太阳能支架铝合金型材作为光伏系统的边框和

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　　行业标准《光伏系统用铝合金型材》编制说明 1 任务来源 铝合金型材作为光伏系统用铝合金边框和支架材料，国内外的运用越来越广泛。光伏太阳能发电作 为可再生、环保能源在国际和国内节能环保政策的推动下，迎来了发展高峰期，中国已成为世界大 光伏太阳能产业大国，09 年总产销量占全球的 36％。按目前全球光伏太阳能的生产量推算，一年需用 铝合金型材 20 万吨以上。随着低成本镀膜太阳能光伏发电技术的进步，推动光伏太阳能产业进一步快 速发展，铝合金型材用量也随之持续增长。铝合金型材作为光伏系统的边框和支架材料,以外向型企业 居多,光伏组件主要出口欧美、日本、中东等地区，对外观质量、尺寸偏差及性能指标，比建筑铝合金 型材和一般工业用铝及铝合金型材提出了更高的质量要求，国内外尚无统一的标准可以引用，给铝型材 质量的合格性评定及质量异议的处理带来了困难，中国有色金属工业协会有色标委【2008】52 号文件， 下达了编制《光伏系统用铝合金型材》的标准计划。并确定了江阴东华铝材科技有限、浙江乐祥铝 业有限为主编单位，爱康太阳能科技股份有限等单位协助起草，任务完成时间为 2009 年 6 月～2010 年 12 月。 2 工作简况 2009 年，在全国有色金属标准化技术委员会组织下，成立了以江阴东华科技铝材有限、浙江乐 祥铝业有限 2 为主要起草单位，成立标准起草小组，标准起草小组根据行业标准的制修订程序，落 实了负责起草部门、协助起草部门及责任人，两家的协助起草部门负责提供生产统计、产品检验数 据、市场需求及客户要求等信息。全国有色金属标准化技术委员会于 2009 年 6 月在合肥、2010 年 6 月 在苏州组织召开了标准讨论会，编制小组于 2010 年 10 月完成了本标准的征求意见稿，并向全国各有关 生产单位征求意见，2010 年 11 月完成了标准预审稿。在本标准的起草过程中，编制小组认真调查、分 析、研究欧盟、美国、日本等国光伏系统用铝合金型材的生产技术状况及分析检测手段、性能指标要求、 试验方法、外观质量评定标准，并对我国光伏系统用铝合金生产企业进行调研，采集具有代表性的光伏 系统用铝型材产品样品，送国家有色金属质检中心进行产品性能的试验，获得了大量的试验数据。在综 合研究、分析、整理所有调查资料及试验数据及国内外客户要求的基础上，确定了本稿的尺寸偏差、性 能指标、试验方法、外观质量评定标准等内容。 3．标准的制定原则、标准的主要内容说明与试验结果 3.1 标准制定原则 （1）本标准中主要技术指标和试验方法参考 ISO/WD 28340《阳极氧化复合膜的一般技术要求》 、GB 5237.1《建筑铝合金型材 第 1 部分:基材 》 、GB5237.2《建筑铝合金型材 第 2 部分：阳极氧化型材》 、 GB5237.3《建筑铝合金型材 第 3 部分：电泳涂漆型材》 、GB/T 8013.1《铝及铝合金阳极氧化膜及有机 聚合物膜 第 1 部分：阳极氧化膜》 、GB/T8013.2《铝及铝合金阳极氧化膜及有机聚合物膜 第 2 部分： 阳极氧化复合膜》等标准进行编制。 （2）产品的尺寸偏差、力学性能满足国内外客户的自动化装配及使用要求。考虑到国内外客户均 对铝合金型材外观质量有严格的要求,本标准制定的外观质量评定标准,参考了日本、美国、欧盟等发达 国家光伏发电企业对铝合金型材外观质量的验收标准，为供需双方评定外观质量提供验收的依据。 （3）耐磨性、耐盐雾腐蚀性、耐候性等性能指标与国际先进水平保持一致。 （4）实用性和通用性强。 3.2 标准的主要内容说明 3.2.1 术语 本标准涉及到的术语有主要装饰面、次要装饰面、一般（非）装饰面、标准样品等四个，根据太阳 能电池板安装以后，铝合金型材不同的面所处的位置确定。 （1）主要装饰面指安装后处于光伏太阳能发电板上部并受光照烈的型材表面，基于性能和装 饰效果，国内外客户对这个面的外观质量要求。 （2）次要装饰面指安装后处于光伏太阳能发电板垂直面方向部分受一定光照的型材表面，国内外 客户对这个面的外观质量要求次之。 （3）一般装（非）饰面指安装后处于光伏太阳能发电板底部及内侧不受光照的型材表面，国内外 客户对这个面的外观质量在验收时，相对较宽。 （4）标准样品指供需双方共同确认的外观样品和(或) 客户确认的外观极限样品。供需双方在设计 开发初期，供方提供样品给需方确认，为计数型外观缺陷的评定，提供验收的依据。 3.2.2 产品分类 根据国内外光伏系统用铝合金型材对表面处理方式的要求，将产品分为以下四类：阳极氧化（银白 色） 、阳极氧化加电解着色、阳极氧化加电泳涂水溶性清漆、阳极氧化加电解着色加电泳涂水溶性清漆。 3.2.3 标记 根据产品标记组成原则，本产品的标记代码包含产品名称、合号、供应状态、规格、表面处理 方式、颜色、膜厚和本标准编号的顺序表示的代号集合标志。 3.2.4 铸锭 本产品所用的铸锭质量要求符合 YS/T 67 标准的规定。 3.2.5 化学成分 本产品的化学成分除了符合 GB/T 3190 标准的要求外，增加了 6R63 合金的化学成分，6R63 合金含 有混和轻质稀土元素，由于稀土元素的作用，可以提高合金接受阳极氧化的能力，有效降低阳极氧化的 能耗，其产品制作加工成为光伏系统的边框或支架材料，与 6063 合金相比，具有更好的散热效果，有 助于延长产品的使用寿命。 3.2.6 尺寸偏差 本标准参照 GB 5237.1《铝合金建筑型材 第 1 部分：基材》 ，规定了角度、纵向侧弯度、平面间隙、 扭拧度等 4 项要求，其他尺寸偏差如产品图样或合同中未注明时应符合 GB 5237.1 高精级的规定。 3.2.6.1 角度 本产品能直接测量的角度，角度允许偏差应在产品图样或合同中注明为±0.5°。未注明时，按Ⅰ 级允许偏差±1°供货。 光伏系统边框采用 45°角组装的结构设计， 角度允许偏差超过±0.5°， 组装后， 边框接缝不严密，需符合本产品Ⅱ级的规定。 3.2.6.2 纵向侧弯度 光伏系统玻璃膜板的组装国内外基本是都采用自动化组装工艺,根据边框型材安装槽口的面对玻璃 膜板安装质量的影响程度（纵向侧弯度超差，组装时，可能会导致玻璃膜板损坏）,本产品将型材定义为 A 面和 B 面,同时将 A 面和 B 面纵向侧弯值分为二级,其中 A 面Ⅰ级任意长度 2m 内纵向侧弯度小于 1.0mm、Ⅱ级任意长度 2m 内纵向侧弯度小于 0.5mm；其中 B 面Ⅰ级为任意长度 2m 内纵小于向侧弯度 2.0mm、Ⅱ级任意长度 2m 内纵向侧弯度小于 1.5mm。这样可以满足组件不同装式的设计要求,作为 供需双方在处理质量异议时的参照标准。 3.2.6.2 平面间隙 本产品平面间隙分为Ⅰ级和Ⅱ级，根据本产品的公称宽度，Ⅰ级和Ⅱ级分别引用 GB 5237.1《建筑 铝合金型材 第 1 部分：基材》4.4.1.6 条的高精级和超高精级。 3.2.6.3 扭拧度 本产品扭拧度分为Ⅰ级和Ⅱ级， 根据本产品的公称宽度和长度， Ⅰ级和Ⅱ级分别引用 GB 5237.1 《建 筑铝合金型材 第 1 部分：基材》4.4.3 条的高精级和超高精级。 3.2.6.4 力学性能 本产品规定了 6063-T66、 6060-T66、 6R63-T5、 6R63-T6 热处理状态的力学性能， 6063-T66、 6060-T66 主要是国外客户要求光伏系统用铝合金型材的力学性能要高于 6063-T6、6060-T6，要求供方对 6XXX 合 金固溶热处理后人工时效，通过特殊工艺的控制以得到比 T6 状态具有更高力学性能水平的铝合金型材。 6R63-T5、6R63-T6 基于国内外客户对铝合金型材力学性能的要求和本合金化学成分配比经试验确定。 3.2.7 阳极氧化膜的性能 3.2.7.1 膜厚 本产品规定阳极氧化膜的膜厚符合 GB 5237.2《建筑铝合金型材 第 2 部分：阳极氧化型材》 AA15 级的规定。如果需方要求采用其他氧化膜厚，由供需双方参照 GB/T 8013.1 的规定选择膜厚级别，并 在合同中注明。 