《电子技术应用》

跟踪支架或成为光伏降本增效“神器”

2016/9/30 5:00:00

  电价补贴下降,竞价上网模式开启……光伏行业在一路高歌猛进之后,迎来了发展的新节点——降本增效。目前,组件、电池片等技术已经非常成熟,在现有条件下,电站每提升1个百分点的效率都非常困难。如此,光伏行业降本增效该如何破局?“跟踪支架或将成为光伏行业降本增效的一件‘神器’。”采用跟踪支架,电站可以轻松提升10%~30%的发电量,具体提升多少,与其所处纬度、光照、直射光等因素有关。

  随着应用场景变化和降本压力的影响,跟踪支架也面临着更高稳定性、更低成本的挑战。

  降本增效实现光伏应用新发展

  跟踪支架可以通过追踪太阳光,帮助组件提升发电效率。“同样的组件,使用跟踪支架的发电量比使用固定支架提升10%~30%。”彭程介绍,通常,维度越低、直射光越多的地域,其效率提升越显著。

  当前,跟踪支架主要用于地面电站。“它几乎已经成为美国光伏电站的标配——美国60%以上的新建地面电站都在使用它,泰国也有近17%的新建电站使用了跟踪支架。”但他表示,我国跟踪支架市场还处在试推广阶段。

  虽然早在2009年,我国就兴起了一波跟踪支架安装热潮,但因技术、市场应用环境不成熟,其应用以失败告终。

  “当时产品稳定性差,很多应用项目出现了支架密封结构漏油、抗风能力弱、控制系统失效、电机烧毁等现象。”彭程说,当时跟踪支架价格较高——每瓦成本约比固定支架高2元。一些厂家为了低价中标,偷工减料,导致产品质量陷入恶性循环。

  去年,我国只有2%的新建地面电站采用了跟踪支架,今年上半年的新建光伏项目也以采用固定支架为主。“可喜的是,当前协鑫集团等已先后设立了1吉瓦的招标项目。”彭程表示,经过尝试,国内一些大企业已经逐渐扩大跟踪支架使用规模。

  近年来,经过相关技术创新发展,跟踪支架稳定性明显改善,且价格比2009年时的价格降低了3~4倍。“当前,以跟踪支架0.7元/瓦的销售价格算,固定支架价格约为0.3元/瓦。”彭程分析,在20~25年的寿命周期内,前者每年能增加0.1元发电收益,如此,其增加的投资成本在3~4年内就能回收,经济优势非常明显。

  目前,越来越多的上市公司、基金组织参与电站建设,他们更加青睐能够实现“降本增效”的产品。同时,在后补贴时代,我国政府也开始极力促进新技术应用与发展。“由此,我国跟踪支架市场迎来了巨大机遇,行业发展的春天真正来临。”彭程认为。

  更低成本、更高稳定性将成竞争撒手锏

  跟踪支架在迎接机遇的同时,也面临挑战。当前,我国光伏建设从西北往中东部迁移,支架应用场景也由戈壁滩转向山坡、丘陵、农业耕地等。“山坡、丘陵等应用场景更加复杂,对支架可靠性提出了挑战。因此,跟踪支架要以更多的原创性技术,满足更高的可靠性要求,同时具备成本优势。”彭程说,这将是它需要持续突破的难题。

  跟踪支架是硬件、软件结合的产品,关键技术为机械、电气两个部分。“机械部分是硬件,可通过大量创新来节省成本。例如,通过结构设计实现以尽量少的材料达到同样的支撑强度,应用3D打印、一次成型等新工艺,降低支架加工成本。”但他强调,要有足够的项目经验、完善的测试体系等才能支撑创新。

  电气部分是软硬件结合的产品,最关键的是提升稳定性。彭程介绍,软件和系统设计稳定性的提升,能够弥补硬件的不足。

  例如,通过软件设计增加产品冗余度,即便是硬件出现问题,支架也不会立即失效。“前提是,企业要熟悉系统中哪些元器件易出现问题,或达不到25年的机械寿命要求等,从而针对薄弱环节补齐短板。”他说。

  跟踪支架稳定性的核心技术是传动部件。经过多年创新、实践,传统的其他工业的传动装置应用在光伏领域时,会出现的一些弱点、问题已经解决。传动装置设计方案也做了以高分子塑料替代钢轴承等优化,使产品更适应大风、抖动的运行环境,并进一步降低了成本。“跟踪支架与逆变器的应用场景十分相似。目前,逆变器标准、流程已经十分完善,未来,跟踪支架进一步提升稳定性可以从中借鉴经验。”他认为。

  “我们公司在一般设计的基础上,根据电站所处地质、气候环境等进行定制化的优化设计,也不失为提升稳定性的有效方法。”但他表示,这需要企业有足够的项目经验和技术实力。

  做好产品融合和技术创新抢占国际市场

  目前,跟踪支架还存在安装简便性不足、运维难以让客户省心的缺陷,需要在接下来的发展中尽快解决。

  他认为,支架与上下游不同产品有很多融合点,在下一步的发展中,支架供应商应该跳出支架本身,在组件、逆变器、运维等电站整体系统去思考,如何将行业产品有机融合。这也会是新的发展机会。

  “例如,逆变器有防水防尘盒,可以将直流变交流;跟踪支架也有IP65电箱,需要交流电或直流电;两者都有通讯线。将两者有机融合,既可以降低物料成本、减少人工安装和运维费用,又可以增强产品稳定性。”彭程说。

  鉴于跟踪支架的发展经历,彭程呼吁,国内同行要着力原创核心技术研发,各自发挥所长,避免同质化竞争。他介绍,美国公司NexTracker成立不到3年,就做到了全球跟踪支架行业的NO1,年销售额近40亿元。“这主要得益于该公司通过不断的技术创新,做出了满足市场需求、质量可靠的产品。”他认为,这也说明,兢兢业业、踏踏实实做技术创新、做优质服务的公司将获得更多的市场机会,甚至会后来者居上。

  彭程表示,当前,我国跟踪支架市场容量足以撑起一批相互支撑、良性竞争的“中国军团”。“相对于国外产品,我国产品价格低且质量好,市场前景可期。”他说,当前,已经有一大批国外企业想在中国寻找跟踪支架供应商。


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