1月10日,索比光伏网主办的第二届光能杯·创新分享会在苏州盛大召开。会上,众位大咖围绕新技术、新产品、新模式三大主题展开讨论,并对2024年年度创新产品作出表彰。
天合跟踪技术总监闫德利表示,目前跟踪支架全球市场渗透率基本在47%左右,在优势国家可达到80%以上。反观国内市场,跟踪支架渗透率一直维持在7%~8%的水平。造成这个原因之一,主要是国内市场注重低静态成本投资,市场接受程度较低。但随着未来地面电站全面步入市场化交易,跟踪支架配合储能在调峰辅助侧将起到重大意义,其中搭配特高压建设的大基地项目将会是跟踪支架增量的主力军。天合的全新开拓者1P产品解决方案具备更高土地利用率、高便利性、高稳定性、高适配性四大优势,在结构可靠性问题方面,天合跟踪方案通过权威且完善的风工程研究,并进行了力学仿真+檩条匹配性测试,加速运行测试、性能测试等,产品具备超高可靠性。
以下为嘉宾发言实录:
感谢各位领导对天合解决方案的认可。各位领导、专家,大家上午好。
很高兴能站在这里,跟大家分享天合跟踪支架的新产品和新技术。下面我将从三个方面介绍一下天合跟踪支架最新的产品和技术。
一、大基地背景下跟踪支架的挑战
首先看一组跟踪支架市场渗透率的数据。实际上跟踪支架在全球的市场渗透率已经比较高了,基本在47%的水平,在优势国家,它可以达到80%以上。反观国内市场,可以看到近几年我们的渗透率一直不高,一直维持在7%~8%的水平。造成这个原因之一,主要是由于国内收益率达标的情况下,对度电成本并不敏感,反而对静态总投资比较敏感。另外,跟踪支架在国内的市场接纳程度还是比较低的,大家普遍认为跟踪支架没有固定支架那么稳定,造成整体跟踪支架的市场渗透率比较低。
但我们还是比较看好跟踪支架未来的市场。首先,跟踪支架是比较友好型的电力系统,全天的出力曲线比较平稳。另外,国内的增速比较快,即便只有10%的市场渗透率,但它的容量还是一定的,近几年基本都反馈于大基地项目里,所以未来大基地将是跟踪支架总量的主力军。
下面讲一下大基地场景的分布。首先是沙戈荒类的分布,基本集中在我国的西北、内蒙一带,风沙比较大,个别地区会有极端低温,或者在沙漠地区,地形条件不是很好,对跟踪支架的应用也有一定的挑战。其次是坡地和山地,主要是在我国的西南地区,地质比较坚硬,有一定挑战。其三是近海光伏,基本集中在我国的华东及华南沿海一带,这种应用场景最大的挑战是高风压,海边的风压都比较高。其次是高腐蚀,海边的盐雾环境对支架不利,另外是海边光伏支架比较分散,不像大西北地形排布那么方方正正,整体的地形比较蜿蜒曲折,对跟踪支架大面积的排布也提出了一定的挑战。
有挑战,就会有需求,下面介绍一下跟踪支架的市场需求。
(1)平坦地势的长支架需求。
跟踪支架降低成本的有效途径是把支架做长,支架越长,经济性能越高。在西北有这个条件能做长的,还需要支架在技术端做得更长一些。
(2)复杂地势的长短组合支架需求。
在这种场景下,可以提高不规则土地利用率,避免遮挡发电损失,减少场平费用。
(3)发达地区的快速安装需求。
这块更多是反馈在海外项目上,像中东,人工成本比较高,有快速安装的需求,但国内这个需求也比较明显,跟踪支架配套到现场,直到项目并网,时间已经比较短了,各个施工方都想尽快把这个支架在规定时间内装上去,这也提出了一定的需求和挑战,需要尽可能减少零部件的数量,让它好安装。
二、技术升级
