2021年11月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于印發(fā)第一批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電、光伏基地建設(shè)項(xiàng)目清單的通知》。根據(jù)《通知》，第一批大型風(fēng)電、光伏基地建設(shè)項(xiàng)目清單涉及內(nèi)蒙、青海、甘肅等19個(gè)省份，規(guī)模總計(jì)97.05吉瓦。目前，第一批大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目已開工約7500萬(wàn)千瓦，其余項(xiàng)目將在今年一季度陸續(xù)開工。
有設(shè)計(jì)院專家指出，隨著光伏實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，沒有了補(bǔ)貼小時(shí)數(shù)的限制，各種有助于在單位面積土地上提升發(fā)電量、降低度電成本(LCOE)的技術(shù)方案將在大基地項(xiàng)目中得到廣泛應(yīng)用。對(duì)大尺寸硅片電池、超高功率組件、高容配比大電流逆變器、跟蹤支架等技術(shù)而言，他們迎來(lái)了最好的發(fā)展機(jī)遇。
其中，跟蹤支架被認(rèn)為是提升單瓦發(fā)電量(等效利用小時(shí)數(shù))的最有效手段。據(jù)某券商測(cè)算，在1300小時(shí)有效光照小時(shí)的基礎(chǔ)上，當(dāng)跟蹤系統(tǒng)發(fā)電量增益高于5%時(shí)，跟蹤系統(tǒng)相較于固定支架系統(tǒng)都表現(xiàn)出更好經(jīng)濟(jì)性。彭博新能源此前也指出，相較于固定支架，雙面發(fā)電+跟蹤器可以在全球93.1%的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)最低LCOE，單面發(fā)電+跟蹤器也可以在全球87.9%的區(qū)域做到最低LCOE。
天合跟蹤最新發(fā)布的開拓者1P產(chǎn)品
但眾所周知，無(wú)論是此前的1500V系統(tǒng)、高容配比方案，還是最新的超高功率組件、智能跟蹤支架，在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用比例都明顯低于海外，時(shí)間上也會(huì)晚1-2年。作為光伏制造大國(guó)，為何總是出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象?
某電站投資企業(yè)負(fù)責(zé)招標(biāo)審核的領(lǐng)導(dǎo)透露，央國(guó)企定標(biāo)后很難增加項(xiàng)目投資金額，如果遇到組件價(jià)格上漲，只能從其他地方“省錢”，這種情況下很可能放棄跟蹤支架方案。另一位來(lái)自設(shè)計(jì)院的工作人員指出，通常情況下，大型電力投資企業(yè)更愿意選擇經(jīng)過(guò)眾多考驗(yàn)的成熟技術(shù)。同時(shí)，部分先進(jìn)技術(shù)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、第三方認(rèn)證、戶外實(shí)證方面有所缺失，無(wú)法滿足客戶的需求。
上述專家的觀點(diǎn)可以說(shuō)從不同角度闡釋了跟蹤支架應(yīng)用規(guī)模偏低的原因。那么，2022年，這樣的情況會(huì)有轉(zhuǎn)機(jī)嗎?
答案是肯定的。
高品質(zhì)要求促進(jìn)國(guó)內(nèi)跟蹤支架健康發(fā)展
對(duì)于跟蹤支架的經(jīng)濟(jì)性，恐怕沒有人會(huì)質(zhì)疑。從技術(shù)層面看，降低度電成本的方式有很多，為何幾乎所有設(shè)計(jì)院首先選用跟蹤支架?筆者認(rèn)為，“性價(jià)比”或許是最合理的答案。如果能只增加少量土地使用面積和初始投資，就能帶來(lái)10-20%的發(fā)電量增益，無(wú)疑是非常劃算的。“在光伏電站中應(yīng)用跟蹤支架，不是單純的消費(fèi)行為，而是一種長(zhǎng)期投資，收益非常可觀。”某電力投資企業(yè)旗下電站項(xiàng)目經(jīng)理說(shuō)。
