“平翻”的世界:
睿基“老炮”孙海涛聊跟踪系统编年史
《光能》/ 总编 / 曹宇
孙海涛，山东人，从政府下海，国内第一代光伏跟踪系统从业者。一个心有坚持的光伏老炮，一个十年执着的奋斗者。孙海涛所在的睿基目前主推光伏平单轴系统，在当前业内越来越重视发电量的形势下，睿基或许会给业内带来一个“平翻”的世界。
跟踪支架编年史
谈到中国光伏企业各环节开创时代的“开山怪”，多数人第一时间想的是带动光伏行业大发展的尚德或是执着前行十九年的阳光电源，但很少有人知道跟踪支架环节的鼻祖。如今淡出光伏人视线的山东华艺，是一家两位业内大佬都曾去应聘过的公司，也奠定了现在中国光伏跟踪行业格局。
孙海涛进入华艺工作时，夏普是真正的大佬。“没办法看到夏普的小样机，只好自己建模型。”孙海涛点了根烟，回忆道：“我们用了整一年，2005年第一台双轴跟踪定位系统在山东济南建成，1.6千瓦花了十来万，用的9块尚德组件，42块钱/瓦。”项目位于山东省科技馆广场，是中国第一台光伏跟踪电站。
2006年，华艺以3.5万/台的价格向葡萄牙出口了42台跟踪系统，每瓦成本17元，同年泰国皇宫项目建成。华艺还在2005年建成了当时全球最大的110千瓦聚光电站，当时国际知名的西班牙跟踪企业abengou亚太区总裁都跑去参观学习。
但跟踪系统对于光伏行业来说是种超前的技术：野蛮生长时期的光伏行业每天忙于解决供应链问题，对于技术并不是真正特别热衷；同时跟踪系统看似简单，实际上对设计理念、产品精度要求都非常高。在应用方面，欧洲走在前列，但即使是这样，故障与保养、自耗、精度等问题同样困扰着国外企业。
在做完国内第一条高速公路的光伏路灯后，华艺做了“减法”，专注经营其它更赚钱的产业。
华艺系开枝散叶，孕育了中国跟踪系统的摇篮。孙海涛等人成立了阳远，做了两大事情：2010年在临邑建成全国最大双轴电站；2011年在江西新余建成亚洲最大双轴电站（2.5MWp）。
跟踪系统和聚光组件是“双胞胎”，早期的跟踪系统厂家大多同时做聚光组件。但是随着硅料价格在金融危机之后跳水，晶硅组件成本大幅下降，聚光组件遇到了没办法跨越的成本障碍。孙海涛所在的阳远也因此解体。跟踪支架和聚光“同时掉河里”，他痛苦的选择了前者。
2011年6月份，孙海涛成立了昆山睿基，专注光伏支架的生产与研发，几年后成为昆山领军企业，孙海涛也得以享受市政府人才津贴，后于2013年创立了黄山睿基。
直流与回转：奠定老炮地位的第一战
跟踪系统的设计理念是基于跟踪支架的追光作用获得更多的发电量，但初期由于技术不成熟，敦煌、徐州、云南石林的项目都出现了问题。“甚至特许权招标的时期，跟踪器没有一个是好用的。”孙海涛说，“还有的系统没考虑风阻问题，被大风刮倒了。”一个著名的企业在研发失败之后，无奈将在陕西的项目全部锁死，改成固定支架，在那个万马齐喑的时代，整个行业都在呼唤英雄。
在这个阶段通过大量实证和独立思考，孙海涛重新定义了跟踪系统的首要目标：可靠比性能更重要。黄山睿基在这方面为行业做了几大贡献：直流电机替换交流电机；用回转支承驱动替换推杆驱动。
光伏跟踪系统的控制系统和电子元器件的选择是设计水平的差异，这部分故障率只占10%；而跟踪系统的80%故障率是由于结构设计、滑动点等问题引起的，这就关系着设计理念的差异。“理念比水平更重要。”孙海涛说，“还有一小部分故障来自于驱动，大约10%，这是结构层面的问题。”