2023年底,我们在宿迁发布了新一代的开拓者1P。从这一页PPT,总述一下最新产品的特性。首先,它是模块化设计,可以把支架分成很多单元,这些单元可以组合拼接,实现更长支架的安装。另外,它有几个相对突破性的特点,一是缩管式安装;二是一体化檩条,这方面后面会详细介绍;包括电气同步的多点驱动系统,也在1P里有完整体现;包括外设设备的高性能,能够更好地兼容我们的智能清扫机器人。
如何在技术层面把支架做得更长一点?我们可以把一个单点驱动的两串组件理解为一个模块单元,这几个模块单元可以通过新轴技术拼接在一起,形成更长的支架,因为每个单元都有一个驱动,整体连接起来也是多点驱动的系统。
如何提高不规则土地下的铺装效率?我国很多滩涂类的大基地,比如东营,或者海边,地形并不规整,如果跟踪支架要有一定的经济性,还是要尽可能把支架做长。如何通过长短支架的搭配满足项目装机容量及更高的土地利用率?我们可以把这个模块化拆成几种不同的长度,搭积木式地拼接,尽可能保证有限地块下可以铺装更多组件,实现更低的BOS成本。我们也拿了一些地块做了测试,通过长短搭配的拼接,可以减少立柱数量,我们的新轴连接器可以在长支架基础上共用立柱,是可以省立柱的,也可以达到一定装机容量的提升。
详细介绍一下我们全新一代产品的核心技术。因为最近跟踪支架技术的同质化比较严重,但我们最近这款设计,还是有突破性差异化设计的。首先是所谓的新轴连接技术,不同模块单元的连接点,我们可以把它理解为一个关节,它是指传递弯矩,不传递扭矩的,也可以理解为它是共用的点,是连接整个单元的,但不传递扭矩,所以支架可以做长。不同的方管,不需要受同样的扭力,方管可以做长,分解成不同的单元。这个核心设计,也使得我们的支架在技术层面能够做得更长,在复杂地质下,两段可以形成不同的角度差,更好地适应坡度地形,类似于手拉手式地连接,把不同的单元连接在一起。另外是缩管设计,之前大方管拼接跟主梁之间有间隙,实际安装不受控制,基于此我们开发了新的方案,也就是缩管+铆钉的连接方式。这种方式,接触面牢牢贴在一起,主梁预打孔,安装速度快,比较稳固,也比较安全。
它是一个球形的轴承,可以适应一定程度的地基沉降,减少地基沉降和方管形成的应力,轴和轴承之间始终保持运转关系。另外是快速檩条安装系统,这是我们上个月发布的比较有创新的设计。现在传统的檩条基本都是C金刚或几字形的金刚,我们用了全新的铝压铸檩条,它是一体化连接的,集成了檩条、连接件的功能,合为一体,更方便安装,在主梁上做了预打孔。再加上我们现在的组件也做了标准化设计,组件尺寸以及组件开孔尺寸都比较标准。在出厂前,方管就打好孔了,在现场安装就可以了,不需要做安装工具。现在只需要安装阶段用两粒铆钉,把它装上就可以了,不会说檩条形成T字形,或者说均匀缝隙的问题,这些问题都统统解决掉了。
刚才提的都是1P类产品,实际在国内的平原地带,或者农光互补、渔光互补场景,2P类产品也有相当部分比例的应用,就是一根轴上,布上下两排组件。2P安装系统今年最新的升级,主要是电气同步的多点驱动。过往的技术路线里,基本都是机械连杆式的多点驱动。它有两个弱点,一是零部件比较多,靠机械连杆驱动,因为是一个主驱动,两个从驱动,机械连杆会导致它的整体零部件数量变得非常多,但实际上,越简单的结构越可靠,东西越多,它的故障率越高,所以机械连杆在以往的项目上暴露了一些问题,基于此,我们升级了最新的电气同步方案。连杆还有一个很大的弊端,没有自感知功能。比如某一段的连杆出现了问题,但另外一半还不知道,它会形成不可逆的破坏,电气安装方式是技术发展的趋势。
