Güneş Enerjisi Montaj Sistemlerinde Çelik Kalitesi: 25 Yıllık Yatırımınız Hangi Çeliğin Üstünde Duruyor?
25 yıllık ömür hesaplamaları yapıyorsunuz. ROI tablonuzu hazırladınız, tedarikçi tekliflerini karşılaştırdınız. Ama bir değişken var ki çoğu yatırımcı teklif aşamasında görmezden geliyor: montaj sisteminizin hangi çelik sınıfından yapıldığı. Bu “görünmez karar” 25 yıl sonra çok somut sonuçlar doğurabilir.
Çelik Sınıflandırması: S Kodu Ne Anlama Gelir?
Yapısal çelikte “S” harfi “Structural” (yapısal) anlamına gelir. Yanındaki sayı ise çeliğin akma mukavemetini megapaskal (MPa) cinsinden gösterir. Bu rakam, çeliğin kalıcı deformasyon olmaksızın taşıyabileceği maksimum yükü ifade eder.
Güneş enerjisi montaj sistemlerinde karşılaşılan sınıflar ve kullanım alanları şu şekilde özetlenebilir:
- S235 (235 MPa) — Genel yapı malzemesi. Ucuz ve yaygın; ancak GES projelerinde ciddi sınırlamaları var.
- S355 (355 MPa) — GES sektöründe referans sınıf. Dengeli maliyet ve performans.
- S420 (420 MPa) — Yüksek mukavemetli. Daha ince profille daha güçlü yapı.
- S450 (450 MPa) — Uzun açıklıklı ve ağır yüklü sistemler için. Büyük arazi projelerinde tercih edilir.
- S500–S690 — Ultra yüksek mukavemet. Köprü ve özel endüstri uygulamaları için; GES montaj sistemlerinde pratik bir kullanım alanı bulmaz.
GES montaj sistemleri için optimum aralık S355–S450 olarak kabul görüyor.
S235: Neden Yaygın, Neden Riskli?
S235, inşaat sektöründe onlarca yıldır kullanılan klasik yapısal çelik. Fiyatı düşük, temini kolay. Ancak GES projelerinde birkaç önemli kısıtlaması var.
Birincisi, düşük akma mukavemeti nedeniyle aynı yükü taşımak için daha kalın profil kullanmak zorunlu hale geliyor. Bu ekstra ağırlık, özellikle çatı projelerinde statik hesaplamalar üzerinde baskı yaratır.
İkincisi, S235’in düşük sıcaklık tokluğu sınırlıdır. Kış koşullarında, özellikle soğuk iklimlerde, malzeme yorulma çatlağı riski artar. 25 yıl boyunca rüzgâr yükü altında çalışan bir sistemde bu önemli bir değişkendir.
Üçüncüsü, korozyon koruma: Geleneksel sıcak daldırma galvaniz (HDG) sektörde hâlâ yaygın olsa da, 25 yıllık ömür beklentisi olan GES projelerinde yeterli korumayı sağlayamayabilir. Özellikle kesim kenarları, montaj sırasında oluşan çizikler ve agresif çevre koşullarında HDG kaplamanın performansı sınırlı kalır. Bu nedenle yeni nesil kaplama teknolojileri — Magnelis® (ZM) gibi çinko-alüminyum-magnezyum alaşımları — giderek daha fazla tercih edilmektedir.
S355 / S350GD: GES’in Referans Sınıfı
S355, S235’e göre yüzde 51 daha yüksek akma mukavemeti sunuyor. Pratik anlamı şu: aynı profil kesitinde yüzde 51 daha fazla yük taşıyabilirsiniz. Ya da tersinden bakarsanız, aynı yükü çok daha ince profille taşıyabilirsiniz.
EN 10025 standardına göre S355J2 ve S355JR sınıflarında −20°C’de 27 Joule tokluk garantisi var. Bu, soğuk iklim koşullarında bile yapının bütünlüğünü koruduğunun belgesidir.
S350GD ise soğuk şekillendirmeye uygun, EN 10346 standardlı bir variant. Özellikle çatı montaj sistemlerindeki rulo şekillendirme uygulamaları için tercih edilir.
S420 ve S450: Yüksek Mukavemetli Sınıflar
S420, S355’e göre yaklaşık yüzde 18 daha yüksek akma mukavemeti sunar. Bu fark, profil tasarrufunda somut olarak görülür: aynı yükü taşımak için kesit alanı yaklaşık yüzde 40 oranında küçültülebilir. Daha az çelik, daha az ağırlık, daha az taşıma ve montaj maliyeti anlamına gelir.
S450 ise büyük arazi projelerinde, uzun açıklıklı tracker sistemlerinde ve özel konstrüksiyon gerektiren yapılarda devreye girer. S355’e göre yüzde 27 daha yüksek akma mukavemeti ile ince profilde yüksek performans sağlar.
