近日，某省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)布的“農(nóng)光互補(bǔ)”項(xiàng)目新規(guī)在行業(yè)內(nèi)引起了廣泛關(guān)注。新規(guī)中明確要求，單位面積產(chǎn)品不低于周邊作物產(chǎn)值80%，農(nóng)業(yè)不可用區(qū)域面積占比低于10%。這也意味著，農(nóng)光項(xiàng)目將更加注重“光”與“農(nóng)”的平衡，保障光伏發(fā)電的同時(shí)，最大化農(nóng)業(yè)用地的利用價(jià)值。
在光伏設(shè)備中，除了逆變器、匯流箱、電纜等必要設(shè)施外，光伏支架樁基所占用的土地面積較大，并且其周邊往往無(wú)法用于農(nóng)業(yè)耕作，造成農(nóng)業(yè)不可用區(qū)域面積較大。
直擊痛點(diǎn)，柔性支架備受關(guān)注。據(jù)測(cè)算，農(nóng)光項(xiàng)目若采用柔性支架，農(nóng)業(yè)不可用區(qū)域面積占比僅0.59%。除此之外，柔性支架還可契合更加復(fù)雜地形，由此近年來頻繁出現(xiàn)在各大央企的采購(gòu)清單上。
拓寬光伏應(yīng)用場(chǎng)景
歷經(jīng)二十余年的光伏開發(fā)熱潮，“大、平、寬”類型光伏建設(shè)用地日益稀缺，特別是在基本農(nóng)田紅線、生態(tài)保護(hù)紅線以及城鎮(zhèn)開發(fā)邊界控制線等多重限制下，光伏項(xiàng)目的土地供給不足問題愈發(fā)顯著。相對(duì)有限的土地資源，讓行業(yè)將視角轉(zhuǎn)向了山地、丘陵、灘涂等更具挑戰(zhàn)性的應(yīng)用場(chǎng)景。而充分利用復(fù)雜地形，正是柔性支架的看家本領(lǐng)。
據(jù)悉，相比于傳統(tǒng)固定支架，柔性支架在應(yīng)對(duì)山地、丘陵等復(fù)雜光伏地形時(shí)，不僅有效解決了基礎(chǔ)施工難度大、基礎(chǔ)投入大、施工周期長(zhǎng)以及支架難以適用等難題，而且顯著減少了因地形不平整導(dǎo)致的陰影遮擋問題，從而保證了光伏發(fā)電的效率和性能。
更為關(guān)鍵的是，柔性支架通過按地形細(xì)致的布置，結(jié)合柔性支架對(duì)適用地形比較大的適用性的特點(diǎn)，顯著提升了單位面積的裝機(jī)量。以1000畝土地為例，傳統(tǒng)固定支架僅能安裝約60-70MW的組件，而采用柔性支架，布板量可提升至80-90MW，實(shí)現(xiàn)了約30%的增容效果，某些山地項(xiàng)目，由于紅線較規(guī)整，其增容比例可高達(dá)到40%-50%，且基于不同場(chǎng)景柔性支架對(duì)比傳統(tǒng)固定發(fā)電效率可提高1.5%-3%。
同時(shí)，得益于柔性支架“大跨距、高凈空”特點(diǎn)，板下空間內(nèi)的機(jī)械化施工幾乎不受影響，能夠很好與農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)等有機(jī)結(jié)合，在光伏電站發(fā)電的同時(shí)可高效復(fù)合利用土地，有效增加單位土地面積的產(chǎn)值，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的協(xié)調(diào)發(fā)展。
除最大化提升土地空間利用率之外，漁光互補(bǔ)柔性光伏支架系統(tǒng)樁基數(shù)量少，最大限度減少施工對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)。同條件下，相比傳統(tǒng)固定支架，能節(jié)省鋼材和樁基成本，且預(yù)裝性強(qiáng)，可快速架設(shè)，節(jié)省了大量的安裝時(shí)間和施工成本，進(jìn)而大大降低光伏電站綜合投資成本。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的三次飛躍柔性支架作為光伏領(lǐng)域的創(chuàng)新產(chǎn)品，其架技術(shù)已歷經(jīng)了三次迭代。
最初的一代柔性支架設(shè)計(jì)主要圍繞組件單排橫置安裝在兩根鋼索展開，但由于其完全依賴鋼絲繩作為支撐，沒有任何抗風(fēng)或者減振措施，基于索結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生風(fēng)振的特點(diǎn)，故無(wú)法保證光伏電站系統(tǒng)的持久性和可靠性。
隨后，第二代柔性支架以組件單排豎置安裝在兩根鋼索的結(jié)構(gòu)亮相，它采用鋼絞線作為支撐，并通過施加足夠的預(yù)應(yīng)力來確保光伏組件在外部載荷下的穩(wěn)定性和安全性。這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)顯著提升了光伏陣列的穩(wěn)定性和安全性，迅速在光伏電站建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。
