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“碳達(dá)峰、碳中和”新形勢(shì)下，光伏電站的開發(fā)與應(yīng)用正如火如荼。隨著國(guó)家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的提出，光伏與農(nóng)村的結(jié)合也多次出現(xiàn)在相關(guān)政策文件中。3月31日，國(guó)家能源局發(fā)布了《定點(diǎn)幫扶和對(duì)口支援工作要點(diǎn)通知》，光伏被列為鄉(xiāng)村振興定點(diǎn)幫扶工作要點(diǎn)。但隨著土地資源的愈發(fā)緊張，尤其是在中東部省份，進(jìn)一步提高土地利用價(jià)值成為“光伏+鄉(xiāng)村振興”的關(guān)鍵因素。

國(guó)家大戰(zhàn)略加持下，光伏+農(nóng)業(yè)、漁業(yè)等復(fù)合項(xiàng)目的開發(fā)趨勢(shì)愈發(fā)明顯，這不僅意味著光伏電站的應(yīng)用場(chǎng)景愈發(fā)多樣化，同時(shí)也對(duì)光伏電站的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求,尤其是土地的高效復(fù)合利用。

柔性支架——高效土地復(fù)合利用“利器”

“以往的光伏電站開發(fā)我們更偏重于光，而忽視了對(duì)農(nóng)、漁的關(guān)注，如何把土地的復(fù)合利用做到更好，帶給我們一個(gè)新的思考。”通威新能源工程設(shè)計(jì)四川有限公司銷售服務(wù)總監(jiān)翁曉軍在2022年中國(guó)光伏市場(chǎng)開發(fā)論壇上介紹到，“從目前行業(yè)的技術(shù)路線分析，柔性技術(shù)具備高效土地復(fù)合利用的特性。”

據(jù)翁曉軍介紹，柔性支架的優(yōu)勢(shì)眾多，相比傳統(tǒng)光伏支架，柔性光伏支架抗裂性能好；柔性支架用鋼材量少，承重小，造價(jià)低；對(duì)場(chǎng)地基礎(chǔ)要求小，預(yù)裝性強(qiáng)，大大縮短了施工周期；大跨度和靈活的操作方式，可以實(shí)現(xiàn)最大化的土地空間利用率，保證通風(fēng)性能好，發(fā)電效率高。

鑒于柔性支架靈活可調(diào)、占地面積小的特點(diǎn)，使其具有廣泛的應(yīng)用范圍，灘涂、漁塘、污水廠、復(fù)雜山地、荒坡和水池等復(fù)雜地形都可利用，并且在國(guó)家大力倡導(dǎo)漁光互補(bǔ)、農(nóng)光互補(bǔ)的前提下，柔性光伏支架具有廣闊的應(yīng)用前景。

“事實(shí)上，柔性支架技術(shù)早在十幾年前就已經(jīng)出現(xiàn)，之所以一直未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、成批量應(yīng)用的原因，主要是因?yàn)橹八嬖诘囊恍┘夹g(shù)路線問(wèn)題，使得行業(yè)對(duì)這項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)生了質(zhì)疑”，翁曉軍補(bǔ)充到。

首先是安全性。柔性支架索的疲勞循環(huán)使用壽命，隨著永久索力水平與應(yīng)力變幅的增加而迅速下降；高索力及索力波動(dòng)幅度增加系統(tǒng)成本的同時(shí)，增大了索的疲勞破壞（斷裂）風(fēng)險(xiǎn)。如何保證索25年甚至30年的壽命是一大挑戰(zhàn)。

其次是跨度、撓度、索系問(wèn)題。目前大部分的光伏電站跨度普遍為15m~20m，很少電站可以做到25m，不滿足大跨度的要求。而國(guó)內(nèi)很多項(xiàng)目選擇的撓度為1/100或1/50，超過(guò)了規(guī)范的2~4倍，使跨中存在扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，組串各組件平面不一致導(dǎo)致適配減少發(fā)電量。為了安全打地網(wǎng)，索系設(shè)計(jì)的很密集，形狀如蛛網(wǎng)，不能保證陣列下方有效凈空。

