ソーラーカーポートの取り付けにおける材料に関する議論: なぜスチールが最も信頼できる選択肢であり続けるのか?

Xiamen Honor Energy は今年、多大な時間と労力を次のことに投資してきました。ソーラーカーポート架台システム。最近、軽量で耐腐食性があり、見た目も美しいアルミニウムラックについて多くの話題が広まっています。セールスポイントは誰もが知っています。しかし、数値を計算した結果、私たちは鉄鋼に対する主な推奨を維持しました。私たちが保守的だからではなく、鋼材、特に溶融亜鉛めっき鋼板や亜鉛、アルミニウム、マグネシウムでコーティングされた鋼材が、単純にカーポート用途においてより優れた全体的な価値を提供するからです。

この市場は実際どれくらいの規模なのでしょうか?

私たちは今年、さまざまな市場レポートを精査することにかなりの時間を費やしてきました。数字は情報源によって異なりますが、方向性はすべての情報源で一貫しています。 HTF Market Intelligence は、世界のカーポート ラック システム市場は 2025 年に約 19 億 8,000 万米ドルに達し、2032 年までに 38 億 6,400 万米ドルに達すると予測しており、CAGR は約 10.2% になります。私たちの注目を集めた数字の 1 つは、年間販売量です。昨年は全世界で約 98,000 台、1 台あたりの平均販売価格は 20,000 米ドル強でした。私たちは海外のプロジェクトに携わっている数人の古い知人と話をしながら、独自のクロスチェックを行ったところ、数値はかなり良好でした。実用規模の地上設置型と比較すると大規模な市場ではありませんが、成長の傾きは急であり、さらに加速しています。太陽光発電設置業界全体にとって、カーポートは明らかに、もはや誰も無視できないサブセグメントとなっています。

中国の製造業者は、生産能力、製造コスト、輸出能力において明らかな優位性を持っています。これらの利点は、市場の成長軌道と組み合わせると、これがマイナーなニッチ市場ではなく、真の成長セグメントであることを意味します。そして、この分野では鉄鋼が主流を占めています。ほとんどの PV カーポートの支持構造には、溶融亜鉛メッキ鋼板または高強度アルミニウム合金が使用されています。しかし、実際のプロジェクトを見ると、工業団地、公共駐車場、高速道路のサービスエリアでは、依然として鉄骨構造が圧倒的な選択肢となっています。

アルミニウムとスチールの比較 

数字自体が物語るようにしてください

アルミニウムには、軽量で腐食がなく、見た目にも美しいという、紛れもない魅力があります。陽極酸化処理された AL6005-T5 アルミニウムは、ハイエンドの商用カーポートによく似合います。しかし、ここに問題があります。アルミニウムの弾性率は鋼鉄の 3 分の 1 しかありません。同じスパンと同じ荷重の場合、アルミニウムの梁は鋼鉄の梁の 3 倍たわみます。たわみを許容範囲内に抑えるには、アルミニウムの部分をスチールよりもはるかに大きくする必要があります。

これは最初の問題につながります。アルミニウムは単に大きなスパンではうまく機能しません。工学分析によると、6 メートルのスパンには 1 メートルあたり 25 ～ 35 kg の重さの 200×100 の H ビームが必要です。 10 メートルの場合、鋼材には 1 メートルあたり 60 ～ 85 kg の 300×150 のセクションが必要です。アルミニウム用？同等の剛性と強度を実現するには、同じスパンでほぼ 2 倍の断面サイズが必要です。セクションが大きくなると、より多くの材料が必要になり、アルミニウムのコスト上の利点が失われます。

次に、価格設定を見てみましょう。 Q235B グレードの溶融亜鉛メッキ鋼製ラックの価格は、1 トンあたり約 6,100 ～ 6,500 人民元です。 S350GD+ZM グレードの亜鉛、アルミニウム、マグネシウムでコーティングされた鋼は、1 トンあたり 4,500 ～ 5,000 人民元で取引されます。アルミニウム？通常、1 トンあたりの鉄鋼価格の 2 ～ 3 倍です。調達担当者なら誰でも、その違いが収益にとって何を意味するかを正確に知っています。

鋼が腐食の問題をどのように解決したか

鋼の最大の弱点は常に錆びることです。屋外カーポート環境における従来の溶融亜鉛メッキ鋼板の耐久性は約 10 ～ 15 年です。しかし、テクノロジーは進歩しました。

亜鉛-アルミニウム-マグネシウム (ZAM) コーティングはゲームチェンジャーです。この三元合金コーティング (Zn-6% Al-3% Mg) は、連続溶融処理により緻密な共晶構造を形成します。最大の特徴は「刃先自己修復力」です。切断や穴あけ後、マグネシウムイオンが切断面に積極的に移動して保護膜を形成し、赤錆の拡大を防ぎます。腐食寿命は、従来の亜鉛めっきの 10 年から 25 年以上に延長されます。 ZAMコーティングは塩水噴霧試験で3,000時間以上を達成し、従来の亜鉛メッキ鋼板の600時間を大幅に上回ります。 2025年後半、中国はPV設置システム用の連続溶融亜鉛-アルミニウム-マグネシウム合金被覆鋼板およびストリップに関する国家規格（YB/T 6422-2025）を発行し、2026年6月30日から発効する。