3.2.7.2 封孔质量 2 本产品规定封孔质量阳极氧化膜经硝酸预浸的磷铬酸试验,其质量损失值不大于 30mg/dm ，引用 GB 5237.2 的规定。 3.2.7.3 颜色和色差 本产品规定阳极氧化膜的颜色应与供需双方商定的色板基本一致，或处在供需双方商定的上、下限 色标所限定的颜色范围之内。若需方要求采用仪器法测定阳极氧化膜的颜色，允许色差值应由供需双方 商定。引用 GB 5237.2 的规定。 3.2.7.4 耐盐雾腐蚀性能 本产品根据试验时间将耐盐雾腐蚀性能规定为三级，Ⅰ级试验时间 24 小时，试验结果等级≥9 级； Ⅱ级试验时间 48 小时，试验结果等级≥9 级； Ⅲ级试验时间 72 小时，试验结果等级≥9 级。耐盐雾腐 蚀性能基于光伏系统使用环境（沿海或沙漠地区）确定，性能指标要求高于 GB 5237.2 的规定。 3.2.7.5 抗热裂性 本产品规定阳极氧化膜的抗热裂性温度，将抗热裂性温度分为三级，Ⅰ级抗热裂性温度为 60℃，Ⅱ 级抗热裂性温度 70℃，Ⅲ级抗热裂性温度 82℃，性能指标的要求基于目前国内外阳极氧化膜生产工艺 技术水平和光伏系统用铝合金型材的使用环境确定，如Ⅲ级抗热裂性温度 82℃，主要考虑到我国新疆沙 漠地区地表的温度能达到 82℃并参照 GB/T8013.1《铝及铝合金阳极氧化膜与有机聚合物膜 第 1 部 分：阳极氧代膜》所确定。目前，国内外客户对阳极氧脂膜的抗热性温度尚无具体的要求，本产品将阳 极氧化膜的抗热裂性温度规定为三级，提供给客户选用铝合金型材参考用。 3.2.7.6 耐磨性 本标准采用喷磨试验仪测定阳极氧化膜的平均耐磨性，试验结果分为二级，Ⅰ级喷磨试验时间 18s 或穿透阳极氧化膜所用磨料的质量 350g；Ⅱ级喷磨试验时间 35s 或穿透阳极氧化膜所用磨料的质量 620g。性能指标数据来源，根据行业内比较有影响力的 10 余家铝型材，提供光伏系统用铝合金型材 样品经国家有色金属质检中心做了大量的喷磨试验，获得的试验数据确定。 3.2.7.7 耐候性 （1）加速耐候性 本产品规定经 313B 荧光紫外灯人工加速老化试验后,电解着色膜变色程度应至少达到 1 级， 引用 GB 5237.2《铝合金建筑型材 第 2 部分：阳极氧化型材》4.4.6.1 条的规定。 （2）自然耐候性 本产品规定需方要求自然耐候性能时，试验条件和验收标准由供需双方商定，并在合同中注明。 3.2.7.8 阳极氧化膜的其他性能要求 本产品规定需方对阳极氧化膜的其他性能有要求，由供需双方参照 GB 5237.2 或 GB/T 8013.1 商定。 3.2.8 阳极氧化复合膜性能 3.2.8.1 复合膜膜厚 本产品规定复合膜膜厚级别供需双方协商，参照 GB/T 8013.2 的规定商定。 3.2.8.2 颜色和色差 本产品规定颜色应与供需双方商定的色板基本一致，或处在供需双方商定的上、下限色标所限 定的颜色范围之内。若需方要求采用仪器法测定阳极氧化膜的颜色，允许色差值应由供需双方商定。 3.2.8.3 漆膜硬度 本产品规定经铅笔划痕试验漆膜硬度≥3H。 数据的来源参照 GB 5237.3 《建筑铝合金型材 第 2 部分： 电泳涂漆型材》的规定。 3.2.8.4 耐碱性 本产品耐碱性试验结果分为三个级别。Ⅰ级试验时间 24 小时，Ⅱ级试验时间 48 小时，Ⅲ级试验时 间 72 小时，要求试验结果均≥9.5 级，试验时间和试验结果等级参照 GB/T8013.2《铝及铝合金阳极氧 化膜与有机聚合物膜》的规定。 3.2.8.5 耐盐雾腐蚀性（CASS 试验） 本产品将 CASS 试验结果分为四个级别，Ⅰ级试验时间 48 小时，Ⅱ级试验时间 72 小时，Ⅲ级试验时间 96 小时，Ⅳ级试验时间 120 小时，试验结果均要求非划线区域膜上表面腐蚀试验≥9.5 级、划线区域膜 下丝状腐蚀试验不超过 2.0mm，试验时间和试验结果参照 ISO/WD28340《阳极氧化复合膜的一般规格要 求》 、GB/T8013.2《铝及铝合金阳极氧化膜与有机聚合物膜 第 2 部分：阳极氧化复合膜》的规定。 