堪称光伏特种部队?光伏柔性支架,占地少布板多,发电效率节节高

能源放大镜 2023-04-06
2331 字丨阅读本文需 8 分钟

近日,由国网义乌市供电公司电力实业公司承建的金华地区首座柔性支架光伏电站——义乌市江东污水厂分布式光伏电站建成投用。通过运行测试,项目实现全容量并网发电。

日常生活中,人们常见的分布式光伏电站一般出现在屋顶、车棚上或是山坡、平地上,但很多人都可能没见过架在水池上方的光伏电站。

据项目负责人介绍,该电站通过安装柔性支架,在污水厂水池上方铺设光伏板发电。项目总装机容量1.2兆瓦,合计安装2299块高效单晶硅双玻组件,设计使用寿命25年,可实现年均发电118.8万千瓦时,节省标准煤366.58吨,减少二氧化碳排放1065.63吨。

在“双碳”背景下,光伏电站应用场景呈现多样化。光伏支架是光伏发电系统中为支撑、固定、转动光伏组件而设计安装的特殊设备,是光伏发电系统中不可或缺的组成部分。

业内专家介绍,近年来光伏发展始终未能摆脱用地紧张等制约性难题。在此形势下,提高土地的综合利用效率成为光伏开发的重要方向,具有“高净空、大跨距”特点的光伏柔性支架逐渐成为当前光伏市场的“新宠”。相比于传统模式的固定支架,柔性支架的布板容量可提升近三倍。

光伏组件柔性支架系统是一种新型的支撑体系,通过将光伏组件固定在张紧于两柱间的钢绞线上的方式来简化组件支架系统;是一种两端固定,由预应力柔性索结构形成的大跨度光伏组件支撑结构,索结构跨距通常在20米到40米之间,最高可达百米。同时,组件可高出地面2米至30米,具有组件下方高净空、桩基数量少的布置优势。

因此,这种新型结构可以突破屋顶等空间局限,解决地形复杂、下部空间需满足使用等问题,可以有效提高土地的综合使用效率。

“从缓坡走向陡坡,众多固定支架上不去的大坡度山地成了柔性支架的‘可用之地’,可布置在渔 场、农场、沟渠、停车场甚至高速公路等之上,提高单位土地经济价值。”长江设计集团新能源公司研发团队表示,随着光伏柔性支架规模化应用和技术进步,其价格优势也将赶超固定支架,发展空间巨大。

2021年起,国电 投、华能、华电、中电建、国电南自、国家能源、大唐、苏美达等业主已经开始在山地、水上(含渔光和污水池)项目中使用柔性支架。

柔性支架大跨度、高净空,耗材少的特性,吸引了诸多光伏支架厂商的参与,除固定光伏支架龙头国强兴晟能源之外,还有中信博、品尚、光翔、华成电力等企业,此外渔光电站龙头通威新能源也自己开发了柔性支架,并应用在自己的渔光项目中。

柔性支架市场需求旺盛,主要是因为西南、云贵一带,大坡度山地项目常规固定支架安装无法正常进行,其二是常规地形光伏用地面积不够,利用柔性支架大跨度适应坡地的特性解决每个山地项目都会出现的用地不够的问题;同时湖南、湖北、江西以及沿海的渔光等光伏与其他产业结合的项目,柔性支架可以有效满足高净空和减少桩基的需求。

柔性支架,也让很多原本无法建设的项目,如高速公路上方、坡度过大的山地项目,焕发活力,可谓“将不可能变为可能”。

除最大化提升土地空间利用率之外,柔性支架还具备预装性强缩短工期、复杂地形发电量更高的、灵活可调节的特点,可谓光伏支架中的“特种部队”。

其实柔性支架十几年前就已经出现,但发展滞后于刚性支架,主要原因有如下几点:

首先,专用的索具、锚具供应链未形成光伏产业配套。50%左右的物料借用桥梁标准产品,标准高于光伏应用,成本相比固定支架无优势;所以早些年柔性支架更多在污水处理厂和农业大棚上试点应用居多。

同时,柔性支架施工要求较高,需配套相应专用工具,行业产品发展前期施工造价上浮明显。

目前柔性支架逐步成熟,市场份额不断扩大,江苏国强兴晟公司是全国领先的光伏支架企业,隶属于中国民营企业500强江苏国强集团,是全国少有的全品种全系列的光伏支架生产企业,拥有江苏溧阳、河北唐山、河南信阳、甘肃嘉峪关四大制造基地,五大生产厂区布局,拥有45GW的波峰年产能,全球累计交付量突破60GW,拥有全球员工1700余人。

技术负责人介绍,在研发之初,公司就将重心放在解决柔性支架的产品可靠性和工程施工便捷挑战上,通过与高校索方面的资深专家合作对现有产品的分析、优化,保证产品构造的先进性,以及严苛的寿命测试,保证柔性支架的可靠性。

其中一位专家,更是参与了闻名全球的“中国天眼”工程。根据公开资料显示,“天眼”望远镜周围,有6座最高达168米的支撑塔,通过6条钢索将30吨重的馈源舱悬吊在球面的中心。这6条钢索每根长600多米,直径46毫米,重量达6吨。这个索驱动工程是目前世界上建成的最大跨度的柔索牵引并联机构。

在技术路线上,柔性支架大体可分为单层悬索体系、双层索系、以及更为复杂的反向张拉防风索网结构。目前主流的大跨距预应力悬索柔性支架结构型式包含承重、组件索、索桁架间撑杆、桩柱、边锚系统、钢梁、索桁架撑杆等关键部分。

国强兴晟推出的新型双索交叉弦支技术,由上层两根平行布置的安装索和下层两根端部交叉布置的承重索,以及中间间隔布置的三角形支撑组成,同时可以通过前后联系桁架组成阵列布置。这样的柔性支架,有近40m大跨距设计,特别适合农光以及渔光等架高光伏项目。同时,它下层采用特有的双索,喇叭口的张悬结构,可以有效提升整体抵抗风荷载水平力的能力,前后排桁架式连接,以及上、下双层索结构,也有效减少大跨度结构的悬垂比,提升了支架整体抗风能力。

今年2月15日,由索比光伏网主办的2023“光能杯”跨年分享会暨2022第十届光伏行业颁奖盛典,在苏州市苏州园区香格里拉大酒店隆重举办。通威新能源常务副总、CTO吴小平出席了本届“光能杯”跨年分享会分论坛。

吴小平谈到,相对于固定支架,柔性支架在同等的倾角、方位角、边界条件一致的情况下,可以实现电量“增发”。通威柔性支架通过组件上下表面通畅均匀的流场、更高的平均风速水平,增强组件风冷效果的同时,更均匀的温度场以及组串IV一致性可以规避组件间和电池间的失配现象,现场实测方阵有2%—3%左右的增发。

光伏柔性支架近些年发展越来越成熟,2022年9月,由中国光伏行业协会团体标准《光伏柔性支架设计与安装技术导则》顺利通过会议预审,加快了柔性支架的技术化、标准化进程。而在相关标准逐步成熟之后,柔性支架的市场规模也有望进一步增长,预计2023年柔性支架的总装机将达到2GW,在“上山下水”的特殊应用场景发挥独特的优势。

文章来源: 媒体滚动,光伏支架网,中国科技网,索比光伏网

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