“項(xiàng)目建設(shè)用地環(huán)境不同，光伏支架的選型要求自然不同。在新能源用地越來越緊張的情況下，隨著光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展，光伏電站用地也在向著坡地、沙地甚至是海洋進(jìn)發(fā)，對(duì)光伏支架的選型提出了新挑戰(zhàn)。”在日前舉行的“光伏支架和跟蹤系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用前景”研討會(huì)上，西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司新能源工程院總工程師惠星指出，支架綜合優(yōu)選在未來光伏電站建設(shè)施工中的重要性將愈加凸顯。
那么，光伏支架選型要考量哪些因素？跟蹤支架、柔性支架等新技術(shù)，在推廣應(yīng)用中又有哪些新特點(diǎn)呢？
綜合地理?xiàng)l件、限電情況、
競(jìng)標(biāo)規(guī)則進(jìn)行優(yōu)選
惠星表示，在支架選型過程中，要充分考慮地形地貌、地質(zhì)條件、用地面積等因素。“例如，平單軸支架對(duì)地形的坡度有一定要求，坡度大于10度的地區(qū)，通常就不適宜安裝平單軸支架，而在這一點(diǎn)上，固定支架適用面更廣。再如，若采用可調(diào)支架，還要考慮電站所處的位置，運(yùn)維人員是否便于到達(dá)，以及是否方便后續(xù)調(diào)整操作。”惠星表示，在條件允許的情況下，推薦采用固定可調(diào)、平單軸跟蹤、仰角可調(diào)雙軸跟蹤等先進(jìn)技術(shù)提升發(fā)電量。
除客觀的自然條件外，惠星指出，電站的各項(xiàng)稅費(fèi)、環(huán)保要求和限電等因素，亦是綜合優(yōu)選過程中需要參考的重要指標(biāo)。“很多時(shí)候，發(fā)電量提升并不一定就會(huì)提高綜合收益。根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，電站是不是面臨限電問題、限電比例有多少、保障性收購小時(shí)數(shù)的執(zhí)行情況等都應(yīng)該納入考量，綜合測(cè)算支架產(chǎn)品的投資回報(bào)和經(jīng)濟(jì)性。”
另要根據(jù)不同項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行考量?；菪潜硎荆唧w的競(jìng)標(biāo)優(yōu)選規(guī)則也在很大程度上影響著支架選型。“在此前的光伏領(lǐng)跑基地項(xiàng)目中，系統(tǒng)效率越高、電價(jià)越低，競(jìng)標(biāo)得分越高，這時(shí)候就需要尋求價(jià)格和發(fā)電量的平衡點(diǎn)，從而選取合適的支架。而在最近公布的山東海上光伏優(yōu)選規(guī)則下，技術(shù)方案特別提出了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全性的要求，這就要求在支架選型中更加側(cè)重安全性能考量。”
跟蹤支架市場(chǎng)擴(kuò)容
技術(shù)細(xì)節(jié)還需優(yōu)化升級(jí)
從提高發(fā)電量角度出發(fā)，與傳統(tǒng)固定支架相比，跟蹤支架通過實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，可以讓光伏組件朝向陽光照射的最佳角度，進(jìn)而提升發(fā)電效率。記者了解到，當(dāng)前，隨著國內(nèi)風(fēng)光大基地建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，跟蹤支架的市場(chǎng)需求也開始擴(kuò)大。
“早年間，跟蹤支架的故障率確實(shí)比較高，而且受制于技術(shù)原因，適配的地形也不多。”江蘇中信博新能源科技股份有限公司中信博風(fēng)工程研究院院長(zhǎng)陳昌宏表示，無論是設(shè)計(jì)院還是業(yè)主方，對(duì)跟蹤支架的態(tài)度一度比較保守。
陳昌宏介紹，從全球范圍來看，去年跟蹤支架的出貨量已經(jīng)超過5100萬千瓦，同比增長(zhǎng)約為12%。預(yù)計(jì)2022年-2030年，太陽能跟蹤支架的市場(chǎng)需求將超過6.6億千瓦。“盡管我國對(duì)跟蹤支架的接受度相對(duì)較低，但就總量而言，我國仍是亞洲最大的跟蹤支架安裝市場(chǎng)。”