三、问题分析
痛点1:结构可靠性的问题。
国内对跟踪支架没有一个很完备的标准和规范,基本都在应用国标做设计,但实际它并不能很好地指导跟踪支架的设计,它没有考虑太多内容,像非平衡风荷载、组件倾角范围小、360°风向情况、多排干扰效应等。天合在项目之初,会做完备的力学仿真或檩条测试,我们会在实验室测试檩条和现场实际供货组件匹配性的情况。在推出新产品时,我们也会做加速运行测试和性能测试,保证我们推出的新产品一定是安全的、达标的。
痛点2:供电和电池问题。
这个问题也比较凸显,大基地的个别地区有极端低温,在我们个别项目反馈到一些内容,有些项目使用的是单电源供电,电池包串联在系统里。电池包一旦出问题,整个支架就停止运转了。天合采用的是双电源供电设计,不管是AC还是组串电源,电池包为备用电源,开关电源故障时可无缝切换到电池供电。另外是低温电芯+电池包自加热设计,当环境温度低于设定的低温阈值时,主控板将会启动加热功能,待温度上升到低温阈值时恢复充电,很适合西北地区。
痛点3:清洗机器人匹配问题。
现在大基地匹配机器人项目越来越多了,未来可能会更多。但实际上从很多项目的现场反馈来说,相邻两排支架有主梁的高度差,会造成清洗机器人的通过性没有那么好,或者卡住。虽然两套支架按照同一高度设计,但是在实际安装过程中,会有一定的误差。我们最开始讲到,通过新轴技术,把支架做得更长的同时,主梁高度是一致的,不会存在组件落差,清洗机器人的匹配性可以做得更好。
痛点4:发电量不及预期。
实际反馈情况会有问题,因为我们现在的都是普通的天文算法,没有利用充分的散射辐照,基本都在关注直射光,或者说没有考虑地形对跟踪支架遮挡的问题,或者是阴雨天电池电量过低的问题,或者某一个传感器损坏,导致阵列支架发电量损失的问题。
基于此,我们做了解决方案。一是天合智慧云,是支架侧的监控平台,它可以动态监测支架运行状态,它具备气象数据分享功能,可以有效减少气象传感器数量,其他的子阵不需要再配了,如果其他子阵的NCU出现问题,它可以分享到相邻子阵的数据,不会因为这个传感器故障,导致整个支架停止运转。
最后讲讲天合的STA智能跟踪算法。现在用算法的项目虽然不多,但我们通过算法,反馈看到的对比差异化数据还是比较好的。我们有两大差异化逻辑,一是STA,它更关注直射光+散射光+地表反射光的综合最大值,三者的最大值作为这个角度应转到的判定值,而不是仅仅关注天文算法的直射光,算法的颗粒度更细,发电量提升更高。
这是SBA智能逆跟踪算法,相邻两排支架可以转不同的角度,避免早晚时段前排对后排形成遮挡造成发电损失,以此提升跟踪支架的发电量水平。
我的汇报就到此,谢谢各位。
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天合跟踪技术总监闫德利表示,目前跟踪支架全球市场渗透率基本在47%左右,在优势国家可达到80%以上。反观国内市场,跟踪支架渗透率一直维持在7%~8%的水平。造成这个原因之一,主要是国内市场注重低静态成本投资,市场接受程度较低。但随着未来地面电站全面步入市场化交易,跟踪支架配合储能在调峰辅助侧将起到重大意义,其中搭配特高压建设的大基地项目将会是跟踪支架增量的主力军。天合的全新开拓者1P产品解决方案具备更高土地利用率、高便利性、高稳定性、高适配性四大优势,在结构可靠性问题方面,天合跟踪方案通过权威且完善的风工