然而，隨著技術(shù)的深入應(yīng)用，二代產(chǎn)品也暴露出了一些技術(shù)挑戰(zhàn)和潛在風(fēng)險(xiǎn)。例如，雙索承重結(jié)構(gòu)在平面外的抗扭剛度相對(duì)較小，可能導(dǎo)致高風(fēng)載條件下的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性受影響。
由此，第三代產(chǎn)品應(yīng)運(yùn)而生，如行業(yè)首家國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)——深圳安泰科的ATEC擎天晴索網(wǎng)柔性支架，其采用“上承式懸?guī)颉痹O(shè)計(jì)原理，通過三角撐提供豎向荷載支持，并通過增加橫向穩(wěn)定桁（索）架將單排組件南北方向上連接成整體。橫向穩(wěn)定桁（索）架由上下貫通鋼梁（索）組成橫向穩(wěn)定系統(tǒng)，顯著提升了系統(tǒng)在風(fēng)作用下的穩(wěn)定性。
業(yè)內(nèi)人士指出，第三代柔性支架在設(shè)計(jì)上巧妙地規(guī)避了大風(fēng)帶來的震顫對(duì)系統(tǒng)可能造成的破壞，并成功解決了前兩代產(chǎn)品變形難以控制、組件因扭曲和碰撞導(dǎo)致的隱裂問題，真正為柔性支架的大規(guī)模應(yīng)用鋪平了道路。
目前，新一代ATEC擎天晴索網(wǎng)柔性支架已通過多種極端工況測(cè)試，可以在30至45米的大跨度情況下保證組件不會(huì)發(fā)生破壞性的風(fēng)致振動(dòng)，同時(shí)積累了大量的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，保證柔性支架立柱可以靈活地設(shè)置，不受坡度，角度、地形、地面高度等問題的影響。ATEC擎天晴索網(wǎng)柔性支架高度范圍為1至8米，能夠在不破壞原始地形、不影響土地原使用功能的前提下，實(shí)現(xiàn)“漁光互補(bǔ)”、“農(nóng)光互補(bǔ)”、“林光互補(bǔ)”、“牧光互補(bǔ)”等多種應(yīng)用場(chǎng)景，從而大大拓展光伏的用地領(lǐng)域，解決某些場(chǎng)景不宜用于或者無(wú)法用于光伏電站建設(shè)的問題。ATEC擎天晴索網(wǎng)柔性支架技術(shù)已經(jīng)攻克了大坡度、大跨度的技術(shù)難題。在云南永德縣小勐統(tǒng)鎮(zhèn)的項(xiàng)目中，深圳安泰科團(tuán)隊(duì)成功克服了地形復(fù)雜、坡度陡、山路崎嶇等難題，在超過60°的絕壁上成功架設(shè)起ATEC擎天晴索網(wǎng)柔性支架。同樣，在海拔高達(dá)3000米以上、坡度超過35°的撒永山光伏電站項(xiàng)目中，深圳安泰科團(tuán)隊(duì)不斷探索，為當(dāng)時(shí)全國(guó)范圍內(nèi)海拔最高、坡度最大，跨度最大的山地柔性光伏項(xiàng)目提供了樣板方案并成功的如期并網(wǎng)發(fā)電。
獨(dú)特且顯著的優(yōu)勢(shì)讓ATEC擎天晴索網(wǎng)柔性支架贏得了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。2024年以來，在三峽青口鹽場(chǎng)450MW漁光互補(bǔ)項(xiàng)目、東磁電建連云港650MW漁光互補(bǔ)項(xiàng)目、大唐天津?qū)氎鏉O光互補(bǔ)項(xiàng)目……都能看到ATEC擎天晴索網(wǎng)柔性支架身影。連續(xù)承接大體量的柔性項(xiàng)目，不僅體現(xiàn)柔性支架技術(shù)在各大項(xiàng)目中應(yīng)用規(guī)模的不斷擴(kuò)大，同時(shí)也彰顯了ATEC擎天晴索網(wǎng)柔性支架強(qiáng)大的市場(chǎng)滲透力和適應(yīng)性。
最新市場(chǎng)數(shù)據(jù)也印證了這一點(diǎn)，2024年上半年，深圳安泰科柔性支架出貨量已突破2GW，市場(chǎng)占有率高達(dá)四成以上，其項(xiàng)目的足跡遍布云南、江蘇、甘肅、浙江、廣東等多個(gè)省份。
沖破“爭(zhēng)議”
柔性支架正逐步獲得市場(chǎng)認(rèn)可，然而當(dāng)前柔性支架技術(shù)正處于不斷精進(jìn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)修訂的關(guān)鍵階段，許多企業(yè)涌進(jìn)這一領(lǐng)域，導(dǎo)致市場(chǎng)上出現(xiàn)了第一代、第二代和第三代產(chǎn)品混雜，各種結(jié)構(gòu)方案并存、侵犯專利的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生的復(fù)雜格局，不僅給電站的安全性帶來了嚴(yán)重威脅，同時(shí)也阻礙了行業(yè)的健康發(fā)展。有業(yè)內(nèi)人士指出，即便是第三代產(chǎn)品，其中也不乏結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，未經(jīng)風(fēng)洞測(cè)試仿真測(cè)試驗(yàn)證的方案，一旦這些支架出現(xiàn)故障，其不可重塑的特性，使得補(bǔ)救措施極為有限，從而導(dǎo)致極為慘重的損失。