation automatisée peuvent être intégrés dans une seule ligne de production, ce qui rend cette approche bien adaptée à la fabrication de supports structurels en grand volume.

L'aluminium est fréquemment associé aux rails et profilés à base d'extrusion où un poids inférieur et des caractéristiques complexes de section transversale intégrée sont précieux La planification de la production se concentre alors plus fortement sur l'approvisionnement en extrusion et la coupe, le poinçonnage, le perçage ou l'usinage CNC en aval.

La sélection des matériaux doit donc tenir compte de plus que la densité ou la résistance nominale.

Les fabricants doivent évaluer la conception structurelle, l'exposition environnementale, la protection contre la corrosion, la compatibilité des connexions, la géométrie du profil, le volume de production, les exigences de poinçonnage, l'outillage, le changement, l'automatisation et la qualité des pièces finies comme un seul système complet.

Pour les acheteurs d’équipements, le point de départ le plus utile est toujours le portefeuille fini de profilés de montage.

Une fois que les composants réels en acier et en aluminium sont clairement définis, les processus de production appropriés et les machines nécessaires pour les soutenir deviennent beaucoup plus faciles à évaluer.

FAQ

Les profils de montage solaire en acier ou en aluminium sont-ils meilleurs

Aucun des deux matériaux n'est universellement meilleur L'acier est largement utilisé pour les éléments structurels et montés au sol, tandis que l'aluminium peut être avantageux pour des géométries de rails extrudés plus légères et plus complexes Le bon choix dépend de la conception structurelle, de l'environnement, du système de connexion et de la méthode de fabrication.

Comment sont fabriqués les profilés de montage solaire en acier

De nombreux profilés photovoltaïques en acier sont produits à partir de bobines galvanisées ou revêtues en utilisant le décoincement, le nivellement, le poinçonnage, le profilage progressif, la découpe et la manipulation automatisée.

Les profilés de montage solaire en aluminium sont-ils formés

Certains profilés en tôle d'aluminium peuvent être formés au rouleau, mais de nombreux rails complexes en aluminium photovoltaïque sont produits par extrusion puis reçoivent une découpe secondaire, un perçage, un poinçonnage ou un usinage.

Pourquoi la corrosion est-elle importante lorsque l'on combine l'acier et

Les métaux différents peuvent créer des problèmes de corrosion galvanique lorsqu'ils sont connectés dans des conditions environnementales appropriées. La compatibilité des matériaux, les revêtements, les attaches, les composants de mise à la terre et l'exposition environnementale doivent donc être évalués dans le cadre du système de montage complet.

Quel matériau est le meilleur pour la production de profil hautement automatisée ?

Pour les profilés structuraux longs répétés en C, U et similaires ouverts, le formage de rouleaux alimentés par bobine d'acier peut intégrer efficacement le poinçonnage, le formage, la découpe et l'empilement. L'extrusion d'aluminium peut être très efficace pour les sections transversales complexes mais utilise généralement un flux de production et d'usinage secondaire différent.

Besoin de planifier la production de profilés de montage solaire en acier ?

Si votre système de montage photovoltaïque utilise un canal en C, un canal en U, un profil en Z, une entretoise, un poteau ou d'autres éléments de support en acier, l'équipement de production doit être configuré autour de la qualité réelle du matériau, de la géométrie du profil, du motif des trous, de l'épaisseur, des tolérances, et la sortie attendue. Contactez JBLDIE pour discuter de vos dessins de profil de montage solaire et de vos exigences de formage.