Önemli bir teknik not: S420 ve S450 sınıflarında kaynak prosedürlerine (WPS — Welding Procedure Specification) daha titiz uyum gerekir. Ayrıca her iki sınıf için de EN 10025-3 veya EN 10025-4 standardına göre sertifikasyon aranmalıdır.
Hesapla Görelim: Kalın Profil Her Zaman Daha Güçlü Müdür?
Bazı üreticiler “3 mm profil kullandık” diyerek kalınlığı öne çıkarır. Oysa asıl belirleyici olan malzeme × kalınlık çarpımı, yani birim kapasitedir.
Akma Mukavemeti Karşılaştırması
| Çelik Sınıfı | Akma Mukavemeti | S235’e Göre Fark | S355’e Göre Fark |
|---|---|---|---|
| S235 | 235 MPa | — | −%34 |
| S355 | 355 MPa | +%51 | — |
| S420 | 420 MPa | +%79 | +%18 |
| S450 | 450 MPa | +%91 | +%27 |
Pratik Senaryo — Farklı Profil Kalınlığı, Farklı Çelik Sınıfı
| Profil | Çelik | Birim Kapasite (MPa·mm) | S235 @ 3 mm’ye Göre |
|---|---|---|---|
| 3,0 mm | S235 | 705 | Referans |
| 3,0 mm | S355 | 1.065 | +%51 — aynı kalınlık, çok daha güçlü |
| 2,5 mm | S355 | 888 | +%26 — daha ince, hâlâ daha güçlü |
| 2,5 mm | S420 | 1.050 | +%49 — S235’in 3 mm’siyle neredeyse eşit |
| 2,5 mm | S450 | 1.125 | +%60 — rakipten ince, ama çok daha dayanıklı |
| 2,0 mm | S420 | 840 | +%19 — bir profil ince, yine de üstün |
| 2,0 mm | S450 | 900 | +%28 — ağırlık avantajı + yüksek mukavemet |
Sonuç: S235 kullanan bir sistemde 3 mm profil görmek, S420 veya S450 kullanan bir sistemde 2,5 mm profil görmenin çok altında kalabilir. Belge istemeden kalınlığa bakarak karar vermek yanıltıcıdır.
Çelik Sınıflarının Tam Karşılaştırması
| Parametre | S235 | S355 | S420 | S450 |
|---|---|---|---|---|
| Akma mukavemeti | 235 MPa | 355 MPa | 420 MPa | 450 MPa |
| Çekme mukavemeti | 360–510 MPa | 470–630 MPa | 520–680 MPa | 550–720 MPa |
| Uzama | %26 | %22 | %19 | %17 |
| Düşük sıcaklık tokluğu | Kısıtlı | −20°C’de 27J | −20°C’de 27J | −20°C’de 27J |
| Profil avantajı (S235’e göre) | Referans | %30–35 tasarruf | %40–45 tasarruf | %45–50 tasarruf |
| Kaplama uyumu (ZM/Magnelis®) | Standart | Standart | Uyumlu | Uyumlu |
| Kaynak işlenebilirliği | Kolay | İyi | WPS gerekli | WPS gerekli |
| Standart | EN 10025-2 | EN 10025-2 | EN 10025-3/4 | EN 10025-3/4 |
Teorik Senaryolar: 25 Yıl Ne Anlama Gelir?
Senaryo 1 — 500 kWp Çatı Sistemi
S235 kullanan bir tasarımda akma mukavemeti düşük olduğu için profil kalınlaştırmak gerekiyor. Bu ekstra ağırlık — tipik olarak 1,2 ile 1,8 ton arasında — çatı statik hesabını doğrudan etkiliyor. S355 veya üstündeki bir çelik sınıfıyla aynı kapasiteyi çok daha hafif bir sistemle elde etmek mümkün. Çatı yükü üzerindeki bu fark, hem yapısal güvenlik hem de kurulum kolaylığı açısından belirleyici olabilir.
Senaryo 2 — 2 MWp Arazi Projesi
Büyük arazi projelerinde montaj ayakları ve purlinler on yıllar boyunca siklik rüzgâr yüküne maruz kalıyor. S235’in sınırlı tokluğu nedeniyle yüksek siklik yüklemeli ortamlarda malzeme yorulmasına bağlı uzun vadeli riskler oluşabilir. S420 veya S450 sınıfında bu tokluk sorunu ortadan kalkar; aynı zamanda daha hafif ve ince profil kullanılarak lojistik ve montaj maliyetleri düşürülür.
Senaryo 3 — 20. Yıl Değerlendirmesi
Çalışmalar gösteriyor ki S235 ile inşa edilmiş ve geleneksel HDG kaplama kullanılmış sistemlerde 15 ile 20. yıllar arasında yapının bazı kritik noktalarında bakım veya kısmi yenileme gerekliliği doğabilir. Bu maliyetin proje toplam değerine oranı tipik olarak yüzde 3 ile 5 arasında. S355 ve üstündeki sınıflarla, Magnelis® gibi yeni nesil kaplama teknolojileriyle hayata geçirilen sistemlerde ise yirminci yılda yapılan tek işlem görsel denetim ve kaplama kalınlığının ölçümü oluyor.