第三，索的耐候性也是行業(yè)關(guān)注的問(wèn)題。目前1870MPa公稱抗拉強(qiáng)度鋼絲可實(shí)現(xiàn)A級(jí)鍍鋅，鍍鋅重量250g/m2等效厚度35μm,索的鍍鋅無(wú)法鍍到55μm以上，不能滿足室外使用時(shí)國(guó)標(biāo)最低要求。所以各廠家采用熱鍍鋅涂油+再生PE保護(hù)，并帶來(lái)新的水面污染風(fēng)險(xiǎn)，包括再生PE老化碎屑、油脂滴漏等。

另外，由于組件與索為剛性連接，索在安裝組件及后張拉過(guò)程中伸長(zhǎng)，導(dǎo)致組件聯(lián)合受力，進(jìn)一步增加組件隱裂風(fēng)險(xiǎn)及索疲勞斷裂風(fēng)險(xiǎn)。而現(xiàn)在很多組件廠家對(duì)于柔性技術(shù)的并不愿意提供質(zhì)保。這些問(wèn)題形成了目前我們所看到的柔性支架應(yīng)用現(xiàn)狀。

克服“痛點(diǎn)”，通威提供更優(yōu)產(chǎn)品與解決方案

面對(duì)復(fù)合土地利用“門檻”提高以及柔性技術(shù)的困局，作為在復(fù)合光伏項(xiàng)目上經(jīng)驗(yàn)積累豐富的企業(yè)之一，通威新能源借助在漁光互補(bǔ)方面的經(jīng)驗(yàn)，將來(lái)自于漁業(yè)經(jīng)營(yíng)的意見(jiàn)匯集到建設(shè)項(xiàng)目中去，創(chuàng)新研發(fā)了更安全、更耐久、成本更低、效率更高的柔性支架技術(shù)，幫助業(yè)界實(shí)現(xiàn)更高效的土地復(fù)合利用，為光伏電站開發(fā)和建設(shè)提供更多的選項(xiàng)和可能。

“幾年下來(lái)，我們總結(jié)了一些比較好的柔性技術(shù)路線特征，形成了自己的核心優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在通威柔性支架的凈跨度最大可以做到60米，每MW 50根立柱。一般項(xiàng)目?jī)艨缍瓤刂圃?0米左右，每MW 40根以內(nèi)立柱，凈空可以做到10米，但是凈空是可調(diào)的”，翁曉軍表示。

據(jù)翁曉軍介紹，通威柔性支架技術(shù)通過(guò)了行業(yè)最嚴(yán)苛的氣動(dòng)彈性模型試驗(yàn)，三索的柔性索結(jié)構(gòu)符合組件安全、雪載、風(fēng)載等設(shè)計(jì)要求，最大抗載能力13級(jí)風(fēng)內(nèi)，在37.7m/s的風(fēng)速下能夠保證每套系統(tǒng)的安全無(wú)損，同時(shí)沒(méi)有扭轉(zhuǎn)風(fēng)險(xiǎn)。

“近似0撓度的設(shè)計(jì)提升了系統(tǒng)抗負(fù)風(fēng)的能力（避免了負(fù)風(fēng)延遲響應(yīng)區(qū)），規(guī)避了第三方方案下，組件安裝平面不一致帶來(lái)的電流失配問(wèn)題。專有的Cross-Tie風(fēng)致振動(dòng)抑制技術(shù)，最大減振98%，系統(tǒng)穩(wěn)如泰山。獨(dú)特的低恒載，低變幅，高冗余系統(tǒng)架構(gòu)，使鋼索磨損及疲勞損失大幅度減少，保證了25-30年的壽命。數(shù)據(jù)驗(yàn)證通威鋼索壽命為第三方10倍”，翁曉軍坦言，“目前真正做到高冗余、也就是安全備份的廠商并不多，因?yàn)榘踩珎浞荽碇杀旧仙?，而通威是自己投資、持有、運(yùn)維為一體的，所以我們?cè)谶@方面的思路與市場(chǎng)上不一樣。”


