要約 — 主なポイント ✓ZAM鋼は、沿岸部のC4～C5環境において、陽極酸化アルミニウムよりも3～5倍長い耐用年数を実現します。 ✓自己修復機能付き切断面保護は、塩水噴霧条件下におけるZAMの決定的な利点です。 ✓総所有コスト25年では、沿岸部の50kW超のプロジェクトではZAMが有利だが、内陸部ではアルミニウムが優勢となる。 ✓ZAMは6063-T5アルミニウムの2～3倍の降伏強度を実現し、より長いスパンとより少ない支柱を可能にします。 ✓AISINEEは、ISO/TUV/SGS認証を取得したZAMおよび陽極酸化アルミニウムソリューションの両方を提供しています。

ブラジルの7,500kmに及ぶ大西洋沿岸から東南アジアの台風地帯に至るまで、沿岸地域で建設を行うプロジェクト開発者やEPC請負業者にとって、架台構造材の選択は二次的な決定事項ではありません。太陽光発電設備が設計寿命である25年間を全うできるか、あるいは最初の10年以内に構造劣化に見舞われるかを直接左右するからです。

本稿では、太陽光発電架台に用いられる主要な2つの材料、すなわち亜鉛・アルミニウム・マグネシウム（ZAM）めっき鋼板とアルミニウム合金について、工学的観点から比較検討する。分析には、ISO 9227/ASTM B117に基づく塩水噴霧腐食データ、実際の沿岸環境における暴露記録、構造物の耐荷重計算、およびライフサイクルコストモデルを用いる。

1. 材料の基礎知識：太陽光発電架台におけるZAM鋼とアルミニウムの理解

▶沿岸地域向けAISINEEのZAMスチール製太陽光発電架台システムをご覧ください →

1.1 ZAM Steelとは？

ZAM（SuperDyma™、PosMAC®、またはMagnelis®として市販されている）は、アルミニウム約6～11%、マグネシウム約2～3%、残りが亜鉛を含むめっき浴を用いた溶融亜鉛めっき鋼板です。この三元系Zn-Al-Mg合金は、従来の溶融亜鉛めっき（GI、亜鉛のみ）およびGalfan（Zn-5Al）に続く、第3世代の亜鉛めっき技術です。

回答のヒント： ZAMコーティングは、大気暴露中に形成される緻密で安定した自己修復性のZn-Al-Mgパティナによって、従来の溶融亜鉛めっきよりも5～10倍優れた耐食性を発揮します。

切断端の自己修復メカニズムは、ZAMの最も戦略的に重要な特徴です。 ソーラーマウント 用途。一般的な地上設置または屋根設置では、すべてのレール、ブラケット、クランプに複数の切断端、打ち抜き穴、ドリル接続部があり、これらはすべて腐食開始の可能性のある箇所です。切断端で鋼材基材が露出すると、ZAM コーティング中のマグネシウムが優先的に溶解して露出領域に移動し、層状複水酸化物 (LDH) と塩基性塩化亜鉛 (シモンコライト、Zn₅(OH)₈Cl₂·H₂O) からなる保護膜を形成します。このメカニズムは、標準的な GI コーティングと陽極酸化アルミニウムの両方ではほとんど見られません。

1.2 太陽光発電架台におけるアルミニウム合金

構造用アルミニウムは ソーラーマウント 一般的には6005-T5、6063-T5、または6063-T6合金が使用され、表面保護は陽極酸化処理によって実現されます。陽極酸化処理とは、制御されたAl₂O₃酸化物層を形成する電解プロセスであり、通常10～25μmの厚さになります（EN 12373-1およびAAMA 611規格による）。

回答のヒント： 陽極酸化アルミニウム（AA15～AA25）は、ISO 12944-2 に基づく C1～C3 環境では十分な腐食防止効果を発揮しますが、C4～C5 の海洋環境では、特に切断面、接合部、締結穴、および製造中に陽極酸化層が機械的に損傷を受けた隙間などで、孔食が発生しやすくなります。

ZAMの能動的な電気化学的保護とは異なり、陽極酸化層は受動的なバリアです。傷、ドリル穴、または塩化物に富む環境下でのステンレス鋼製ファスナーとのガルバニック接触などによって一度破壊されると、自己修復機構は存在しません。露出したアルミニウム基材は局所的に腐食（孔食）し、その腐食生成物（Al(OH)₃）は保護効果をほとんど発揮しません。