陳昌宏表示，隨著市場(chǎng)規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)大，跟蹤支架在諸多環(huán)節(jié)還需要進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化和創(chuàng)新。“例如，在一些山地、坡地上，主軸的萬向接頭就是較為常見的故障點(diǎn)之一，這就是技術(shù)升級(jí)方面需要發(fā)力的地方。此外，大幅面組件的兼容、適配雙面組件的優(yōu)化設(shè)計(jì)等，都是跟蹤支架后續(xù)發(fā)展中需要著力解決的問題。”
柔性支架適用復(fù)雜地形
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有待完善
得益于沙漠、戈壁、荒漠的地形條件，大基地項(xiàng)目在支架選型過程中，對(duì)于安裝坡度、組件下方運(yùn)行環(huán)境等方面的要求并不算嚴(yán)苛。但在無法推行大基地模式的西南山區(qū)和中東部地區(qū)，如何適應(yīng)復(fù)雜多樣的地形顯得更為迫切。
“柔性支架的最大特點(diǎn)就是跨度大、凈空高，組件下空間充足，有利于開展‘光伏+’項(xiàng)目。”長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司高級(jí)工程師袁博稱，柔性支架可以跨越復(fù)雜地形，非常適合魚塘、復(fù)雜山坡地、污水廠、灘涂、水渠等地的光伏安裝。
以三峽新能源泗洪國家領(lǐng)跑者光伏電站為例，羲和電力有限公司設(shè)計(jì)研究院副院長(zhǎng)鄧霞表示，這一項(xiàng)目組件安裝的最低點(diǎn)距離地面超過4米，東西向跨距33米左右，南北向組件間距3.25米。“項(xiàng)目投運(yùn)以來，經(jīng)歷了各類氣象條件的考驗(yàn)，運(yùn)行狀態(tài)很好，實(shí)際發(fā)電量也超出了預(yù)期值。”
不過，受制于技術(shù)特性，柔性支架的實(shí)際應(yīng)用也存在挑戰(zhàn)。袁博舉例，針對(duì)電站可能面臨的氣象條件，由于柔性組件剛度較小，最關(guān)鍵問題是抑制風(fēng)振。對(duì)此，需采取增加地錨、抗風(fēng)索桁架等必要的抗風(fēng)措施，在設(shè)計(jì)過程中，往往還要通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。“在設(shè)計(jì)方面，柔性支架的結(jié)構(gòu)分析較為復(fù)雜，影響因素較多，暫無相關(guān)的國家設(shè)計(jì)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這些都是柔性支架未來發(fā)展過程中需要解決的問題。”
那么，光伏支架選型要考量哪些因素？跟蹤支架、柔性支架等新技術(shù)，在推廣應(yīng)用中又有哪些新特點(diǎn)呢？
綜合地理?xiàng)l件、限電情況、
競(jìng)標(biāo)規(guī)則進(jìn)行優(yōu)選
惠星表示，在支架選型過程中，要充分考慮地形地貌、地質(zhì)條件、用地面積等因素。“例如，平單軸支架對(duì)地形的坡度有一定要求，坡度大于10度的地區(qū)，通常就不適宜安裝平單軸支架，而在這一點(diǎn)上，固定支架適用面更廣。再如，若采用可調(diào)支架，還要考慮電站所處的位置，運(yùn)維人員是否便于到達(dá)，以及是否方便后續(xù)調(diào)整操作。”惠星表示，在條件允許的情況下，推薦采用固定可調(diào)、平單軸跟蹤、仰角可調(diào)雙軸跟蹤等先進(jìn)技術(shù)提升發(fā)電量。
除客觀的自然條件外，惠星指出，電站的各項(xiàng)稅費(fèi)、環(huán)保要求和限電等因素，亦是綜合優(yōu)選過程中需要參考的重要指標(biāo)。“很多時(shí)候，發(fā)電量提升并不一定就會(huì)提高綜合收益。根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，電站是不是面臨限電問題、限電比例有多少、保障性收購小時(shí)數(shù)的執(zhí)行情況等都應(yīng)該納入考量，綜合測(cè)算支架產(chǎn)品的投資回報(bào)和經(jīng)濟(jì)性。”
