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自2021年以來(lái)，柔性支架開(kāi)始逐漸出現(xiàn)在業(yè)主的招標(biāo)采購(gòu)當(dāng)中，大唐、華電科工、中國(guó)電建、國(guó)電南自以及國(guó)家電投等央企已經(jīng)陸續(xù)就柔性支架進(jìn)行了約1GW的項(xiàng)目招標(biāo)。在去年華能550MW光伏EPC招標(biāo)中，幾乎報(bào)出了2021年以來(lái)的最低總包價(jià)格。據(jù)知情人透露，其原因之一在于某標(biāo)段采用了柔性支架，在復(fù)雜地形電站上，柔性支架的項(xiàng)目施工成本遠(yuǎn)低于常規(guī)支架。

事實(shí)上，柔性支架并非什么新鮮技術(shù)，早在此前的領(lǐng)跑者項(xiàng)目中就有過(guò)相關(guān)應(yīng)用，隨著近幾年技術(shù)的推陳出新以及光伏項(xiàng)目開(kāi)發(fā)場(chǎng)景的愈發(fā)廣闊，柔性支架在其成本和環(huán)境適應(yīng)性方面開(kāi)始發(fā)揮其獨(dú)有的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，逐漸受到了業(yè)主的追捧。在2021年10月由光伏們主辦的第六屆新能源電站設(shè)計(jì)、工程與設(shè)備選型研討會(huì)上，來(lái)自羲和電力有限公司董事長(zhǎng)顧華敏、魯電國(guó)華（山東）機(jī)電設(shè)備有限公司的特約專(zhuān)家何春濤兩位專(zhuān)家就柔性支架方面進(jìn)行了相關(guān)分享。本文根據(jù)演講內(nèi)容整理，僅供讀者參考。

柔性支架鑒于其結(jié)構(gòu)的獨(dú)特性，其應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，類(lèi)似于污水處理廠、農(nóng)光互補(bǔ)、漁光互補(bǔ)、山地光伏、以及停車(chē)場(chǎng)光伏等均可普遍適用。像國(guó)利英核、中機(jī)國(guó)能浙江公司、通威、天合、北京中科中電、山西院、河北能源院、哈工大、東南大學(xué)等都有關(guān)相關(guān)的項(xiàng)目應(yīng)用或技術(shù)研究。


在結(jié)構(gòu)方面，柔性支架大體可分為單層懸索體系、預(yù)應(yīng)力雙層索系（承重索+穩(wěn)定索）、預(yù)應(yīng)力索網(wǎng)、混合體系、張弦（梁、桁架）+索拱、弦支穹頂、橫向加勁+等幾種結(jié)構(gòu)。大跨距預(yù)應(yīng)力懸索柔性支架結(jié)構(gòu)型式則包含承重、組件索、索桁架間撐桿、樁柱、邊錨系統(tǒng)、鋼梁、索桁架撐桿等關(guān)鍵部分。


“組件索是兩根形成一個(gè)組件的傾角，這個(gè)傾角可以在10度到20度之間進(jìn)行調(diào)整，無(wú)垂度、組件無(wú)方位角，可完全正南布置，是一個(gè)通索的概念；組件下面的是承重索，承擔(dān)了大部分的上拱的力和風(fēng)荷載，這三根索形成了一個(gè)雙層索結(jié)構(gòu)；然后通過(guò)索桁架間撐桿，形成一個(gè)前后左右立體的索網(wǎng)結(jié)構(gòu)”，顧華敏認(rèn)為，這種結(jié)構(gòu)不是最復(fù)雜的，也不是最炫的，但是我認(rèn)為它是最能夠結(jié)合到成本和多應(yīng)用場(chǎng)景的一個(gè)方式。比它便宜的單層索結(jié)構(gòu)很難實(shí)現(xiàn)大跨距，長(zhǎng)懸梁加索的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)更大垮距，但成本較高，總體而言，這種結(jié)構(gòu)是最適宜推廣的。”


預(yù)應(yīng)力懸索柔性光伏支架的特點(diǎn)

事實(shí)上，柔性支架近年來(lái)一直在進(jìn)行技術(shù)以及結(jié)構(gòu)方面的迭代。何春濤表示“第一代柔性支架解決了大跨距、高凈空的問(wèn)題，但由于以鋼絲繩為組件支撐，在大風(fēng)作用下，組件發(fā)生發(fā)生扭曲，碰撞造成光伏組件隱裂。通過(guò)改進(jìn)，采用雙層預(yù)應(yīng)力索結(jié)構(gòu)支撐光伏組件并增加了排間連桿，解決了第一代柔性支架容易造成隱裂的問(wèn)題。第二次迭代用高強(qiáng)度低松弛預(yù)應(yīng)力鍍鋅鋼絞線作為光伏組件的支撐，不僅解決了易隱裂的問(wèn)題，還進(jìn)一步簡(jiǎn)化了支架結(jié)構(gòu)，降低了成本。”


就預(yù)應(yīng)力懸索柔性光伏支架的項(xiàng)目案例，顧華敏以泗洪領(lǐng)跑者項(xiàng)目中柔性支架的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及施工等方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹。



