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曦日新能源:中国光伏跟踪支架的创新自强之路

放大字体  缩小字体 光伏产业网讯 发布日期:2021-09-22  
核心提示:曦日新能源:中国光伏跟踪支架的创新自强之路
       继1500V和大片组件之后,又一项光伏电站应用技术亟需在中国市场发展成熟并得到普及,以持续推动光伏发电的降本之路。

根据Solarbe索比咨询了解到的数据显示:全球地面光伏市场中,中东跟踪支架使用比例约80%以上,美国约80-90%,欧洲约60%,其中法国南部和西班牙全境地势平坦,光照资源充足,非常适合跟踪支架,相比固定支架可增发15%以上,几乎都采用了跟踪支架,而中非、北非市场比例也超过60%。目前全球光伏地面整个跟踪与固定支架比例接近4:6,预计到2025年,跟踪支架比例5:5,甚至超过固定支架。

而在中国,这一比例不足10%。

光伏领跑者项目曾经将光伏跟踪支架比例上升到40%左右,但随着领跑者项目结束,跟踪支架并没有如高效电池、1500V逆变器等先进技术一般迅速在中国市场全面铺开,而是又回到了较低的比例。

中国光伏电站市场由于机制特殊,客观存在限发、终端业主“强融资弱开发”、收益固定等情况,导致用户对于技术进步意愿不强。但江苏曦日新能源科技有限公司CEO谢入金认为,光伏跟踪支架企业不应一味抱怨,要通过创新与技术进步来提升解决方案的竞争力。

谢入金希望,通过降低成本、提升稳定性,让中国客户更乐于接受跟踪支架,将其在国内市场的渗透率提升至1/3以上。

曦日团队在走访众多央国企客户时发现,客户排斥跟踪支架的主要原因有二:第一价格高;第二可靠性较差,后期整改多。就此,曦日提出了“低成本”、“高可靠”、“快速安装”三大产品目标。

“光伏跟踪支架环节仍然充斥着大量非专业玩家。”谢入金阐述了市场痛点,这也是他的团队切入这个市场的主要原因。“除少数龙头之外,多数企业缺乏完善的理论依据和足够的实践。”

亟需专业玩家

相比很少出现严重事故的固定支架,跟踪支架的上限和下限同样高:优秀的支架系统能够进一步提升投资者收益,但由于增加了传动、电控部分,也对产品设计、性能有更高的要求,劣质产品不仅不能提高收益,反而会带来更大的发电量损失。不解决这些问题,国内光伏跟踪支架市场很难迎来真正的爆发。

索比光伏网了解到,国内大部分跟踪支架企业是从固定支架升级而来,但在升级的过程中存在盲从、设计方案不合理、偷工减料以及缺少如固定支架那样完善的标准等问题。以跟踪支架的用钢量为例,每MW30吨-40吨都有,差异高达25%以上。

最重要的原因是固定支架有成熟的标准体系,但跟踪支架包括欧美市场都没有完善的标准,大部分阐述都标注以实际风洞测试为依据,这导致央国企客户心里没底。

而固定支架和跟踪支架间的产品跨度,又是光伏各环节中最大的。这点从人员构成角度一目了然:固定支架企业人员大多来自铝合金、钢结构生产制造企业,而目前市场上做跟踪支架较好的企业,其技术人员很多来自早期的聚光发电系统,人才几乎没有太多关联度。固定支架企业想要实现产业升级,要提升的远不止拷贝方案那么简单。想具备可持续的竞争力,还需要从人才、科技和战略上夯实基础。

在科技方面,曦日与西北工业大学合作成立了博士硕士工作站,进行AI智能、钢结构、可靠性等方面的研究,进一步为提升可靠性和电站降本做服务。同时,为了更契合工业4.0时代的新制造体系,曦日在业内率先实现了80%的智能生产比率,每条产线人工相比传统生产线降低了80%。

跟踪支架还有很多隐秘差异不容易被业主察觉。举例来说,相同形式的跟踪系统,龙头企业一般选用的电机输出力矩为200牛米,部分企业则使用150牛米甚至100牛米电机。谢入金说,“现在越来越多的企业进军光伏市场,从事光伏跟踪支架业务,如果不逐步完善标准和监管机制,提高门槛,对行业伤害很大,对这些企业来说也丧失了长远发展的机会。”他指出曾亲眼见过有企业在项目现场用卡尺、拍照等方式量龙头企业的产品,随后照样子生产。“我们有时候竞标的过程中发现,部分企业的报价连正常的原材料钱都不够。低价策略至少应该有依据和原则。”这样的设备企业知其然而不知其所以然,不掌握核心技术,也给市场带来了混乱。

新材料、新算法、新结构:跟踪支架的自主创新之路

跟踪支架行业话语权长期被欧美企业掌握,中国企业早年模仿海外企业时也曾照本宣科,如学习欧洲企业将跟踪支架放到0度以增加抗风能力,但后来发现国外项目也批量出了事故。因此曦日等中国领先的跟踪支架企业决心走自主创新之路。

为降低初始BOS成本,曦日在目前钢材价格疯涨的情况下,开始导入新型玻璃钢和碳纤维材料,使支架到高强度、低成本的优势。曦日CTO张欣指出,要想全面获得客户在价格上的认可,跟踪支架与固定支架的每瓦价差应从目前的2毛7左右缩小到1毛5。“电站招标组件价格波动都会达到1毛钱,更多投资者已经看到目前光照超过1000小时数的地区,跟踪支架都具备度电成本优势,缩小价差会让投资者更乐于尝试。”

跟踪支架的运行模式比较复杂,因此各厂家都在使用AI算法控制系统调节。但是,时刻完美调至最佳倾角是否就是最理想的方案?曦日提出在AI算法上,逻辑尽量简单,不能涵盖太多层级,AI最终还是要控制机械系统,不能完全脱离系统频繁的更改。同时,曦日还对支架子阵进行了精细化区分,根据风向风速做了不同的抗风策略。

此外,在目前行业热议的大尺寸组件方面,支架厂商也是痛并快乐着。

一方面大尺寸组件带来更大的阵列,强化了跟踪支架的优势,但是同时也会增加成本。经过大量测算后曦日发现,以目前技术手段而言,组件尺寸提升到一定程度后,跟踪支架成本就不再下降,甚至还会上升。

“以目前的组件效率而言,功率及所对应的组件尺寸,重量超过某个限度后,支架成本就会急速上升。”张欣提出了一个被行业一直忽视的事实:在组件供应体系之外,还有个材料更加常规、也因此更加难以改变的支架供应体系也要随之更改。“主梁、立柱等跟踪支架结构件都要重新设计洗牌,挑战非常大。”他希望行业能够进一步深度融合,互相配合找到最佳的功率段。

曦日还针对国际市场居高不下的人工成本做了模块化和预装式构件等快速安装设计。“国外光伏安装人工成本非常高,工人工资每天200美金以上,所以系统安装速度对造价影响很大。”曦日面对全球化客户和全球化竞争做了大量的准备。通过预留孔位接口、模块化安装、新型紧固件设计及降低紧固件整体用量等技术比常规节约30%的安装时间。

可以看出,中国光伏跟踪支架的头部企业对于整体设计思路有了更深刻的理解,逐步摆脱了对欧美企业的盲目学习,开始自主探索技术道路。曦日的技术团队在跟踪支架研发方面摸爬滚打多年,联合高校的科研实力,开展了系统频率与阻尼比实测,控制算法更新等研究,同时结合现场实际经验,不断优化。谢入金认为,中国光伏跟踪支架企业会慢慢在全球市场发出声音并终将拿到话语权。

 
 
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