当光伏行业进入周期发展的轮回阶段,光伏电站的每一个环节都在被倒逼降本。而在低价中标的“魔咒”下,成本、质量与可靠性便成了光伏行业的不可能三角。光伏电站经历过的每一次极端天气的惨烈损失,都是质量与可靠性敲响的警钟。
近两年,风灾之后光伏电站损毁的事故遍地皆是,作为电站的支撑系统,支架的可靠性成为行业讨论最热门的话题之一,尤其是跟踪支架的使用。但实际上,每一场事故背后的诱发因素众多,譬如以中标价格倒推用钢量或者由于设计施工不合理导致支架垮塌等,进一步揭示了行业在降本、低价与质量可靠性之间的矛盾。
降本应该有门槛
谈及降本,不同企业的理解与做法各有偏差,尤其是在当前投资企业在不断要求降低初始投资的情况下,极致低价下偷工减料的情况时有发生。
但在天合光能支架事业部新技术研究中心负责人全鹏看来,降本增效虽是光伏行业一个永恒的话题,但不能毫无底线一味的降低成本,“天合跟踪支架坚持不采用通过价格来倒推材料做多厚的做法,我们更多是通过科学的风工程手段、机械传动设计创新、连接节点工艺优化等技术迭代以及新技术的应用来实现降成本。”
一味降本的后果,光伏行业已经有过多次的经验教训。实际上,在应对极端天气方面,跟踪支架有其独有的优势。以风灾为例,若所有光伏支架能在强风来临前调整至水平锁定状态,本有机会大幅减少风力引起的摆动与振动,从而减轻损失,但事后调查结果显示,不少项目的支架抗风问题却出在强度不足。
尽管随着光伏电站愈发走向智能化,通过跟踪支架智能控制系统来实现电站的保护,是应对极端天气的方法之一。但智能控制是一方面,全鹏进一步解释道,“打铁还需自身硬,在一些高热、极寒的地方,首先硬件设施得经得起考验,除了主动避险外,天合在支架的零部件设计、材料选择上也会考虑极端环境的适应性。”
的确,风灾是跟踪支架绕不开的研究难题。但在降本与可靠性的天平之间,全鹏及其团队强调,科学合理的降本应该以保障产品可靠性为第一要务。“比如减薄材料厚度也不是一味、无限制的减少,首先还是要通过研究看材料边界以及支架所受的荷载极限。跟踪支架产品设计可靠性的前提之一离不开风洞实验。”
据介绍,通过风洞实验,天合跟踪主要集中在两个方面的研究上,第一是获得支架的荷载系数,通过获取风洞系数来保障材料强度或支架的抗风性能达到设计要求。第二,要考虑风对支架的动态影响,也就是风致振动的影响。通过风洞实验能够确定支架的临界失稳的风速,在实际项目中遇到临界风速,可以提前对支架保护,进一步提高跟踪支架的抗风性能和可靠性。
降本更应着眼于全生命周期
除了产品设计本身的技术降本之外,对于跟踪支架来说,更全面的成本降低取决于光伏电站全生命周期的每个环节,这得益于在不断的技术升级迭代中,跟踪支架的设计优化与创新。
众所周知,跟踪支架的复杂地形适用性一直是被行业诟病的一点,但随着光伏电站应用场景的愈发多样化,跟踪支架无论是从适应地形还是降低成本上都在不断的升级优化。譬如,在渔光场景中,天合跟踪率先在2P产品上应用了多点驱动技术,打造全世界最省桩的2P产品,每兆瓦桩基只需要107根桩,相比于传统固定支架,桩基数减少50%,这为客户带来了更大的降本价值。
另外,在沙戈荒等地形条件较差、易发生沉降的区域,天合跟踪也研发了配套的技术方案。以球形轴承技术为例,球形轴承具有三向可调节性,可以适应沉降带来的内应力的变化,避免支架出现扭转或卡死。
“新的技术手段可以使支架更适应于复杂地形,通过对土地利用率的提高来增加跟踪支架的市场渗透率,为客户带来更多价值,这是我们探索的方向”,全鹏强调。
另一层面的降本还体现在提高项目的施工效率,通过节省人力来降低施工的成本。据了解,天合跟踪一方面通过从产品设计以及部件创新,既优化减少零部件的安装数量,同时提高安装效率。譬如球形轴承的应用,相比于圆柱形轴承只有一个方向的调节量,球形轴承有三个方向的调节量,不但可以快速地适应地势,对施工的容差也更大。
另一方面,尽可能简化连接部件,天合跟踪通过铆钉+大R管缩管的方案,保证连接节点的可靠性的同时减少了螺栓安装的数量,减少了施工时间。此外,天合天策安装机器人已经在青海项目上进行了实证。相比人工安装,机器人可以提效2倍左右,并且有更好的环境适应性和可靠性。在未来,作为业内一体化解决方案的企业,天合具备行业领先创新研发能力,可以为客户提供组件+跟踪支架+安装机器人的解决方案,提高施工效率以及施工整体性能的保障,并为产品长期性能和售后支持提供保障。
天合跟踪通过深化产品设计、研发场景化应用技术、优化安装及配套方案,在光伏电站全生命周期的各环节给出降本方案。只有每一个部件的持续降本,才能为光伏行业创造更广阔的发展空间,但在降本的路径上,技术迭代创新远比单一的降低材料强度更有难度,但却是行业走向高质量发展的必经之路。光伏电站25年的生命周期,需要每一个环节的共同维护与支撑。
责任编辑:臧超