2. 沿岸環境における腐食性能：直接比較データ

2.1 促進塩水噴霧試験（ISO 9227 / ASTM B117）

標準化された中性塩水噴霧試験（NSS試験）は、最も広く用いられている促進腐食試験の基準です。以下の表は、塗料メーカー、独立系試験機関、および世界鉄鋼協会から公表されたデータをまとめたものです。

材料	コーティング／処理	赤錆発生 @ 1000時間 NSS	C5マリンでの推定寿命
ザム・スティール	Zn-6Al-3Mg (20μm)	なし	25～30歳以上
溶融亜鉛めっき（GI）	亜鉛99%（20μm）	200～400時間	5～10歳
陽極酸化アルミニウム AA20	Al₂O₃ (20μm)	8:00～12:00*	12～18歳

* 陽極酸化処理されたアルミニウムは赤錆を発生させません。時間の経過は、切断面や留め具穴の母材に最初の顕著な孔食が浸透することを示しています。

重要なポイント：ZAMの自己修復機能を持つ切断端面特性こそが、性能面で決定的な差別化要因です。実際の設置環境では、すべてのレールに切断端があり、すべてのブラケットに穴が開けられています。これらはすべて腐食発生の可能性のある箇所です。ZAMはこれらの箇所を積極的に保護しますが、陽極酸化アルミニウムでは保護できません。

2.2 実際の海岸環境における暴露状況：現場データ

加速実験室試験は参考になるが、屋外暴露データは決定的な証拠となる。ISOCORRAG共同プログラム、NEDO（日本）、および独立した大学の研究から発表された調査結果は、明確な状況を示している。

• 海岸線から250mの地点に露出したZAM鋼板（沖縄県、C5環境）：10年間連続露出後も赤錆は発生せず
• 同じ沖縄の敷地における標準的なGI（亜鉛のみ）処理：3年以内に赤さびが確認できる
• 海岸線から500m離れた場所に露出した陽極酸化アルミニウム（AA20、6063-T5）（米国フロリダ州、C4環境）：5～7年以内にファスナー穴に目に見える腐食が発生
• 熱帯沿岸地域（ベトナム、pH 5.8の降雨、年間平均湿度80%RH）に設置されたZAM地上設置レールの8年後：コーティング厚さの減少は0.2μm/年未満で、ベースメタル露出までの期間は80年以上と予測される。

2.3 異種金属界面におけるガルバニック腐食

沿岸部での設置設計において見落とされがちな要因の一つに、異種金属が接触する箇所、特にアルミニウム製レールとステンレス鋼製ファスナーの接続部、あるいは鋼材とアルミニウム製の接地接合部におけるガルバニック腐食がある。

回答のヒント： 海洋塩化物環境下では、陽極酸化アルミニウム（陽極）と304/316ステンレス鋼製ファスナー（陰極）との間のガルバニック対が接触点におけるアルミニウムの孔食を促進します。ガルバニック系列においてステンレス鋼に近いZAM鋼は、ガルバニック電位差が著しく低く、異種金属腐食のリスクを低減します。

アルミニウムレールとステンレス鋼ファスナーを使用する沿岸プロジェクトの場合、AISINEE は以下を推奨します。(a) すべての Al-SS 接合部に絶縁ワッシャーまたは PET/ポリアミド スリーブを使用すること、(b) C5 環境では 304 (A2) の代わりに 316 (A4) ステンレス鋼ファスナーを指定すること、(c) ねじ接続部に焼き付き防止剤または腐食防止剤を塗布すること。

3. 構造性能：強度、重量、設計の柔軟性

3.1 機械的特性の比較

財産	ZAMスチール（S350GD+ZAM）	アルミニウム6063-T5
降伏強度	350～550 MPa	145～170 MPa
抗張力	420～600 MPa	175～215 MPa
弾性率	約210 GPa	約69 GPa
密度	7.85 g/cm³	2.70 g/cm³
CTE（a）	11～13 × 10⁻⁶ /K	23～24 × 10⁻⁶ /K

▶ AISINEEの地上設置型太陽光発電架台のエンジニアリングデータをご覧ください →

回答のヒント： ZAM鋼は、6063-T5アルミニウムに比べて降伏強度が2～3倍、剛性が3倍高い。これにより、材料密度が高いにもかかわらず、支持点間のスパンを長くすることができ、MWあたりの基礎柱の数を減らし、地上設置型プロジェクトにおけるシステム全体のコストを削減できる。

