蓋錫咨詢-13日SNEC會議筆記 -SNEC(2024)全球光伏前沿技術(shù)大會系統(tǒng)平衡部件

2024年6月13日“全球光伏前沿技術(shù)大會（1）系統(tǒng)平衡部件”在上海洲際酒店宴會廳2召開，本次會議由Thomas Reindl 博士, 新加坡國立大學(xué)新加坡太陽能研究所(SERIS)副所長主持，與會嘉賓有協(xié)佳電力副總經(jīng)理梁賓橋先生、特變電工股份有限公司的劉夏偉先生、一道新能源科技股份有限公司的何春濤先生、匯耀品尚能源科技的首席科學(xué)家趙建光先生、安泰科清潔能源股份有限公司的李壽英先生等等專家學(xué)者。

協(xié)佳電力副總經(jīng)理梁賓橋先生以上海崇明100MW漁光互補(bǔ)項(xiàng)目實(shí)踐探討為例，向與會人員介紹了柔性光伏系統(tǒng)支架設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)。上海崇明100MW漁光互補(bǔ)項(xiàng)目是國內(nèi)最大的技術(shù)參數(shù)與設(shè)計(jì) “蟹光互補(bǔ)”項(xiàng)目，占地2000畝。該項(xiàng)目在設(shè)計(jì)上采用柔性支架，最低點(diǎn)離水面 100MWp。廠區(qū)主要利用蟹塘和魚塘，水深介于3米，平均高度4米，組件傾角為17度，確保了光 0.2米至1.0米之間，通過柔性支架安裝光伏組件，照效率和水產(chǎn)養(yǎng)殖的空間需求。東西向跨度42米 實(shí)現(xiàn)水產(chǎn)養(yǎng)殖與光伏發(fā)電的有機(jī)結(jié)合。梁先生表示，大跨度柔性支架兼具安全性、適用性、經(jīng)濟(jì)性，環(huán)保性、便捷性五大優(yōu)點(diǎn)。他還就支架基礎(chǔ)之PHC管樁設(shè)計(jì)、索結(jié)構(gòu)柔性光伏支架系統(tǒng)組成和設(shè)計(jì)特點(diǎn)三個方面分享了柔性架基礎(chǔ)及支架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，總結(jié)了工程施工質(zhì)量方面的光伏支架施工技術(shù)要點(diǎn)。

特變電工股份有限公司的劉夏偉先生在會議上介紹了公司面向電力現(xiàn)貨市場的光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。2023年，非化石能源發(fā)電裝機(jī)首次超過火電裝機(jī)規(guī)模。截至2023年12月，全國發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘繛?9.2億千瓦，非化石能源發(fā)電裝機(jī)在2023年首次超過火電裝機(jī)規(guī)相的52%，成為第一大電源。截至2023年底，全國光伏裝機(jī)量約為6.14億千瓦，集中式地面光伏占比57.5%。根據(jù)國家能源局要求，2030年新能源將全部進(jìn)入現(xiàn)貨市場。為了應(yīng)對電力改革快速向縱深推進(jìn)的新局面，傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路需要重新適配。面對現(xiàn)貨市場中光伏收益下降的風(fēng)險(xiǎn)，劉先生提出，可采取調(diào)整光伏出力曲與中長期交易、拓展消納場景三種方式去應(yīng)對。他從傾角，間距與方位角三個角度分享了現(xiàn)貨市場下的系統(tǒng)方案優(yōu)化思路。以蒙西現(xiàn)貨市場下的100MW的光伏電站為例，根據(jù)條件假設(shè)-單變量分析-成本分析的順序進(jìn)行系統(tǒng)仿真和分析。綜合考慮不同方案的成本、發(fā)電量以及現(xiàn)貨電價(jià)收益以后，可以找到一個最佳傾角、間距、方位整體收益率最大。劉先生對該優(yōu)化設(shè)計(jì)的前景十分看好。根據(jù)全國各省最新公布的“十四五”裝機(jī)計(jì)劃，光伏新增裝機(jī)目標(biāo)總計(jì)在413GW左右。按照修正方案預(yù)計(jì)可增加光伏裝機(jī)容量156GW、每MW原有用地約23畝考慮，新增裝機(jī)量共計(jì)可節(jié)省土地面積3609620畝地，節(jié)省的土地資源相當(dāng)于整個深圳市面積。

