“項目建設用地環境不同，光伏支架的選型要求自然不同。在新能源用地越來越緊張的情況下，隨著光伏發電技術發展，光伏電站用地也在向著坡地、沙地甚至是海洋進發，對光伏支架的選型提出了新挑戰。”在日前舉行的“光伏支架和跟蹤系統發展現狀與應用前景”研討會上，西北勘測設計研究院有限公司新能源工程院總工程師惠星指出，支架綜合優選在未來光伏電站建設施工中的重要性將愈加凸顯。
那么，光伏支架選型要考量哪些因素？跟蹤支架、柔性支架等新技術，在推廣應用中又有哪些新特點呢？
綜合地理條件、限電情況、
競標規則進行優選
惠星表示，在支架選型過程中，要充分考慮地形地貌、地質條件、用地面積等因素。“例如，平單軸支架對地形的坡度有一定要求，坡度大于10度的地區，通常就不適宜安裝平單軸支架，而在這一點上，固定支架適用面更廣。再如，若采用可調支架，還要考慮電站所處的位置，運維人員是否便于到達，以及是否方便后續調整操作。”惠星表示，在條件允許的情況下，推薦采用固定可調、平單軸跟蹤、仰角可調雙軸跟蹤等先進技術提升發電量。
除客觀的自然條件外，惠星指出，電站的各項稅費、環保要求和限電等因素，亦是綜合優選過程中需要參考的重要指標。“很多時候，發電量提升并不一定就會提高綜合收益。根據現實情況，電站是不是面臨限電問題、限電比例有多少、保障性收購小時數的執行情況等都應該納入考量，綜合測算支架產品的投資回報和經濟性。”
另要根據不同項目的實際情況進行考量。惠星表示，具體的競標優選規則也在很大程度上影響著支架選型。“在此前的光伏領跑基地項目中，系統效率越高、電價越低，競標得分越高，這時候就需要尋求價格和發電量的平衡點，從而選取合適的支架。而在最近公布的山東海上光伏優選規則下，技術方案特別提出了基礎設計安全性的要求，這就要求在支架選型中更加側重安全性能考量。”
跟蹤支架市場擴容
技術細節還需優化升級
從提高發電量角度出發，與傳統固定支架相比，跟蹤支架通過實時調節，可以讓光伏組件朝向陽光照射的最佳角度，進而提升發電效率。記者了解到，當前，隨著國內風光大基地建設的持續推進，跟蹤支架的市場需求也開始擴大。
“早年間，跟蹤支架的故障率確實比較高，而且受制于技術原因，適配的地形也不多。”江蘇中信博新能源科技股份有限公司中信博風工程研究院院長陳昌宏表示，無論是設計院還是業主方，對跟蹤支架的態度一度比較保守。
陳昌宏介紹，從全球范圍來看，去年跟蹤支架的出貨量已經超過5100萬千瓦，同比增長約為12%。預計2022年-2030年，太陽能跟蹤支架的市場需求將超過6.6億千瓦。“盡管我國對跟蹤支架的接受度相對較低，但就總量而言，我國仍是亞洲最大的跟蹤支架安裝市場。”
陳昌宏表示，隨著市場規模繼續擴大，跟蹤支架在諸多環節還需要進行技術優化和創新。“例如，在一些山地、坡地上，主軸的萬向接頭就是較為常見的故障點之一，這就是技術升級方面需要發力的地方。此外，大幅面組件的兼容、適配雙面組件的優化設計等，都是跟蹤支架后續發展中需要著力解決的問題。”
柔性支架適用復雜地形
標準規范有待完善
得益于沙漠、戈壁、荒漠的地形條件，大基地項目在支架選型過程中，對于安裝坡度、組件下方運行環境等方面的要求并不算嚴苛。但在無法推行大基地模式的西南山區和中東部地區，如何適應復雜多樣的地形顯得更為迫切。
“柔性支架的最大特點就是跨度大、凈空高，組件下空間充足，有利于開展‘光伏+’項目。”長江勘測規劃設計研究有限責任公司高級工程師袁博稱，柔性支架可以跨越復雜地形，非常適合魚塘、復雜山坡地、污水廠、灘涂、水渠等地的光伏安裝。
以三峽新能源泗洪國家領跑者光伏電站為例，羲和電力有限公司設計研究院副院長鄧霞表示，這一項目組件安裝的最低點距離地面超過4米，東西向跨距33米左右，南北向組件間距3.25米。“項目投運以來，經歷了各類氣象條件的考驗，運行狀態很好，實際發電量也超出了預期值。”
不過，受制于技術特性，柔性支架的實際應用也存在挑戰。袁博舉例，針對電站可能面臨的氣象條件，由于柔性組件剛度較小，最關鍵問題是抑制風振。對此，需采取增加地錨、抗風索桁架等必要的抗風措施，在設計過程中，往往還要通過風洞實驗來驗證結構系統的穩定性。“在設計方面，柔性支架的結構分析較為復雜，影響因素較多，暫無相關的國家設計規范和技術標準。這些都是柔性支架未來發展過程中需要解決的問題。”