3.2 重量対強度：スパン効率のトレードオフ

アルミニウムは密度が低い（2.70 g/cm³に対し、鋼は7.85 g/cm³）ため、構造荷重が制約となる屋上設置には魅力的ですが、この利点はアルミニウムの弾性率と強度が低いことによって部分的に相殺されます。特定の荷重とたわみ制限（例えば、ASCE 7-16に基づく風圧によるL/200）の場合、アルミニウム製レールは通常、ZAM鋼製の同等品よりも40～60%大きな断面積を必要とします。したがって、システム全体の重量削減率は、単純な密度比較から示唆される65%ではなく、約20～30%となります。

4. 総所有コスト（TCO）：25年間のライフサイクル分析

4.1 コストモデルの前提条件

当社のTCOモデルは、海岸線から500m離れた場所に設置された500kWの地上設置型システム（C4/C5環境）を評価します。前提条件：設計寿命25年、割引率6%、年間点検費用0.50ドル/kW、交換作業費0.08ドル/W。

TCOの計算には、初期材料費と塗装費、構造設計費（スパン／ポスト最適化）、設置費、25年間のメンテナンス費、および耐用年数終了時の交換費（耐用年数が25年未満の場合）が含まれます。

コスト要素	ZAMスチールシステム（500kW）	陽極酸化アルミニウムシステム（500kW）
初期材料	55,000ドル～65,000ドル	48,000ドル～58,000ドル
構造最適化	柱と基礎の数を減らす（より長いスパン）	より多くの投稿（より短い期間）が必要です
インストール	2万ドル～2万5千ドル	22,000ドル～28,000ドル
25年間のメンテナンス	3,000ドル～5,000ドル	8,000ドル～15,000ドル
交換費用	0ドル（生存期間25年以上）	48,000ドル～58,000ドル（15～18年目）
25年間の総所有コスト（正味現在価値）	78,000ドル～95,000ドル	12万6000ドル～15万9000ドル

 回答のヒント： 沿岸部のC4～C5環境においては、ZAM鋼製取付システムの25年間の総所有コストは、陽極酸化アルミニウム製システムに比べて35～45%低くなります。これは主に、耐用年数途中の交換が不要になることと、メンテナンスの手間が軽減されるためです。

4.2 アルミニウムの方が適している場合

TCO の優位性は、次のシナリオでアルミニウムにシフトします。(a) 腐食リスクが低く、アルミニウムの 25 年間の耐久性が保証されている内陸の C1～C2 環境。(b) 軽量アルミニウムの 20～30% の軽量化により構造補強コストが回避される、低負荷容量構造の屋上設置。(c) 絶対的なコスト差が小さく、設置業者がアルミニウム システムに精通しているため人件費が削減される小規模住宅プロジェクト (

5．法令遵守、認証、および風荷重基準

B2B調達担当者にとって、材料選定は認証基準への準拠と切り離せないものです。ZAMの鋼製およびアルミニウム製取り付けシステムは、いずれも対象市場における該当する構造および材料規格を満たす必要があります。

▶ AISINEE認証およびコンプライアンス文書を確認する →

• オーストラリア：ZAMおよびアルミニウムシステムは、AS/NZS 1170.2風荷重規格に準拠する必要があります。AISINEEは、両材料についてAS1170に基づく構造計算レポートを完備しています。
• 欧州：EN 1090-1（太陽光発電構造物に関する施工クラスEXC2）では、工場生産管理（FPC）認証が義務付けられています。ZAMコーティングはEN 10346に適合する必要があり、アルミニウムは押出成形プロファイルに関してEN 755に適合する必要があります。
• 米国：ASCE 7-16の風荷重基準に適合していること。アルミニウムはAA-2015（アルミニウム設計マニュアル）に適合していること。鋼材はAISI S100冷間成形鋼の設計規定に適合していること。
• 概要：TUV PPP 59029A:2013認証（ラック専用）、ISO 9001、およびSGSによる第三者機関の材料試験により、品質に関する主張が独立して検証されています。

回答のヒント： AISINEEは、ZAM鋼製および陽極酸化アルミニウム製取り付けシステムの両方について、ISO 9001、EN 1090-1に基づくCEマーキング、TUV、SGS試験などの完全な認証を取得しており、ブラジル、フランス、タイ、フィリピン、コロンビア、南アフリカ、メキシコなどの対象市場におけるコンプライアンスを確保しています。