3.2.8.6 耐磨性 本产品采用喷磨试验仪测定阳极氧化复合膜的平均耐磨性，用喷磨试验时间（s）或穿透阳极氧化 复合膜所用磨料的质量（g）评定阳极氧化膜的耐磨性。试验结果分为二级，Ⅰ级喷磨试验时间 20s 或 穿透阳极氧化复合膜所用磨料的质量 g； Ⅱ级喷磨试验时间 40s 或穿透阳极氧化复合膜所用磨料的质 量 700g。数据来源于 10 余家铝型材企业提供的光伏系统用铝合金型材样品，经国家有色金属质检中心 喷磨试验后获得的数据。 3.2.8.7 耐候性 （1）加速耐候性 本产品氙灯加速试验结果分为三个级别，见表 1。 表1 试验结果 耐候性等级 试验时间/h 粉化程度 光泽保持率 /% a 变色程度 △Eab＊ ≤1 级 Ⅰ Ⅱ Ⅲ a 1000 2000 0 0级 ≥80 光泽保持率为漆膜试验后的光泽值相对于试验前的光泽值的百分比。 试验时间和试验结果参照 ISO/WD28340《阳极氧化复合膜的一般规格要求》 、GB/T8013.2《铝及铝合 金阳极氧化膜与有机聚合物膜 第 2 部分：阳极氧化复合膜》规定执行。 （2）自然耐候性 本产品规定需方对自然耐候性有要求，试验条件和验收标准由供需双方商定，并在合同中注明。 3.2.8.8 阳极氧化复合膜其他性能要求 本产品规定阳极氧化复合膜其他性能要求由供需双方协商，参照 GB/T 8013.2《铝及铝合金阳极氧 化膜与有机聚合物膜 第 2 部分：阳极氧化复合膜》的有关规定执行。 3.2.9 外观质量 目前， 国内外光伏系统用铝合金型材终用户， 对外观质量的要求超过了对铝型材本身性能的要求， 不同的客户提出不同的外观质量要求，在标准的编制过程中，编制组收集了大量国内外光伏发电企业外 观质量验收标准和具体要求，本产品外观质量规定除了应符合 GB/T 8013.1《铝及铝合金阳极氧化膜及 有机聚合物膜 第 1 部分：阳极氧化膜》 、GB/T 8013.2《铝及铝合金阳极氧化膜与有机聚合物膜 第 2 部 分：阳极氧化复合膜》的规定外。参考 12 家国内外主要的太阳能光伏发电企业外观质量的验收标准， 制定光伏系统用铝合金型材缺陷判定标准（附录 A） ：表 A.1 阳极氧化膜及阳极氧化复合膜外观质量（Ⅰ 级） 、表 A.2 阳极氧化膜及阳极氧化复合膜外观质量（Ⅱ级） ，为供需双方外观质量的验收和处理外观质 量异议提供参考依据。 3.2.10 试验结果 本产品的化学成分、尺寸偏差、力学性能试验方法参考 GB 5237.1《建筑铝合金型材 第 1 部分：基 材》 的规定； 阳极氧化膜的性能试验方法参考了 GB 5237.2 《建筑铝合金型材 第 2 部分： 阳极氧化型材》 、 GB/T8013.1《铝及铝合金阳极氧化膜与有机聚合物膜 第 1 部分：阳极氧代膜》的规定；阳极氧化复合 膜性能的试验方法参考了 GB 5237.3《建筑铝合金型材 第 3 部分：电泳涂漆型材》 、GB/T8013.2《铝及 铝合金阳极氧化膜与有机聚合物膜 第 2 部分：阳极氧代复合膜》的规定。 4 标准水平分析 本标准尺寸偏差、力学性能、阳极氧化膜、阳极氧化复合膜等性能指标均高于建筑铝合金型材标准 GB5237.1、GB5237.2、GB5237.3，与国际先进水平相当。 （暂缺国内外标准水平对比表） 5 预期效果 本标准首次制定，是我国部光伏系统用铝合金型材行业标准。将为铝型材制造方、光伏系统用 铝合金型材制作工加工企业、太阳能光伏发电生产组装企业提供基本的技术依据和验收标准，在本标 准的基础之上促使型材制造企业正确使用原材料，合理调整生产工艺，为光伏系统用铝合金型材加工企 业和终用户提供优质的铝合金材料，合理配置社会资源，促进光伏发电产业健康有序发展。 6 评语 本标准根据我国光伏发电产业实际生产及市场的使用情况制定，其整体技术水平达到国内先进水 平。建议作为推荐性行业标准发布实施。 标准编制小组 2010 年 11 月
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