隨著全球光伏裝機量的井噴式增長,土地資源稀缺、用地成本攀升以及復雜地形條件的挑戰,促使光伏支架行業不斷創新,以滿足多樣化的應用場景需求。跟蹤支架、柔性支架、海上光伏支架、BIPV、光伏車棚……光伏支架正步入一個多元化、高性能的新時代。
兵家必爭之地—跟蹤支架
盡管當下,跟蹤支架在國內應用的不甚理想,但大大小小的支架及相關企業皆將視線瞄準在這一賽道。僅在2024年SNEC展會期間,就至少有20余家企業同步展出跟蹤支架系統產品。
從參與企業來看,大致可劃分為以下類型:一是傳統支架企業,如國強興晟、華鼎等,積極調整戰略方向,將跟蹤支架作為核心競爭力產品加以推廣;二是則來自電池組件產業鏈,如天合、正泰等領軍企業,它們為了實現與組件的更優融合,也毅然進軍跟蹤支架領域,另外還有企業正在跨界進入光伏支架行業。
從市場層面分析,國內跟蹤支架在地面電站中的滲透率約為10%,相比之下,海外市場則高達70%,尤以美國、歐洲及拉美地區最為顯著。
鑒于此,國內跟蹤支架企業普遍將目光投向了更為廣闊的海外市場,積極尋求拓展機會。例如,天合跟蹤在巴西建設了支架工廠,并正籌劃在美國選址建廠;中信博與安泰新能源則在沙特阿拉伯設立了光伏支架生產基地,以更好地服務當地及周邊市場。
技術層面,跟蹤支架主要分為單軸(包括平單軸與斜單軸,當前以平單軸為主流)與雙軸兩大類,并依據布置方式細分為1P與2P兩種形式。國內市場以2P支架為主流,而國際市場則更傾向于1P支架。
此外,各技術流派雖路徑各異,但多點驅動設計已成為當前市場的主流趨勢。此外,企業們還在不斷優化控制算法,將天氣、云層變化乃至AI智能技術融入其中,以提升系統的精準度與效率。
然而,跟蹤支架市場的快速發展也伴隨著一系列挑戰。上半年,云南、山西、山東等地發生的強風致光伏設施受損事件,為行業敲響了警鐘。如何提高產品的抗風壓能力、增強可靠性、降低運維成本,以及如何在保證質量的前提下進一步降低成本,以滿足更廣泛客戶的需求,成為擺在所有從業者面前的共同課題。
復雜地形解決者—柔性支架
柔性支架無疑是近幾年的明星產品,隨著越來越多的項目轉向山地、丘陵、灘涂等更具挑戰性的應用場景,能夠充分利用復雜地形的柔性支架,因此逐漸成為市場上的新寵。
從市場廠家的布局來看,目前市面上的一些知名廠家如安泰科、國強興晟、匯耀品尚能源、一道新能等都在此領域進行了積極布局,并將柔性支架作為主營產品來推廣。
從技術層面來看,柔性支架主要采用“懸、拉、掛、撐、壓”的空間結構技術,各個廠家在技術方面也有所區別,比如安泰科采用“上承式懸帶橋”、國強興晟采用雙層四索交叉弦、一道新能采用預應力索結構等。
在政策層面,柔性支架也獲得了諸多支持。國家能源局和國家林草局鼓勵在大跨度柔性光伏支架在光伏治沙項目設計中的應用。同時,湖南、廣西、山東、山西等多個省份在“農光互補”等領域也給予了柔性支架廣闊的發展空間。
尤其值得一提的是,近日湖南發布的“農光互補”項目新規,據業內專家解讀,其中“單位面積產品產值不低于周邊作物產值的80%,農業不可用區域面積占比低于10%”的規定,將對柔性支架的應用產生積極的推動作用。
新材料的創新—固定支架
目前,市場上主要使用的光伏支架材料包括鋁合金、不銹鋼和碳鋼等。然而,這些材料在生產、運輸和安裝過程中都會消耗大量的能源,而且隨著光伏應用場景不斷拓展至沙漠、戈壁、山地、海洋等復雜且極端的環境中,常規光伏支架所面臨的耐腐蝕性差、自重大導致運輸困難等問題日益嚴峻,這迫切要求在材料領域進行深刻的革新與突破。
因此,不少支架企業聚焦于探索更加綠色、耐用的新型材料,如更加高強度耐用的鋼鐵、先進復合材料等,以期在減輕環境影響的同時,顯著提升太陽能發電系統的整體可持續性與經濟性。
而作為上游,眾多鋼鐵企業敏銳洞察到光伏市場的巨大潛力,紛紛聚焦于這一細分領域,致力于研發并推廣專為光伏支架設計的高性能鋼材。
比較典型的有、包鋼稀土鋅鋁鎂鍍層鋼、河鋼集團S500MC鋼、寶鋼的丹霞鋼以及攀鋼開發出1.5mm厚抗拉強度670MPa級別和800MPa級別光伏支架用超級耐候鋼板等。
這些鋼鐵企業針對傳統支架在特殊環境中自重大、運輸困難等問題,所推出的新材料不僅具備高強度、耐腐蝕、抗磨損等優異性能,還兼顧了低成本與環保要求,為光伏支架的廣泛應用與性能提升開辟了新的道路。
新興藍海市場—海上支架
除了分布式光伏、大基地外,海上光伏正成為光伏應用的重要場景和爭奪重點。中國沿海各省市都在積極挖掘海上光伏發展潛力,山東、江蘇、浙江等地相繼出臺了相關政策助推海上光伏市場的健康發展。
作為海上光伏電站的核心構成部分,支架系統扮演著舉足輕重的角色。目前,海上光伏主要采用樁基固定式和漂浮式兩種支架系統。樁基固定式光伏電站,可視為地面光伏技術的海上延伸,特別適用于靜態或淺水區域,其穩定性與可靠性得到了充分驗證。比如福建首個海上光伏項目采用多樁+斜撐整體、應用抗臺型支架基礎,山東文登HG32海上光伏實證科研項,采用固定式長樁基設計。
相比之下,漂浮式支架系統則專為深水區域量身打造,適用于水深超過5米且受臺風影響較小的水域。該系統巧妙融合了浮管材料與金屬支架,實現了光伏組件在水面上的穩定漂浮,為深遠海區域的光伏發電提供了可能。目前,漂浮式支架系統多處于實驗階段,但已有一系列標志性項目成功落地,如國家能源集團在東臺四期海上風電場投資建設的離岸型海上漂浮式光伏“風光同場”科技實證項目,以及國家電投在山東半島南3號海上風電場實施的20兆瓦深遠海漂浮式光伏500千瓦實證項目。
面對海洋環境特有的強風、巨浪、海水腐蝕等嚴峻挑戰,光伏支架的設計材料與結構必須具備卓越的防腐、耐候性能。為此,行業內外不斷探索與創新,陰極保護法、防腐涂層法、復合防腐方法等防腐措施相繼問世,為海上光伏支架的長期使用提供了有力保障。同時,材料領域的創新也層出不窮,如中集來福士與中林綠碳聯合研發的竹基復合材料等新型材料。
當前,國強興晟、邁貝特、陽光電源、一道新能等眾多知名企業已紛紛搶灘海上光伏市場,通過技術創新與戰略布局,共同推動這一領域的快速發展與變革。