光伏支架-光伏系統(tǒng)核心部件之一

眾所周知，要實現(xiàn)平價上網(wǎng)，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(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，短時間大幅提高效率顯然不經(jīng)濟、不現(xiàn)實。業(yè)內(nèi)普遍認為，系統(tǒng)優(yōu)化成為另一條通往平價上網(wǎng)的康莊大道。在整個光伏系統(tǒng)中，光伏支架系統(tǒng)被寄予厚望，這個昔日被認為“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始顯現(xiàn)優(yōu)勢。
      那么什么是光伏支架？

      支架：是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中為了擺放，安裝，固定太陽能面板設(shè)計的特殊的支架。一般材質(zhì)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(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(biāo)志，該公司當(dāng)時為美國光伏行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者Sunpower公司提供OEM產(chǎn)品。自此，中國開始正式擁有光伏支架生產(chǎn)廠。
      2008年，中國光伏支架企業(yè)成功打入澳洲市場。當(dāng)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(nèi)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(jié)構(gòu)企業(yè)認識到光伏支架這個極具潛力的市場，螺旋樁技術(shù)也由歐洲引入中國并由中國企業(yè)做了大膽改進。”
      2012年，中國進一步從國外引進單軸、平單軸、雙軸跟蹤技術(shù)。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(nèi)應(yīng)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(shè)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(tǒng)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(yù)裝式光伏支架、可調(diào)節(jié)光伏支架被開發(fā)出來。

相關(guān)數(shù)據(jù)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(tǒng)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(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(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最大來選定的，實際上每周、每月、每個季度、半年都有相應(yīng)的最佳傾角，如果在相應(yīng)時間段選擇相應(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最多的光輻照，發(fā)電量也會大幅度的增加。

如果采用跟蹤支架，設(shè)定好軌跡使其跟隨太陽而不斷調(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(zé)人劉勇博士對世紀新能源網(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(yīng)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(nèi)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(xiàn)部分基礎(chǔ)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(xiàn)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(yīng)用的最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(dāng)時由于產(chǎn)品穩(wěn)定性差，很多應(yīng)用項目出現(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、電機燒毀等現(xiàn)象，最后其應(yīng)用以失敗告終。這也導(dǎo)致時至今日，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，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(shù)挑戰(zhàn)，各支架企業(yè)又有哪些專利技術(shù)創(chuàng)新，未來的支架行業(yè)會有哪些發(fā)展趨勢？