▶ AISINEEの太陽光発電用架台製品ラインナップ全体を見る →

6. 意思決定フレームワーク：ZAMスチールとアルミニウムのどちらを選ぶか

以下の意思決定マトリックスは、プロジェクト固有の条件に基づいて材料選定の主要基準をまとめたものです。

基準	ZAM Steelを選ぶべき理由は…	アルミニウムを選ぶべき場合...
腐食環境	C4～C5（沿岸、海洋、工業）	C1～C3 (内陸部、農村部、都市部)
プロジェクト規模	50kW以上（地上設置型、太陽光発電所）	50kW未満、住宅用屋上
海岸からの距離	海岸線から5km以内	海岸線から5km以上
屋根の構造耐力	高い耐荷重性能（商業用、産業用）	耐荷重制限あり（古い建物、軽量屋根）
設計寿命目標	25～30年以上、メンテナンス不要	15～20年経過、またはメンテナンス可能な状態
予算戦略	25年間の総所有コスト（TCO）を最適化する	初期投資コストを最小限に抑える

7. AISINEEの沿岸太陽光発電設置ソリューション

AISINEEでは、ZAM鋼（Zn-6Al-3Mg、EN 10346規格に基づく20～35μmのコーティング厚）と陽極酸化アルミニウム（AA15～AA25、6063-T5/T6合金）の両方を使用した太陽光発電用架台システムを製造しています。当社のエンジニアリングチームは、設置場所の状況、風荷重要件、ライフサイクルコスト分析に基づき、プロジェクト固有の材料推奨を提供します。

沿岸プロジェクトにおける主要な機能：

• 極限の海洋環境（C5-M）向けに、最大35μmの厚さのZAMコーティングを実現。
• AS1170 / ASCE 7-16 / EN 1991-1-4 に基づく風荷重計算によるカスタム構造設計
• 標準付属品については、迅速なサンプル配送と最低発注数量（MOQ）なしのポリシーが適用されます。
• 完全な認証パッケージ：ISO 9001、CE（EN 1090-1）、TUV、SGS材料試験
• 図面作成から製造まで、構造荷重計算レポートを含むカスタム設計サービスを提供します。
• 大量注文の場合、コンテナ積載最適化により15～25日のリードタイムとなります。

プロジェクト固有の材料に関する推奨事項が必要ですか？ プロジェクトの場所、容量、および現場の状況を当社のエンジニアリングチームにお送りください。48時間以内に、風荷重計算とライフサイクルコスト比較を含む無料の材料選定分析をご提供いたします。 メールアドレス：sales@artsign.net.cn | WhatsApp/WeChat：+86 180 3023 5875 当社の太陽光発電用架台製品の全ラインナップをご覧になるには、www.aisinee.comをご覧ください。

免責事項： 本記事に記載されている腐食性能データおよび総所有コスト（TCO）の推定値は、公開されている研究データ、メーカー仕様、およびAISINEE社内試験に基づいています。実際の性能は、設置場所の条件、微気候、設置品質、およびメンテナンス方法によって異なります。プロジェクト固有の推奨事項については、詳細な設置場所データをご用意の上、当社のエンジニアリングチームにご相談ください。

参考文献

• ISO 9227:2022 — 人工雰囲気における腐食試験 — 塩水噴霧試験
• ISO 12944-2:2018 — 塗料及びワニス — 鋼構造物の腐食防止 — 環境の分類
• EN 10346:2015 — 冷間成形用の連続溶融めっき鋼板製品
• NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）、亜鉛・アルミニウム・マグネシウムめっき鋼板の現場暴露試験、2019年
• 世界鉄鋼協会、「亜鉛めっき鋼と持続可能な建設：沿岸用途向け仕様策定ガイド」、2020年
• ASCE/SEI 7-16 — 建築物およびその他の構造物に対する最小設計荷重および関連基準
• AS/NZS 1170.2:2021 — 構造設計作用 — 風作用
• TÜVラインランド PPP 59029A:2013 — 太陽光発電架台システム

著者について

アイシネ技術エンジニアリングチーム 2006年以来、AISINEE（厦門芸術看板有限公司の主要ブランド）は、アルミニウムおよびZAM鋼製の太陽光発電架台システムを専門としています。19年以上にわたる製造経験を持つ86名のチームは、ブラジル、フランス、タイ、フィリピン、コロンビア、南アフリカ、メキシコをはじめとする世界各国の販売代理店や大規模設置業者にサービスを提供しています。 当社工場はISO 9001、CE、TUV、SGSの認証を取得しています。迅速な配送、カスタムデザインサービス、標準付属品の提供、最低注文数量なしといったサービスを提供しています。 LinkedIn: linkedin.com/company/aisinee |フェイスブック: facebook.com/aisinee | www.aisinee.com

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