電價補貼下降,競價上網模式開啟……光伏行業在一路高歌猛進之后,迎來了發展的新節點——降本增效。目前,組件、電池片等技術已經非常成熟,在現有條件下,電站每提升1個百分點的效率都非常困難。如此,光伏行業降本增效該如何破局?“跟蹤支架或將成為光伏行業降本增效的一件‘神器’。”采用跟蹤支架,電站可以輕松提升10%~30%的發電量,具體提升多少,與其所處緯度、光照、直射光等因素有關。
隨著應用場景變化和降本壓力的影響,跟蹤支架也面臨著更高穩定性、更低成本的挑戰。
降本增效實現光伏應用新發展
跟蹤支架可以通過追蹤太陽光,幫助組件提升發電效率。“同樣的組件,使用跟蹤支架的發電量比使用固定支架提升10%~30%。”彭程介紹,通常,維度越低、直射光越多的地域,其效率提升越顯著。
當前,跟蹤支架主要用于地面電站。“它幾乎已經成為美國光伏電站的標配——美國60%以上的新建地面電站都在使用它,泰國也有近17%的新建電站使用了跟蹤支架。”但他表示,我國跟蹤支架市場還處在試推廣階段。
雖然早在2009年,我國就興起了一波跟蹤支架安裝熱潮,但因技術、市場應用環境不成熟,其應用以失敗告終。
“當時產品穩定性差,很多應用項目出現了支架密封結構漏油、抗風能力弱、控制系統失效、電機燒毀等現象。”彭程說,當時跟蹤支架價格較高——每瓦成本約比固定支架高2元。一些廠家為了低價中標,偷工減料,導致產品質量陷入惡性循環。
去年,我國只有2%的新建地面電站采用了跟蹤支架,今年上半年的新建光伏項目也以采用固定支架為主。“可喜的是,當前協鑫集團等已先后設立了1吉瓦的招標項目。”彭程表示,經過嘗試,國內一些大企業已經逐漸擴大跟蹤支架使用規模。
近年來,經過相關技術創新發展,跟蹤支架穩定性明顯改善,且價格比2009年時的價格降低了3~4倍。“當前,以跟蹤支架0.7元/瓦的銷售價格算,固定支架價格約為0.3元/瓦。”彭程分析,在20~25年的壽命周期內,前者每年能增加0.1元發電收益,如此,其增加的投資成本在3~4年內就能回收,經濟優勢非常明顯。
目前,越來越多的上市公司、基金組織參與電站建設,他們更加青睞能夠實現“降本增效”的產品。同時,在后補貼時代,我國政府也開始極力促進新技術應用與發展。“由此,我國跟蹤支架市場迎來了巨大機遇,行業發展的春天真正來臨。”彭程認為。
更低成本、更高穩定性將成競爭撒手锏
跟蹤支架在迎接機遇的同時,也面臨挑戰。當前,我國光伏建設從西北往中東部遷移,支架應用場景也由戈壁灘轉向山坡、丘陵、農業耕地等。“山坡、丘陵等應用場景更加復雜,對支架可靠性提出了挑戰。因此,跟蹤支架要以更多的原創性技術,滿足更高的可靠性要求,同時具備成本優勢。”彭程說,這將是它需要持續突破的難題。
跟蹤支架是硬件、軟件結合的產品,關鍵技術為機械、電氣兩個部分。“機械部分是硬件,可通過大量創新來節省成本。例如,通過結構設計實現以盡量少的材料達到同樣的支撐強度,應用3D打印、一次成型等新工藝,降低支架加工成本。”但他強調,要有足夠的項目經驗、完善的測試體系等才能支撐創新。
電氣部分是軟硬件結合的產品,最關鍵的是提升穩定性。彭程介紹,軟件和系統設計穩定性的提升,能夠彌補硬件的不足。
例如,通過軟件設計增加產品冗余度,即便是硬件出現問題,支架也不會立即失效。“前提是,企業要熟悉系統中哪些元器件易出現問題,或達不到25年的機械壽命要求等,從而針對薄弱環節補齊短板。”他說。
跟蹤支架穩定性的核心技術是傳動部件。經過多年創新、實踐,傳統的其他工業的傳動裝置應用在光伏領域時,會出現的一些弱點、問題已經解決。傳動裝置設計方案也做了以高分子塑料替代鋼軸承等優化,使產品更適應大風、抖動的運行環境,并進一步降低了成本。“跟蹤支架與逆變器的應用場景十分相似。目前,逆變器標準、流程已經十分完善,未來,跟蹤支架進一步提升穩定性可以從中借鑒經驗。”他認為。
“我們公司在一般設計的基礎上,根據電站所處地質、氣候環境等進行定制化的優化設計,也不失為提升穩定性的有效方法。”但他表示,這需要企業有足夠的項目經驗和技術實力。
做好產品融合和技術創新搶占國際市場
目前,跟蹤支架還存在安裝簡便性不足、運維難以讓客戶省心的缺陷,需要在接下來的發展中盡快解決。
他認為,支架與上下游不同產品有很多融合點,在下一步的發展中,支架供應商應該跳出支架本身,在組件、逆變器、運維等電站整體系統去思考,如何將行業產品有機融合。這也會是新的發展機會。
“例如,逆變器有防水防塵盒,可以將直流變交流;跟蹤支架也有IP65電箱,需要交流電或直流電;兩者都有通訊線。將兩者有機融合,既可以降低物料成本、減少人工安裝和運維費用,又可以增強產品穩定性。”彭程說。
鑒于跟蹤支架的發展經歷,彭程呼吁,國內同行要著力原創核心技術研發,各自發揮所長,避免同質化競爭。他介紹,美國公司NexTracker成立不到3年,就做到了全球跟蹤支架行業的NO1,年銷售額近40億元。“這主要得益于該公司通過不斷的技術創新,做出了滿足市場需求、質量可靠的產品。”他認為,這也說明,兢兢業業、踏踏實實做技術創新、做優質服務的公司將獲得更多的市場機會,甚至會后來者居上。
彭程表示,當前,我國跟蹤支架市場容量足以撐起一批相互支撐、良性競爭的“中國軍團”。“相對于國外產品,我國產品價格低且質量好,市場前景可期。”他說,當前,已經有一大批國外企業想在中國尋找跟蹤支架供應商。