眾所周知,要實現平價上網,就需要進一步降低度電成本,或者不斷提高發(fā)電效率。圍繞效率提升,但短期內上升空間有限。例如,逆變器效率已經接近99%,組件受成本、工藝影響,短時間大幅提高效率顯然不經濟、不現實。業(yè)內普遍認為,系統優(yōu)化成為另一條通往平價上網的康莊大道。在整個光伏系統中,光伏支架系統被寄予厚望,這個昔日被認為“缺乏技術含量”的產品,與跟蹤器聯姻后,在提高光伏電站收益上開始顯現優(yōu)勢。專家表示,采用跟蹤支架,電站可以提升10%--30%的發(fā)電量。跟蹤系統真的有傳說的那么“神”嗎?下面筆者就帶領大家看看支架與跟蹤支架如何打開世界的方式!
那么什么是光伏支架?
支架:是太陽能光伏發(fā)電系統中為了擺放,安裝,固定太陽能面板設計的特殊的支架。一般材質有鋁合金、碳鋼、不銹鋼。太陽能支架企業(yè)普遍采用鍍鋅金屬材料。目前,一般性固定支架占整個系統成本約10%左右,跟蹤支架系統與水面飄浮支架高于固定支架價格約1倍。
回顧支架發(fā)展歷程:
業(yè)內人士認為中國的光伏支架元年開始于2005年。以武守斌創(chuàng)立上海時瑞科技有限公司為標志,該公司當時為美國光伏行業(yè)Sunpower公司提供OEM產品。自此,中國開始正式擁有光伏支架生產廠。
2008年,中國光伏支架企業(yè)成功打入澳洲市場。當時的市場主要是以民用屋頂為主,不銹鋼掛鉤配鋁合金軌道,主打快速安裝,這是光伏支架的雛形并一直沿用至今。同年,清源光電、愛康金屬、中信博、廣東愛康等支架巨頭相距成立。
2009年底,由于日本核電危機,日本政府重啟光伏市場,中國企業(yè)借此機會快速進入。
2010年,國內市場正式啟動,考慮到成本因素,大部分業(yè)主選擇了碳鋼、鋁合金等做為地面光伏支架的材料。
2011年初的福島核電站泄漏事故發(fā)生后,使得日本的地面光伏電站發(fā)展進一步加速。也正是在那個時間段,中國的很多鋁合金、鋼結構企業(yè)認識到光伏支架這個具潛力的市場,螺旋樁技術也由歐洲引入中國并由中國企業(yè)做了大膽改進?!?br />
2012年,中國進一步從國外引進單軸、平單軸、雙軸跟蹤技術。由于,中國市場特殊性及跟蹤支架的不穩(wěn)定性,跟蹤支架在國內應有有限。秉承著引進、消化、吸收、創(chuàng)新的理念,中國的光伏支架工程師們研發(fā)出了彩鋼瓦支架,針對市場上形形色色、固定難度很大的彩鋼瓦屋頂設計開發(fā)了各種不同類型的斷面,開啟了彩鋼瓦屋頂光伏系統的時代。
2012年以后,隨著中國地面光伏電站的發(fā)展,各種常規(guī)安裝模式的支架、預裝式光伏支架、可調節(jié)光伏支架被開發(fā)出來。
相關數據顯示,2015全球新增裝機量47GW ,累計裝機量為227GW,年銷售額約350億元。其中,跟蹤系統市場裝機規(guī)模約為8.8GW。
支架到底重不重要?
提到支架,很多人的概念里它還是一個缺乏技術含量的配件,從木質固定支架,到鋁合金固定支架,再到可移動的跟蹤支架,很多光伏企業(yè)似乎并沒有把支架放在眼里,因為在對比半導體近親“單晶”與“多晶”研發(fā)歷程相比決算不上光鮮。
然而,在駛向平價上網彼岸的路上,在組件每提升1%的效率都非常困難的情況下,光伏支架只要稍稍傾斜一個角度,發(fā)電量都可能提升5%以上。拿固定支架來說,由于其傾角是按照全年總和的輻照值較大來選定的,實際上每周、每月、每個季度、半年都有相應的較佳傾角,如果在相應時間段選擇相應的較佳傾角,可以獲得比年度較佳傾角更多的發(fā)電量,因此傾角可調的固定支架也可以增加發(fā)電量。
按照每個月或者季度調整支架的傾角,可以增加5%左右的年發(fā)電量。跟蹤支架的優(yōu)勢就更明顯了,由于太陽的運行軌跡相對地面時時而動,跟隨太陽的運行軌跡,從而在組件表面接收到的光輻照,發(fā)電量也會大幅度的增加。
如果采用跟蹤支架,設定好軌跡使其跟隨太陽而不斷調整自己的傾斜角度,可提高30%的發(fā)電量。在中來光伏推出的“雙面”發(fā)電電池投出儀式上,該公司研發(fā)負責人劉勇博士對世紀新能源網記者表示: “如果結合雙面+跟蹤系統效率可達168%?!边@在光伏行業(yè)的其他分支看來是想都不敢想的。
在光伏十年的發(fā)展中,即使支架的優(yōu)勢如此明顯,而其在應用過程中卻屢屢受挫,對于固定支架來說,其易腐蝕性成為備受業(yè)內爭議的焦點,在安徽金寨縣的光伏扶貧項目中,其23個鄉(xiāng)鎮(zhèn)共建電站26個,在驗收過程中發(fā)現部分基礎與立柱連接部位鋼板銹蝕嚴重。而在水上光伏項目中,支架腐蝕現象發(fā)生的頻率會更高。
對于能大幅度提高發(fā)電量的跟蹤支架來說,其至今沒有得到大規(guī)模應用的重要原因就是其可靠性,早在2009年,我國就興起了一波跟蹤支架安裝熱潮,但當時由于產品穩(wěn)定性差,很多應用項目出現了支架密封結構漏油、抗風能力弱、控制系統失效、電機燒毀等現象,其應用以失敗告終。這也導致時至今日,雖然跟蹤支架的技術不斷創(chuàng)新,穩(wěn)定性也在不斷加強,但很多企業(yè)還是處于觀望態(tài)勢。那么支架究竟面臨著哪些技術挑戰(zhàn),各支架企業(yè)又有哪些專利技術創(chuàng)新,未來的支架行業(yè)會有哪些發(fā)展趨勢?
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