另要根據(jù)不同項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行考量?；菪潜硎荆唧w的競(jìng)標(biāo)優(yōu)選規(guī)則也在很大程度上影響著支架選型。“在此前的光伏領(lǐng)跑基地項(xiàng)目中，系統(tǒng)效率越高、電價(jià)越低，競(jìng)標(biāo)得分越高，這時(shí)候就需要尋求價(jià)格和發(fā)電量的平衡點(diǎn)，從而選取合適的支架。而在最近公布的山東海上光伏優(yōu)選規(guī)則下，技術(shù)方案特別提出了基礎(chǔ)設(shè)計(jì)安全性的要求，這就要求在支架選型中更加側(cè)重安全性能考量。”
跟蹤支架市場(chǎng)擴(kuò)容
技術(shù)細(xì)節(jié)還需優(yōu)化升級(jí)
從提高發(fā)電量角度出發(fā)，與傳統(tǒng)固定支架相比，跟蹤支架通過實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，可以讓光伏組件朝向陽光照射的最佳角度，進(jìn)而提升發(fā)電效率。記者了解到，當(dāng)前，隨著國內(nèi)風(fēng)光大基地建設(shè)的持續(xù)推進(jìn)，跟蹤支架的市場(chǎng)需求也開始擴(kuò)大。
“早年間，跟蹤支架的故障率確實(shí)比較高，而且受制于技術(shù)原因，適配的地形也不多。”江蘇中信博新能源科技股份有限公司中信博風(fēng)工程研究院院長(zhǎng)陳昌宏表示，無論是設(shè)計(jì)院還是業(yè)主方，對(duì)跟蹤支架的態(tài)度一度比較保守。
陳昌宏介紹，從全球范圍來看，去年跟蹤支架的出貨量已經(jīng)超過5100萬千瓦，同比增長(zhǎng)約為12%。預(yù)計(jì)2022年-2030年，太陽能跟蹤支架的市場(chǎng)需求將超過6.6億千瓦。“盡管我國對(duì)跟蹤支架的接受度相對(duì)較低，但就總量而言，我國仍是亞洲最大的跟蹤支架安裝市場(chǎng)。”
陳昌宏表示，隨著市場(chǎng)規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)大，跟蹤支架在諸多環(huán)節(jié)還需要進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化和創(chuàng)新。“例如，在一些山地、坡地上，主軸的萬向接頭就是較為常見的故障點(diǎn)之一，這就是技術(shù)升級(jí)方面需要發(fā)力的地方。此外，大幅面組件的兼容、適配雙面組件的優(yōu)化設(shè)計(jì)等，都是跟蹤支架后續(xù)發(fā)展中需要著力解決的問題。”
柔性支架適用復(fù)雜地形
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有待完善
得益于沙漠、戈壁、荒漠的地形條件，大基地項(xiàng)目在支架選型過程中，對(duì)于安裝坡度、組件下方運(yùn)行環(huán)境等方面的要求并不算嚴(yán)苛。但在無法推行大基地模式的西南山區(qū)和中東部地區(qū)，如何適應(yīng)復(fù)雜多樣的地形顯得更為迫切。
“柔性支架的最大特點(diǎn)就是跨度大、凈空高，組件下空間充足，有利于開展‘光伏+’項(xiàng)目。”長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司高級(jí)工程師袁博稱，柔性支架可以跨越復(fù)雜地形，非常適合魚塘、復(fù)雜山坡地、污水廠、灘涂、水渠等地的光伏安裝。
以三峽新能源泗洪國家領(lǐng)跑者光伏電站為例，羲和電力有限公司設(shè)計(jì)研究院副院長(zhǎng)鄧霞表示，這一項(xiàng)目組件安裝的最低點(diǎn)距離地面超過4米，東西向跨距33米左右，南北向組件間距3.25米。“項(xiàng)目投運(yùn)以來，經(jīng)歷了各類氣象條件的考驗(yàn)，運(yùn)行狀態(tài)很好，實(shí)際發(fā)電量也超出了預(yù)期值。”
不過，受制于技術(shù)特性，柔性支架的實(shí)際應(yīng)用也存在挑戰(zhàn)。袁博舉例，針對(duì)電站可能面臨的氣象條件，由于柔性組件剛度較小，最關(guān)鍵問題是抑制風(fēng)振。對(duì)此，需采取增加地錨、抗風(fēng)索桁架等必要的抗風(fēng)措施，在設(shè)計(jì)過程中，往往還要通過風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。“在設(shè)計(jì)方面，柔性支架的結(jié)構(gòu)分析較為復(fù)雜，影響因素較多，暫無相關(guān)的國家設(shè)計(jì)規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。這些都是柔性支架未來發(fā)展過程中需要解決的問題。”