一道新能源科技股份有限公司的何春濤先生以柔性光伏支架的多場景應(yīng)用為主題，介紹了幾種柔性支架產(chǎn)品：中跨距空間索網(wǎng)柔性支架、排間柔性穩(wěn)定抗風(fēng)系統(tǒng)、柔性平單軸跟蹤支架。柔性光伏支架有許多優(yōu)勢。第一是節(jié)約用地：柔性支架同剛性支架相比，山地可節(jié)約用地25%以上。第二高凈空、大跨距。這樣的降低40%左右成本。第三減少基礎(chǔ)工程量。減少支架用鋼量。傳統(tǒng)支架一單立柱32（平地）-40（山地）噸/MWp，柔性支架在25-30噸之間。第四可減少支架用鋼量。第五安裝便捷。支架構(gòu)件工廠預(yù)制，現(xiàn)場裝配工程量??；光伏組件采用滑移法安裝，無需對檁條安裝孔，安裝效率大幅提升。柔性支架已經(jīng)通過支架極端工況測，公司在新疆哈密百里風(fēng)區(qū)十三間房進(jìn)行的極限環(huán)境[高、低溫(±40℃)，大風(fēng)]下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度測試，驗(yàn)證了安全可靠性。何春濤先生分享了柔性支架多種場景下的應(yīng)用。山地方面有山西沁縣項(xiàng)目、海南樂東項(xiàng)目；漁光方面的應(yīng)用有海南安定龍湖項(xiàng)目；分布式方面有七河生物項(xiàng)目等等。

匯耀品尚能源科技的首席科學(xué)家趙建光先生在會議上與我們分享柔性支架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)如何抵御超強(qiáng)臺風(fēng)。趙先生表示，柔性支架多場景應(yīng)用的優(yōu)勢在于，基礎(chǔ)數(shù)量僅為傳統(tǒng)支架的1/3，樁基間距約30-60米，釋放板下空間，為漁光一體給出了更多可能性。柔性支架系統(tǒng)在工況下的抗風(fēng)性受到了極大關(guān)注，抗風(fēng)系統(tǒng)的重要性由此突顯。根據(jù)公司自主研發(fā)的光伏電站智慧運(yùn)維監(jiān)測平臺數(shù)據(jù)，目前柔性支架的最高抗風(fēng)記錄是抵御了15級臺風(fēng)。公司研發(fā)部門進(jìn)行了50余次破壞節(jié)點(diǎn)分析，發(fā)現(xiàn)不同的風(fēng)向角對柔性支架的作用效果不同?！岸盘K芮”臺風(fēng)過后，研究人員對柔性支架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和光伏組件分別進(jìn)行了檢測，整個柔性支架系統(tǒng)的基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)、主索等主體工程保持完好；光伏組件隱裂檢測結(jié)果合格率97%-99%。因?yàn)槿嵝灾Ъ茉趶?qiáng)臺風(fēng)中低頻震動。趙先生還分享了柔性支架的抗風(fēng)設(shè)計(jì)，以及在柔性支架抗風(fēng)設(shè)計(jì)的實(shí)踐和思考。該抗風(fēng)設(shè)計(jì)需要克服荷載、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)三方面的障礙和難題。他表示，柔性支架在各領(lǐng)域的應(yīng)用前景是廣泛的，但仍需要從行業(yè)規(guī)范的完善、市場保有的提升、技術(shù)形式的迭代三個點(diǎn)共同奮斗努力，一起攜手促進(jìn)柔性領(lǐng)域的健康成長。

安泰科清潔能源股份有限公司的李壽英先生為我們帶來柔性光伏支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化、抗風(fēng)穩(wěn)定性及樣架測試經(jīng)驗(yàn)分享。柔性光伏支架利用鋼絞線的抗拉性能，具有跨越能力大、場地適應(yīng)性強(qiáng)、總體經(jīng)濟(jì)性較好等優(yōu)勢，在國家大力倡導(dǎo)漁光互補(bǔ)、農(nóng)光互的前提下，具有更廣闊的應(yīng)用前景。柔性光伏支架系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：1.跨徑更大，柔索支撐，抗風(fēng)問題更為突出；2.幾何非線性結(jié)構(gòu)，受力狀態(tài)與施工順序密切相關(guān)；3.地形因素更為復(fù)雜(例如山地)，場地地貌影響大；4.節(jié)點(diǎn)連接更復(fù)雜。在單層索方案的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，公司研發(fā)部采取ANSYS APDL 數(shù)值模擬，選取2個跨度、4個最小離地高度、5個組件傾角、7類地形、10個基本風(fēng)壓、9個基本雪壓，共計(jì)建立2x4x5x7x10x9=25200 (2萬5千2百)個模型。在整體結(jié)構(gòu)安全的前提下，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。進(jìn)行組件隱裂試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，激振總次數(shù)為150萬次，新增隱裂。節(jié)段模型風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)在湖南大學(xué)HD-2風(fēng)洞高速段進(jìn)行，均勻流場。試驗(yàn)工況設(shè)置傾角范圍為-39°~39°，風(fēng)速由低到高。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最易發(fā)生顫振的傾角范圍為12°~21°。李先生還給大家展示了單排光伏支架氣彈模型風(fēng)洞試驗(yàn)的試驗(yàn)工況表格。安泰科豐富的樣架測試經(jīng)驗(yàn)令人受益匪淺。

綜上所述，許多專家圍繞柔性支架這一關(guān)鍵部件展開了多方面、多角度的熱烈探討和經(jīng)驗(yàn)分享，足見柔性支架正在光伏領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用、引起越來越高的重視，項(xiàng)目實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)累積推動相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新爆發(fā)，相信我們還能聽見越來越多的利好消息！