但我們也要看到，與組件、逆變器不同，跟蹤支架很難制成標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，更多需要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形條件綜合分析。此外，各國(guó)往往執(zhí)行不同的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，僅建筑載荷要求就超過(guò)30種，給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了一定難度。“事實(shí)上，跟蹤支架這種細(xì)長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)，并不適合采用建筑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，而是更接近大跨度橋梁，需要通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)證明其可靠性。”天合跟蹤中國(guó)研發(fā)負(fù)責(zé)人全鵬向筆者表示，他們的每一款跟蹤支架產(chǎn)品，都要經(jīng)過(guò)權(quán)威第三方機(jī)構(gòu)CPP或RWDI風(fēng)洞試驗(yàn)，確保安全可靠才會(huì)推向市場(chǎng)。“希望在權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)也成為國(guó)內(nèi)市場(chǎng)高質(zhì)量跟蹤支架標(biāo)配，天合將推動(dòng)建立更適用于跟蹤支架的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，讓國(guó)內(nèi)跟蹤市場(chǎng)健康發(fā)展。”
全鵬表示，風(fēng)對(duì)支架的影響中，最關(guān)鍵的是當(dāng)風(fēng)速超過(guò)支架結(jié)構(gòu)允許的極限時(shí)發(fā)生扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。頻率和阻尼是影響跟蹤支架動(dòng)態(tài)性能的關(guān)鍵因素，跟蹤支架自由長(zhǎng)度越長(zhǎng)，扭轉(zhuǎn)頻率越低，跟蹤器的風(fēng)致穩(wěn)定性就越差，改善的辦法是要么提升扭轉(zhuǎn)頻率，要么提高阻尼。“以我們近期推出的開拓者1P為例，它采用了雙邊阻尼系統(tǒng)設(shè)計(jì)，阻尼比提升至20%到30%，動(dòng)態(tài)響應(yīng)放大系數(shù)DAF值降低30%以上，工作風(fēng)速提升至少20%以上。”
據(jù)介紹，天合開拓者1P智能跟蹤解決方案已經(jīng)通過(guò)TUV南德等多項(xiàng)國(guó)際認(rèn)證，符合IEC62817的要求，可以銷往全球絕大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)。全鵬表示，他們希望通過(guò)不斷的研發(fā)突破，打消業(yè)界對(duì)跟蹤支架可靠性的顧慮，提升跟蹤系統(tǒng)在全球特別是中國(guó)地面電站中的占比，在面積有限的土地上，制造盡可能多的清潔電力，滿足全球用能需求。
跟蹤和跟蹤，真的不一樣
目前，國(guó)內(nèi)幾乎所有主要支架企業(yè)都開發(fā)了跟蹤系統(tǒng)解決方案，并宣稱自己可以帶來(lái)最高的發(fā)電量增益。那么，真實(shí)情況究竟是什么樣?
設(shè)計(jì)院專家表示，傳統(tǒng)跟蹤器只需4個(gè)簡(jiǎn)單參數(shù)來(lái)計(jì)算跟蹤角度，只能解決單面組件、平地、晴天場(chǎng)景下的跟蹤需求，對(duì)應(yīng)用場(chǎng)景的復(fù)雜性考慮不充分。隨著光伏裝機(jī)規(guī)?？焖僭鲩L(zhǎng)，復(fù)雜地形、多種氣候條件對(duì)跟蹤支架的可靠性和實(shí)際增發(fā)效果提出了一定挑戰(zhàn)。同時(shí)，雙面組件的大規(guī)模應(yīng)用也讓傳統(tǒng)跟蹤方案在某些時(shí)候“力不從心”，在保證正面發(fā)電量之余，無(wú)暇顧及背面反射光的發(fā)電量。“傳統(tǒng)方案通常采用天文算法，方案中所有支架轉(zhuǎn)動(dòng)角度一致，部分組件實(shí)際傾角非最優(yōu)，影響發(fā)電量。采用雙面組件，情況更加復(fù)雜，技術(shù)難度大幅提升。”一位電站設(shè)計(jì)工作人員如是說(shuō)。
為了解決這一問(wèn)題，天合建立了SuperTrack智合跟蹤平臺(tái)，多沙塵應(yīng)用場(chǎng)景解決方案和天合跟蹤智慧云平臺(tái)。“天合智能跟蹤不僅提供支架硬件，我們有更多的智能功能，幫助客戶獲得更高的發(fā)電收益。根據(jù)測(cè)算，與常規(guī)跟蹤算法相比，天合智能跟蹤算法最多可提升發(fā)電量3-8%。”全鵬表示，在陰雨天，智能跟蹤的優(yōu)越性可以得到充分體現(xiàn)。“智能散射跟蹤支架是呈現(xiàn)小角度的，而天文跟蹤支架仍然還是從東60°轉(zhuǎn)到西60°，陰雨天發(fā)電量監(jiān)測(cè)會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)電量差異至少在5%以上。”他說(shuō)。
