光伏支架-光伏系統(tǒng)核心部件之一

眾所周知，要實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)，就需要進(jìn)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(nèi)上升空間有限。例如，逆變器效率已經(jīng)接近100%，組件受成本、工藝影響，短時(shí)間大幅提高效率顯然不經(jīng)濟(jì)、不現(xiàn)實(shí)。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，系統(tǒng)優(yōu)化成為另一條通往平價(jià)上網(wǎng)的康莊大道。在整個(gè)光伏系統(tǒng)中，光伏支架系統(tǒng)被寄予厚望，這個(gè)昔日被認(rèn)為“缺乏技術(shù)含量”的產(chǎn)品，與跟蹤器聯(lián)姻后，在提高光伏電站收益上開(kāi)始顯現(xiàn)優(yōu)勢(shì)。
      那么什么是光伏支架？

      支架：是太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中為了擺放，安裝，固定太陽(yáng)能面板設(shè)計(jì)的特殊的支架。一般材質(zhì)有鋁合金、碳鋼、不銹鋼。太陽(yáng)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(gè)系統(tǒng)成本約10%左右，跟蹤支架系統(tǒng)與水面飄浮支架高于固定支架價(jià)格約1倍。

      支架除了結(jié)構(gòu)上的牢固性以滿足風(fēng)、雪壓的要求，同樣重要的是支架材料的耐腐蝕性，要足以保證支架和組件等有同樣的壽命。分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)有兩種：

      一、按照材料分

二、按安裝方式分

回顧支架發(fā)展歷程:

      業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為中國(guó)的光伏支架元年開(kāi)始于2005年。以武守斌創(chuàng)立上海時(shí)瑞科技有限公司為標(biāo)志，該公司當(dāng)時(shí)為美國(guó)光伏行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者Sunpower公司提供OEM產(chǎn)品。自此，中國(guó)開(kāi)始正式擁有光伏支架生產(chǎn)廠。
      2008年，中國(guó)光伏支架企業(yè)成功打入澳洲市場(chǎng)。當(dāng)時(shí)的市場(chǎng)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(ài)康金屬、中信博、廣東愛(ài)康等支架巨頭相距成立。

2009年底，由于日本核電危機(jī)，日本政府重啟光伏市場(chǎng)，中國(guó)企業(yè)借此機(jī)會(huì)快速進(jìn)入。

2010年，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)正式啟動(dòng)，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(jìn)一步加速。也正是在那個(gè)時(shí)間段，中國(guó)的很多鋁合金、鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)認(rèn)識(shí)到光伏支架這個(gè)極具潛力的市場(chǎng)，螺旋樁技術(shù)也由歐洲引入中國(guó)并由中國(guó)企業(yè)做了大膽改進(jìn)?！?/span>
      2012年，中國(guó)進(jìn)一步從國(guó)外引進(jìn)單軸、平單軸、雙軸跟蹤技術(shù)。由于，中國(guó)市場(chǎng)特殊性及跟蹤支架的不穩(wěn)定性，跟蹤支架在國(guó)內(nèi)應(yīng)有有限。秉承著引進(jìn)、消化、吸收、創(chuàng)新的理念，中國(guó)的光伏支架工程師們研發(fā)出了彩鋼瓦支架，針對(duì)市場(chǎng)上形形色色、固定難度很大的彩鋼瓦屋頂設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了各種不同類(lèi)型的斷面，開(kāi)啟了彩鋼瓦屋頂光伏系統(tǒng)的時(shí)代。
      2012年以后，隨著中國(guó)地面光伏電站的發(fā)展，各種常規(guī)安裝模式的支架、預(yù)裝式光伏支架、可調(diào)節(jié)光伏支架被開(kāi)發(fā)出來(lái)。

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2015全球新增裝機(jī)量47GW ，累計(jì)裝機(jī)量為227GW，年銷(xiāo)售額約350億元。其中，跟蹤系統(tǒng)市場(chǎng)裝機(jī)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(gè)缺乏技術(shù)含量的配件，從最初的木質(zhì)固定支架，到鋁合金固定支架，再到可移動(dòng)的跟蹤支架，很多光伏企業(yè)似乎并沒(méi)有把支架放在眼里，因?yàn)樵趯?duì)比半導(dǎo)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(jià)上網(wǎng)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(gè)角度，發(fā)電量都可能提升5%以上。拿固定支架來(lái)說(shuō)，由于其傾角是按照全年總和的輻照值最大來(lái)選定的，實(shí)際上每周、每月、每個(gè)季度、半年都有相應(yīng)的最佳傾角，如果在相應(yīng)時(shí)間段選擇相應(yīng)的最佳傾角，可以獲得比年度最佳傾角更多的發(fā)電量，因此傾角可調(diào)的固定支架也可以增加發(fā)電量。

按照每個(gè)月或者季度調(diào)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(shì)就更明顯了，由于太陽(yáng)的運(yùn)行軌跡相對(duì)地面時(shí)時(shí)而動(dòng)，跟隨太陽(yáng)的運(yùn)行軌跡，從而在組件表面接收到最多的光輻照，發(fā)電量也會(huì)大幅度的增加。

如果采用跟蹤支架，設(shè)定好軌跡使其跟隨太陽(yáng)而不斷調(diào)整自己的傾斜角度，最多可提高30%的發(fā)電量。最近，在中來(lái)光伏推出的“雙面”發(fā)電電池投出儀式上，該公司研發(fā)負(fù)責(zé)人劉勇博士對(duì)世紀(jì)新能源網(wǎng)記者表示: “如果結(jié)合雙面+跟蹤系統(tǒng)效率最高可達(dá)168%?！边@在光伏行業(yè)的其他分支看來(lái)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(shì)如此明顯，而其在應(yīng)用過(guò)程中卻屢屢受挫，對(duì)于固定支架來(lái)說(shuō)，其易腐蝕性成為備受業(yè)內(nèi)爭(zhēng)議的焦點(diǎn)，在安徽金寨縣的光伏扶貧項(xiàng)目中，其23個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)共建電站26個(gè)，在驗(yàn)收過(guò)程中發(fā)現(xiàn)部分基礎(chǔ)與立柱連接部位鋼板銹蝕嚴(yán)重。而在水上光伏項(xiàng)目中，支架腐蝕現(xiàn)象發(fā)生的頻率會(huì)更高。
       對(duì)于能大幅度提高發(fā)電量的跟蹤支架來(lái)說(shuō)，其至今沒(méi)有得到大規(guī)模應(yīng)用的最重要原因就是其可靠性，早在2009年，我國(guó)就興起了一波跟蹤支架安裝熱潮，但當(dāng)時(shí)由于產(chǎn)品穩(wěn)定性差，很多應(yīng)用項(xiàng)目出現(xiàn)了支架密封結(jié)構(gòu)漏油、抗風(fēng)能力弱、控制系統(tǒng)失效、電機(jī)燒毀等現(xiàn)象，最后其應(yīng)用以失敗告終。這也導(dǎo)致時(shí)至今日，雖然跟蹤支架的技術(shù)不斷創(chuàng)新，穩(wěn)定性也在不斷加強(qiáng)，但很多企業(yè)還是處于觀望態(tài)勢(shì)。那么支架究竟面臨著哪些技術(shù)挑戰(zhàn)，各支架企業(yè)又有哪些專(zhuān)利技術(shù)創(chuàng)新，未來(lái)的支架行業(yè)會(huì)有哪些發(fā)展趨勢(shì)？