據(jù)介紹，“三峽新能源泗洪國(guó)家領(lǐng)跑者光伏電站工程，項(xiàng)目總裝機(jī)容量為100MW，應(yīng)用了兩種柔性支架方案。在具體結(jié)構(gòu)方面，每排組件下布置有3根預(yù)應(yīng)力鍍鋅鋼絞線或高釩索，其中2根組件索直徑12.7mm，承重索直徑為15.2mm。通過(guò)撐桿體系與組件索形成結(jié)構(gòu)整體。東西向端跨設(shè)置鋼梁、樁柱一體及邊拉桿支撐體系，邊拉桿采用變徑錨桿基礎(chǔ)；中跨設(shè)置鋼梁與樁柱一體支撐體系。泗洪項(xiàng)目中間跨距34米，柱子離地5米，南北柱子跨距6米多，無(wú)論是廊道還是日光都非常好，對(duì)土地干擾也非常少。此外，透光、通風(fēng)條件都比較優(yōu)越，距離地面較高的結(jié)構(gòu)帶來(lái)了影子較大的變動(dòng)，沒(méi)有哪個(gè)地方永遠(yuǎn)照不到太陽(yáng)，幾乎適合各類(lèi)農(nóng)作物的種植”



在泗洪項(xiàng)目的實(shí)際施工方面，羲和電力根據(jù)實(shí)際情況做了一些調(diào)整，“一方面，原先的打樁方式換成了變徑的錨樁技術(shù)，由于計(jì)算非常復(fù)雜，在請(qǐng)教了很多大學(xué)老師和教授后，達(dá)到了很好的使用效果。另一方面，打樁施工的時(shí)候要求正負(fù)上下左右不超過(guò)2厘米，但是實(shí)際打樁的時(shí)候，特別是水面打樁的時(shí)候誤差是比較大的。這個(gè)做懸索對(duì)打樁要求很高，所以誤差要求不超過(guò)兩公分上下左右，如果超過(guò)要及時(shí)進(jìn)行處理。需要強(qiáng)調(diào)的是，常用的PHC管樁是層壓的，不抗壓，抗壓應(yīng)該用PHA樁，但是沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，只有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。所以，設(shè)計(jì)當(dāng)中要有比較大的余度，根據(jù)地質(zhì)條件采用前后兩排樁，而且打下去深度在8米左右。”


柔性支架在實(shí)際使用效果方面，無(wú)論是對(duì)發(fā)電量的提高，還是系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性，均已得到一定程度的驗(yàn)證。“在泗洪項(xiàng)目中，根據(jù)國(guó)家實(shí)證平臺(tái)采集到的數(shù)據(jù)顯示，經(jīng)過(guò)一年時(shí)間運(yùn)行以來(lái)同一個(gè)地方，同一個(gè)廠區(qū)最佳傾角的固定支架相比較，發(fā)電量可提高5.5%左右。尤其是在春秋夏天，基本是三種支架應(yīng)用形勢(shì)當(dāng)中發(fā)電量最高的。盡管柔性支架實(shí)際傾角只有15度，但通風(fēng)、透光、雙面組件等幾個(gè)因素的結(jié)合幾乎最大限度發(fā)揮了現(xiàn)有條件。”

“在成本方面，柔性支架的經(jīng)濟(jì)性還未得到最大程度的優(yōu)化，相比于固定支架略高一點(diǎn)，但隨著東西向連續(xù)跨數(shù)增加，柔性支架單瓦造價(jià)進(jìn)一步下降，所以更適用于場(chǎng)地形狀趨于扁平形的場(chǎng)地”，顧華敏補(bǔ)充到。

在實(shí)際施工成本方面，柔性支架則具備一定的優(yōu)勢(shì)，何春濤就泗洪領(lǐng)跑者項(xiàng)目柔性支架與固定支架的每兆瓦工程量進(jìn)行了對(duì)比。


在安全與穩(wěn)定方面，顧華敏表示“天津的一個(gè)柔性支架項(xiàng)目經(jīng)受住了11級(jí)大風(fēng)的考驗(yàn)，北京那年刮大風(fēng)這個(gè)一片都沒(méi)有掉。這個(gè)天津項(xiàng)目離海邊只有幾公里，我們現(xiàn)在在廣東有一個(gè)項(xiàng)目也在實(shí)施，離海邊也就幾十公里，我有相信能夠抗御臺(tái)風(fēng)。”


何春濤也表示“經(jīng)改進(jìn)后的柔性支架在新疆哈密百里風(fēng)區(qū)十三間房進(jìn)行極限環(huán)境（高、低溫±40℃，大風(fēng)）下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測(cè)試，驗(yàn)證了安全可靠性，并通過(guò)了TUV的組件抗隱裂測(cè)試。”



在標(biāo)準(zhǔn)方面，羲和電力柔性支架已經(jīng)申請(qǐng)了光伏產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)編制光伏柔性支架設(shè)置與通用導(dǎo)則，通過(guò)與通威的合作牽頭，標(biāo)準(zhǔn)大綱審查會(huì)已經(jīng)在舉行召開(kāi)，另外，其他企業(yè)也申請(qǐng)了一些單項(xiàng)技術(shù)列入團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)。


柔性支架毫無(wú)疑問(wèn)的正在成為當(dāng)下電站業(yè)主逐漸研究及采用的重點(diǎn)，尤其是隨著國(guó)內(nèi)適用于普通光伏項(xiàng)目的土地資源減少，高昂的土地成本使得電站業(yè)主開(kāi)始攻克此前土地環(huán)境比較復(fù)雜的山地光伏，由此也帶來(lái)柔性支架的春天。

在顧華敏看來(lái)，柔性支架需要研究探索的方向還有很多，例如跨距的增加、樁基的減少、抗腐蝕能力的提高、計(jì)算模型的完善以及標(biāo)準(zhǔn)方面的工作等，而這些則需要全行業(yè)的群策群力。


原標(biāo)題：柔性支架來(lái)了！