此外，天合創(chuàng)造性地使用球形軸承，也直接提升了產(chǎn)品可靠性。全鵬表示，對(duì)于不太平整的土地，傳統(tǒng)圓柱形軸承無(wú)法適應(yīng)，可能出現(xiàn)卡死情況，但球形軸承可以360度旋轉(zhuǎn)，不存在這一問(wèn)題。同時(shí)，圓柱形軸承需要較大的縫隙實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，但球形軸承在安裝時(shí)縫隙更小，不容易有灰塵進(jìn)入。“做跟蹤，我們是認(rèn)真的。”
產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，完美適配600W+新時(shí)代
天合跟蹤的前身Nclave是全球首批光伏跟蹤支架企業(yè)之一，該公司擁有17年以上光伏跟蹤支架行業(yè)開發(fā)、生產(chǎn)與工程設(shè)計(jì)運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)。天合跟蹤支架全球銷售負(fù)責(zé)人段順偉表示，迄今位置他們的全球出貨量累計(jì)達(dá)7GW。憑借產(chǎn)品的高可靠性、先進(jìn)的技術(shù)和優(yōu)質(zhì)的工程設(shè)計(jì)能力，天合跟蹤立足國(guó)際市場(chǎng)，其業(yè)務(wù)遍及全球五大洲超過(guò)40個(gè)國(guó)家。“提到天合大家第一反應(yīng)都是光伏組件，其實(shí)，在大尺寸組件與跟蹤支架的最佳集成設(shè)計(jì)方面，天合跟蹤同樣是全球最具優(yōu)勢(shì)的企業(yè)，希望成為更多客戶的首選。”段順偉說(shuō)。
筆者認(rèn)為，這種集成優(yōu)勢(shì)在后續(xù)的電站設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維等環(huán)節(jié)可能都有體現(xiàn)——作為全球最大的同時(shí)從事大尺寸組件、跟蹤支架生產(chǎn)的企業(yè)，天合對(duì)相關(guān)產(chǎn)品可以將二者順利結(jié)合，實(shí)現(xiàn)整套系統(tǒng)最高發(fā)電量。
全鵬介紹說(shuō)，對(duì)于跟蹤支架來(lái)講，存在扭轉(zhuǎn)，起伏以及搖擺三種最主要模態(tài)，其中扭矩是影響支架設(shè)計(jì)最關(guān)鍵參數(shù)。跟蹤支架單位長(zhǎng)度的扭矩與弦長(zhǎng)，也就是組件長(zhǎng)度的平方成正比。用天合670W 210組件和其他品牌的455W 166組件對(duì)比，210組件長(zhǎng)度比166組件增加了13.8%，而跟蹤支架扭矩會(huì)增加近30%。因此天合在設(shè)計(jì)開拓者1P產(chǎn)品時(shí)，經(jīng)過(guò)了十分精密的計(jì)算和截面設(shè)計(jì)優(yōu)化，最終采用了大圓角扭矩管的設(shè)計(jì)方案，在扭矩管成本不增加的情況下，同樣長(zhǎng)度的開拓者1P抗扭變形能力提升了29.6%，完美匹配600W+大功率組件。
對(duì)于跟蹤支架與高效組件的組合，全鵬的信心十分充足。他直言：“PERC電池轉(zhuǎn)換效率從21%提升到23%，用了近5年時(shí)間，無(wú)數(shù)光伏技術(shù)人員付出了難以想象的艱辛。但如果采用跟蹤支架，在許多地區(qū)都可以實(shí)現(xiàn)10%以上發(fā)電量增益。相信高效組件與智能跟蹤支架會(huì)產(chǎn)生‘疊乘’效應(yīng)，在單位面積產(chǎn)出更多綠色電力。”
段順偉認(rèn)為，在國(guó)家風(fēng)光大基地、保障性并網(wǎng)、市場(chǎng)化并網(wǎng)規(guī)模的共同推動(dòng)下，跟蹤支架應(yīng)用規(guī)模將比2021年有可能翻倍。他強(qiáng)調(diào)：過(guò)去，天合跟蹤憑借高品質(zhì)高可靠的組件產(chǎn)品設(shè)計(jì)贏得了全球客戶長(zhǎng)期的認(rèn)可。今天，盡管面臨各種競(jìng)爭(zhēng)，天合仍然堅(jiān)持高可靠性設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)。“我們堅(jiān)信，基于高品質(zhì)的產(chǎn)品與系統(tǒng)集成，我們和我們的客戶才能攜手走的更遠(yuǎn)。在這里，我也呼吁在600W+光伏開放創(chuàng)新生態(tài)聯(lián)盟全體成員，以及光伏行業(yè)中志同道合的伙伴們，與天合跟蹤一起，構(gòu)建高品質(zhì)的跟蹤支架行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和良好的生態(tài)，為碳中和貢獻(xiàn)更多光伏人的力量。”
評(píng)論