相比于傳統(tǒng)方案，柔性方案實(shí)現(xiàn)了部件數(shù)量、用鋼量、立柱數(shù)量大幅度減少，簡(jiǎn)潔優(yōu)雅的設(shè)計(jì)，保證了解決方案的成本競(jìng)爭(zhēng)力和安裝的便捷性。同時(shí)，通威還引入了業(yè)界領(lǐng)先的鋅-5%鋁稀土合金預(yù)應(yīng)力鋼絞線技術(shù)及環(huán)氧涂層鋼絞線技術(shù)，索體擠壓錨固前，預(yù)先浸涂SK323-AB雙組份灌封膠。鋁合金、不銹鋼、熱滲鋅達(dá)到C4級(jí)別，抗腐蝕性能優(yōu)異。

在不斷升級(jí)、成熟的技術(shù)支撐下，通威提出了新一代柔性支架設(shè)計(jì)理念和架構(gòu)體系?；诜聫埾宜麒旒芙Y(jié)構(gòu)、Cross-Tie橫向減振體系等創(chuàng)新技術(shù)特征的柔性支架結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了單跨40m以上，連續(xù)920m的全球最大跨度零撓度組件安裝平面，兆瓦管樁（立柱）數(shù)量降低至50根以下，兆瓦用鋼量降低至15t以下，分別為傳統(tǒng)固定支架的1/6和1/3，全面領(lǐng)先行業(yè)。


翁曉軍強(qiáng)調(diào)：“當(dāng)有足夠大的通風(fēng)以及足夠大的跨度，各方面指標(biāo)都達(dá)到以后，整個(gè)項(xiàng)目的復(fù)合利用才存在可能性。而通威的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不僅可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)上面發(fā)電+下面種植、養(yǎng)殖的雙收益，還可以在全面平價(jià)時(shí)代，幫助行業(yè)降低成本壓力。”

另外，翁曉軍還表示，“柔性支架技術(shù)開辟了電量增發(fā)的新途徑。組件上下表面通暢均勻的流場(chǎng)、更高的平均風(fēng)速水平，增強(qiáng)組件風(fēng)冷效果的同時(shí)，更均勻的溫度場(chǎng)可以規(guī)避組件間和電池間的失配現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)方陣有2%左右的增發(fā)。”

以下兩張圖是通威天津、常德項(xiàng)目的柔性與固定支架的利用小時(shí)數(shù)對(duì)比測(cè)試。根據(jù)兩組數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，柔性支架下的項(xiàng)目利用小時(shí)數(shù)均高于固定支架，發(fā)電效率也優(yōu)于固定支架。


截至目前，在一些技術(shù)特征得到保證的情況下，通威的柔性支架故障率幾乎可以實(shí)現(xiàn)0%，同時(shí)擁有全行業(yè)最長(zhǎng)的1000多小時(shí)行業(yè)驗(yàn)證時(shí)間；目前，通威新能源已在全國(guó)建成48座“漁光一體”電站，并網(wǎng)規(guī)模超過(guò)2.7GW，其中兩個(gè)百兆瓦級(jí)電站全部應(yīng)用具有專利的柔性設(shè)計(jì)，在黑龍江、天津、湖北、四川、湖南、廣西、廣東等地，總規(guī)模超391MW的并網(wǎng)和在建項(xiàng)目也在充分發(fā)揮通威專利柔性支架設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。通威的專利柔性支架設(shè)計(jì)已然成為核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。

原標(biāo)題： 柔性支架：光伏+趨勢(shì)下，土地高效復(fù)合利用“利器”