對(duì)于柔性支架這類大跨度結(jié)構(gòu)而言，大風(fēng)是導(dǎo)致支架結(jié)構(gòu)破壞的主因。我國(guó)地域廣闊，氣候多樣，大風(fēng)天氣頻繁且成因復(fù)雜，光伏電站不可避免地要面對(duì)大風(fēng)天氣的挑戰(zhàn)。根據(jù)中國(guó)氣象報(bào)社的報(bào)道，青藏高原的年大風(fēng)日數(shù)高達(dá)75天以上，內(nèi)蒙古中北部與新疆西北部的大風(fēng)天數(shù)也超過了50天，東南沿海及其島嶼同樣頻繁受到大風(fēng)侵?jǐn)_，年大風(fēng)日數(shù)多達(dá)50天以上，且這些地區(qū)還常受太平洋氣流影響，遭受臺(tái)風(fēng)等極端天氣的侵襲。今年以來，云南、山西、山東等省份的相關(guān)光伏電站遭受了強(qiáng)風(fēng)侵襲，導(dǎo)致部分安裝柔性支架的電站出現(xiàn)組件扭曲、碰撞，甚至支架垮塌的事故發(fā)生。當(dāng)然，也有項(xiàng)目在大風(fēng)考驗(yàn)中表現(xiàn)出色，如廣東能源茂名茂南公館鎮(zhèn)的光伏復(fù)合項(xiàng)目，該項(xiàng)目位于臺(tái)風(fēng)頻繁且直接沖擊的區(qū)域，2023年面對(duì)“蘇拉”和“海葵”兩大超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)時(shí)，其柔性支架系統(tǒng)的基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)、主索等核心部分均穩(wěn)固如初，成功抵御了14級(jí)臺(tái)風(fēng)的沖擊，項(xiàng)目中所采用的正是深圳安泰科提供的ATEC擎天晴索網(wǎng)柔性支架。
據(jù)了解，針對(duì)大風(fēng)壓環(huán)境，深圳安泰科對(duì)每個(gè)型號(hào)產(chǎn)品都進(jìn)行了嚴(yán)苛的風(fēng)洞試驗(yàn)，確保柔性支架搭載組件結(jié)構(gòu)在強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下的穩(wěn)定性。同時(shí)，深圳安泰科與湖南大學(xué)、中南大學(xué)以及國(guó)內(nèi)外知名的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室和風(fēng)工程研究中心緊密合作，對(duì)光伏支撐系統(tǒng)系列產(chǎn)品進(jìn)行了深入的剛性測(cè)壓試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)參數(shù)分析以及氣彈穩(wěn)定性等多方面的研究。目前，深圳安泰科在該領(lǐng)域的研發(fā)投入已接近3000萬(wàn)元，通過一系列風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累，以及樣架測(cè)試的大數(shù)據(jù)分析，為支架的持續(xù)優(yōu)化和升級(jí)提供了堅(jiān)實(shí)可靠的科學(xué)依據(jù)。
風(fēng)荷載之外，設(shè)備腐蝕防護(hù)也是眾多業(yè)主關(guān)注的焦點(diǎn)。柔性支架大多應(yīng)用于山地、沙漠、水面等環(huán)境惡劣區(qū)域，所承受的腐蝕程度遠(yuǎn)超一般環(huán)境。因而，安泰科擎天晴索網(wǎng)柔性支架在設(shè)計(jì)生產(chǎn)階段，便針對(duì)懸索、錨具、夾具等主要結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行了精密的防腐處理。在水面魚塘、沿海灘涂等對(duì)防腐要求高的環(huán)境中，采用了外部包裹聚氯乙烯護(hù)套、內(nèi)部填充環(huán)氧樹脂的創(chuàng)新方法，來提升支架的抗腐蝕性和耐久性。
崇明陳家鎮(zhèn)100兆瓦漁光互補(bǔ)項(xiàng)目便是一個(gè)典型案例，項(xiàng)目東臨東海、南靠長(zhǎng)江，對(duì)支架的抗腐蝕性提出了極高要求。深圳安泰科團(tuán)隊(duì)充分考慮當(dāng)?shù)丨h(huán)境，采用PHC管樁結(jié)構(gòu)作為立柱，結(jié)合熱鍍鋅防腐技術(shù)，對(duì)原材料和熱鍍鋅參數(shù)進(jìn)行了精細(xì)調(diào)整，成功滿足了防腐需求，為項(xiàng)目提供了持久穩(wěn)定的保障。
一系列項(xiàng)目案例證明了新一代柔性支架在復(fù)雜場(chǎng)景中的必要性和可靠性。隨著國(guó)內(nèi)土地資源日益稀缺，西北的沙漠戈壁、西南的山地丘陵，以及東南沿海的灘涂地帶，正逐漸成為地面光伏建設(shè)的重中之重。無(wú)疑，柔性支架正迎來發(fā)展的春天。
來源：北極星太陽(yáng)能光伏網(wǎng)
作者：桑桑