那么，光伏支架選型要考量哪些因素？跟蹤支架、柔性支架等新技術，在推廣應用中又有哪些新特點呢？
綜合地理條件、限電情況、
競標規則進行優選
惠星表示，在支架選型過程中，要充分考慮地形地貌、地質條件、用地面積等因素。“例如，平單軸支架對地形的坡度有一定要求，坡度大于10度的地區，通常就不適宜安裝平單軸支架，而在這一點上，固定支架適用面更廣。再如，若采用可調支架，還要考慮電站所處的位置，運維人員是否便于到達，以及是否方便后續調整操作。”惠星表示，在條件允許的情況下，推薦采用固定可調、平單軸跟蹤、仰角可調雙軸跟蹤等先進技術提升發電量。
除客觀的自然條件外，惠星指出，電站的各項稅費、環保要求和限電等因素，亦是綜合優選過程中需要參考的重要指標。“很多時候，發電量提升并不一定就會提高綜合收益。根據現實情況，電站是不是面臨限電問題、限電比例有多少、保障性收購小時數的執行情況等都應該納入考量，綜合測算支架產品的投資回報和經濟性。”
另要根據不同項目的實際情況進行考量。惠星表示，具體的競標優選規則也在很大程度上影響著支架選型。“在此前的光伏領跑基地項目中，系統效率越高、電價越低，競標得分越高，這時候就需要尋求價格和發電量的平衡點，從而選取合適的支架。而在最近公布的山東海上光伏優選規則下，技術方案特別提出了基礎設計安全性的要求，這就要求在支架選型中更加側重安全性能考量。”
跟蹤支架市場擴容
技術細節還需優化升級
從提高發電量角度出發，與傳統固定支架相比，跟蹤支架通過實時調節，可以讓光伏組件朝向陽光照射的最佳角度，進而提升發電效率。記者了解到，當前，隨著國內風光大基地建設的持續推進，跟蹤支架的市場需求也開始擴大。
“早年間，跟蹤支架的故障率確實比較高，而且受制于技術原因，適配的地形也不多。”江蘇中信博新能源科技股份有限公司中信博風工程研究院院長陳昌宏表示，無論是設計院還是業主方，對跟蹤支架的態度一度比較保守。
陳昌宏介紹，從全球范圍來看，去年跟蹤支架的出貨量已經超過5100萬千瓦，同比增長約為12%。預計2022年-2030年，太陽能跟蹤支架的市場需求將超過6.6億千瓦。“盡管我國對跟蹤支架的接受度相對較低，但就總量而言，我國仍是亞洲最大的跟蹤支架安裝市場。”
陳昌宏表示，隨著市場規模繼續擴大，跟蹤支架在諸多環節還需要進行技術優化和創新。“例如，在一些山地、坡地上，主軸的萬向接頭就是較為常見的故障點之一，這就是技術升級方面需要發力的地方。此外，大幅面組件的兼容、適配雙面組件的優化設計等，都是跟蹤支架后續發展中需要著力解決的問題。”
柔性支架適用復雜地形
標準規范有待完善
得益于沙漠、戈壁、荒漠的地形條件，大基地項目在支架選型過程中，對于安裝坡度、組件下方運行環境等方面的要求并不算嚴苛。但在無法推行大基地模式的西南山區和中東部地區，如何適應復雜多樣的地形顯得更為迫切。
“柔性支架的最大特點就是跨度大、凈空高，組件下空間充足，有利于開展‘光伏+’項目。”長江勘測規劃設計研究有限責任公司高級工程師袁博稱，柔性支架可以跨越復雜地形，非常適合魚塘、復雜山坡地、污水廠、灘涂、水渠等地的光伏安裝。
以三峽新能源泗洪國家領跑者光伏電站為例，羲和電力有限公司設計研究院副院長鄧霞表示，這一項目組件安裝的最低點距離地面超過4米，東西向跨距33米左右，南北向組件間距3.25米。“項目投運以來，經歷了各類氣象條件的考驗，運行狀態很好，實際發電量也超出了預期值。”
不過，受制于技術特性，柔性支架的實際應用也存在挑戰。袁博舉例，針對電站可能面臨的氣象條件，由于柔性組件剛度較小，最關鍵問題是抑制風振。對此，需采取增加地錨、抗風索桁架等必要的抗風措施，在設計過程中，往往還要通過風洞實驗來驗證結構系統的穩定性。“在設計方面，柔性支架的結構分析較為復雜，影響因素較多，暫無相關的國家設計規范和技術標準。這些都是柔性支架未來發展過程中需要解決的問題。”