溶融亜鉛めっき自体も改良されました。現在、業界では少なくとも 85 ミクロンのコーティング厚さが必要です。一部のプロジェクトでは、溶融亜鉛めっきとフルオロカーボン上塗りの二重保護を使用しており、85 ミクロンを超える亜鉛層と沿岸環境向けの IP65 保護等級を備えています。スチール製カーポートは湿気の多い沿岸地域でも確実に機能し、長期的なメンテナンスと再塗装のコストを大幅に削減します。

つまり、鋼鉄の腐食の弱点は新しい技術によって徐々に埋められつつあります。耐食寿命が 25 年に達すると、太陽電池モジュールの耐用年数と完全に一致します。

構造設計

カーポートラックとグランドラックの最大の違いはスパンです。地上マウントには 2 ～ 3 メートルの間隔で柱が設置されています。カーポートの高さは 6 メートル、8 メートル、さらには 12 メートルになることもあります。また、スパンは荷重に指数関数的に影響します。6 メートルから 12 メートルになると柱間隔は 2 倍になりますが、主梁にかかる曲げモーメントは 4 倍になります。式は M = wL²/8 – スパン L の 2 乗です。

このシナリオではスチールが優れています。高強度、高剛性 – 鋼材セクションは重荷重下でもコンパクトな状態を維持できます。一般的な鋼製カーポートの材料には、溶融亜鉛めっき炭素鋼、高強度亜鉛めっき角管、H ビーム、丸鋼管構造があり、緻密で堅牢で、通常のパイプ部分をはるかに上回る耐荷重能力を備えています。科学的な構造設計、厚い主要部材と強化されたブレースにより、スチール製カーポートは強風、大雪、雹に問題なく耐えます。

アルミニウムはここで苦戦します。同じスパン、同じ荷重 - アルミニウムは 3 倍たわみます。同じたわみ制限を満たすには、セクションをより大きく、より重くする必要があります。セクションが大きくなると、材料費が高くなり、設置が難しくなります。そのため、大規模なカーポート プロジェクトで純粋なアルミニウムのソリューションがほとんど見られることはありません。

規格もスチールを裏付けています

今年の標準化の進展はすべて鉄鋼に有利です。

4 月に、太陽光発電設置システム用の業界標準鋼材セクション (YB/T 6441-2026) が正式にリリースされ、2026 年 11 月 1 日から発効します。この規格では、太陽光発電の設置に使用される冷間成形鋼材セクションおよび熱間圧延 H 形鋼の分類、寸法、技術要件が規定されています。主導的な起草組織には、馬鞍山鉄鋼、河北晋西鉄鋼、寧夏龍翔新能源などの大手鉄鋼メーカーが含まれる。

3 月に、太陽光発電カーポート設計基準 (コメント用草案) がリリースされ、鋼構造設計が GB 50017 に準拠することが明示的に要求されました。負荷は GB 50009 に従う必要があり、Q235B または Q355B 鋼材が推奨されます。河北省の地方標準であるカーポート太陽光発電システムの設計基準（DB13/T 5814-2023）は、2 年以上にわたって施行されています。

これらの規格により、使用する鋼材のグレード、厚さ、腐食を防ぐ方法、受け入れ検査の実施方法など、スチールラックに明確で強制力のある枠組みが与えられます。調達チームやエンジニアにとって、それは安心です。

実際のプロジェクトは圧倒的にスチール製です

今年のプロジェクトを見てみましょう。

中国電力建設 山東電力の大唐金華プロジェクト カーポート - 250×150×4.75mm 炭素鋼柱、150×100×2.75mm 炭素鋼梁。蘭州石化の 5.7MW 太陽光発電カーポート - 白いアーチ型の鋼鉄構造の列。浜江荘志企業港鉄鋼カーポートプロジェクト – 落札価格302万人民元。上海-武漢高速道路の拡張 – サービスエリアに新たに建設された鉄骨構造のカーポート太陽光発電プロジェクト。紅匯新能源のプロジェクト – 固定門型鉄骨フレーム構造、全体に溶融亜鉛メッキ。

これらのプロジェクトは何を教えてくれるでしょうか?所有者から設計機関、請負業者に至るまで、鉄鋼は依然としてデフォルトであり、好まれる選択肢です。彼らがアルミニウムを考慮していなかったからではなく、数値を計算してスチールを選択したからです。

私たちの結論

Xiamen Honor Energy は、PV 設置ビジネスに長く携わっており、重要な決定は衝動的に行われないことを知っています。スチールは、強度、剛性、コスト、完成度の 4 つの側面にわたって、カーポート用途において総合的に最高の結果をもたらします。 ZAMコーティングは腐食の問題を解決しました。標準は仕様のギャップに対処しています。鉄骨構造の設計と建設のプロセスは成熟しており、十分に文書化されており、エンジニアと請負業者の両方に広く理解されています。

小さなスパン、視覚的要件が非常に高いプロジェクト、または重量が重大な制約となる場合など、アルミニウムには確かにその役割があります。しかし、市場の大部分を占める大規模で大量のカーポート プロジェクトの場合、スチールは避けられない主流のソリューションです。

当社は、今年下半期まで引き続き、ZAM 鋼材の用途と、より大きなスパンの鋼製カーポートの構造最適化を追跡していきます。カーポートは設置面積が小さいかもしれませんが、材料の選択は簡単な問題ではありません。最初から正しく行うことで、全員が将来的に大きなトラブルを避けることができます。