Neden S235 Kullanılıyor?
Bazı üreticilerin S235 kullanmasının arkasında birden fazla neden var. En temel neden fiyat: S235, S355’ten ton başına yüzde 8 ile 12 daha ucuz. Büyük projelerde bu fark teklif fiyatını düşürmeye yarayan bir araç olarak kullanılabiliyor.
İkinci neden müğlak şartnameler. Teknik şartnamelerde “yapısal çelik” veya “S serisi çelik” gibi genel ifadeler kullanıldığında, üretici sınıf seçimini kendi inisiyatifine bırakabiliyor. Eğer şartnamede standart ve sınıf net olarak belirtilmemişse, teklifte hangi çeliğin kullanıldığını anlamak güçleşiyor.
Bu nedenle GES yatırımcıları için teklif aşamasında doğru soruları sormak kritik önem taşıyor.
6 Madde Kontrol Listesi
Teklif değerlendirirken aşağıdaki altı noktayı kontrol edin:
- Mill Sertifikası (EN 10204 3.1): Her parti için üretici fabrikasında düzenlenmiş, bağımsız onay içeren sertifika talep edin. EN 10204 2.1 veya 2.2 yeterli değil.
- Standart Referansı: Şartnamede kullanılan çelik sınıfı ve EN standardına açık atıf yapılmalı. “S355” yazıyor mu, yoksa sadece “yapısal çelik” mi?
- Kaplama Teknolojisi ve Kalınlığı: Hangi korozyon koruma yöntemi kullanılıyor? Geleneksel sıcak daldırma galvaniz (HDG) mi, yoksa Magnelis® (ZM) gibi yeni nesil çinko-alüminyum-magnezyum kaplama mı? ZM kaplama, HDG’ye göre 3 kata kadar daha uzun korozyon ömrü sunar. Kaplama kalınlığı ölçülen değer mi, nominal mi?
- Bağımsız Test: Üretici kendi sertifikası dışında üçüncü taraf mekanik test sonuçları sunabiliyor mu?
- Kaynak Belgesi: S420 ve S450 için WPS (Kaynak Prosedür Şartnamesi) mevcut mu? Kaynakçı sertifikaları var mı?
- Referans Proje: Benzer büyüklükte ve iklim koşullarında tamamlanmış projeye referans verilebiliyor mu?
ISOTEC Solar Yaklaşımı
ISOTEC Solar olarak tasarım ve üretim süreçlerimizde çelik sınıfı seçimini temel bir tasarım parametresi olarak değerlendiriyoruz. Uygulama aralığı olarak S355 ile S450 arasındaki sınıflarla çalışıyoruz; proje gereksinimlerine, zemin koşullarına ve yüklenme hesaplamalarına göre uygun sınıf belirleniyor.
Korozyon korumada geleneksel sıcak daldırma galvaniz yerine Magnelis® (ZM) kaplama teknolojisini tercih ediyoruz. ArcelorMittal tarafından geliştirilen bu çinko-alüminyum-magnezyum alaşımlı kaplama, geleneksel galvanize göre 3 kata kadar daha uzun korozyon ömrü sunuyor. Kesim kenarlarında kendini onaran (self-healing) yapısıyla montaj sırasında oluşabilecek hasarlara karşı da aktif koruma sağlıyor. Magnelis® teknolojisi hakkında detaylı teknik makalemizi buradan okuyabilirsiniz.
Her ürünümüz için EN 10204 3.1 mill sertifikası standart uygulamamızın parçası. Kaplama performansı için sahada kaplama kalınlık ölçümü yapılıyor. Üreticiye ait sertifika, uygulama öncesi bağımsız olarak doğrulanabiliyor.
Bu yaklaşım, yatırımın 25 yıllık süresi boyunca yapının orijinal tasarım kapasitesini koruması hedefiyle şekilleniyor.
Görünmez Karar, Görünür Sonuç
Çelik sınıfı seçimi, güneş enerjisi yatırımının geri dönüş hesaplamalarında görünmez bir değişken gibi duruyor. Ama bu “görünmez karar” 15 veya 20 yıl sonra oldukça somut sonuçlar olarak karşınıza çıkıyor: bakım maliyeti, yapı bütünlüğü ve sigorta süreçleri üzerinde doğrudan etkisi var.
ISOTEC Solar Montaj Sistemleri olarak GES yatırımcılarının bu değişkeni teklifin en başından itibaren değerlendirmesini öneririz. Projenizin çelik kalitesi ve sertifikasyon süreçlerine ilişkin sorularınız için bizimle iletişime geçebilirsiniz.