直流电机的过载能力比较强。直流电机相对于交流电机具有响应快速、较大的启动转矩、容易实现闭环控制，同时直流电机还具有控制精度高、动态性能好、启动制动平稳、过载能力强等优点。
以前跟踪系统全球通用的驱动模式几乎都是电动推杆。电动推杆工作方式是线性运动，工作效率高、机械响应迅速，但故障率比较高，而且维修时需要用机械设备辅助维修，成本和工时都耗费很大。此外电动推杆自耗电也高：一个2T的电动推杆每天自耗电在1kWh-2.5kWh之间。
孙海涛提出业内要走一条抛弃电动推杆驱动的技术路线，遭到同行炮轰。“他们说老孙你不能这样讲，但我要讲实话，电动推杆没有大型机械是没办法更换的。这些都是我们在那些年犯过的错误，走过的弯路，而今还被一些其它企业重复。”他寻求一种新的驱动模式，要兼顾低故障率和便于维护。“当时很痛苦，吃饭睡觉都在考虑这个事情。”孙海涛说。很快涡轮蜗杆回转支承驱动装置被设计出来，并用一年的时间在市场上完成了对电动推杆的颠覆。
涡轮蜗杆工作时不是线性运动，因此对于设计和控制要求比较高，但发生故障的时候可以直接抽出更换，同时更加省电。采用涡轮蜗杆回转支承驱动，每天自耗电只有0.1kWh，是电动推杆的十分之一。
狂暴大自然：支架的n种死法
睿基在驱动结构上较真，但在产品结构上却显得较为保守，有些设计甚至显得原始。2014年台风登陆葫芦岛，我一宿没睡好。”台风停歇后，孙海涛迫不及待联系业主，打听光伏电站情况，得知支架丝毫无损后，才长舒一口气。“我们一开始也尽可能的给产品配备各种性能，但经过实践之后，你会发现，产品设计要顺势而为，不能和大自然犯拧。”
“风沙看似不起眼可它却是影响跟踪系统稳定性的关键因素。发现没办法完全防住风沙，就干脆敞开，就拿传动系统中的轴承为例，我们采用超高分子材料的自润滑轴承，开放式结构，风沙进去就流出来，免维护；抛弃传统轴承的原因：需要油润滑，百密终有一疏，给雨、沙有了可乘之机，雨水使得滚珠锈蚀，风沙使得轴承卡塞，使得整个跟踪系统停滞不动。”
随着林光互补、农光互补概念的普及，支架加高的情况非常普及。湖南某个项目业主出问题后，弃用原有供应商，找到睿基更改原有技术方案。“客户跟我说，老孙你的设计看似简单，但理念却一点都不简单。”孙海涛说，“最原始的办法实现最可靠的运行。”他用“藏头露尾”来形容睿基的理念：开始看着简单不起眼，用效果说话。
“这几年我们归结一点，光伏研发要达到技术原理、成本、25年时空延续上的三者平衡，还要给客户简单的东西。”孙海涛说，“我不反对奇思妙想，但要站在系统集成商的角度去考虑问题，不能为某一个点放弃整片森林。又比如我们把支架的费用降低，业主可能会增加其它费用。比如我们少做十公分的支架，业主就需要额外做十公分的土建。”
光伏支架载荷分类：风载荷、雪载荷、恒载荷（自重）等，由于光伏支架系统属于轻而迎风面大的结构，风载荷对其影响相对较大，如何考虑抗风成为光伏支架设计的重点。我们首先建立自己的实验园区，通过现场实测得到一手资料，其次成立研究院，通过风洞试验，风场动力学分析，最后在具体支架结构上用上偏心平衡设计，避免支架产生谐振导致破坏。
2014年，睿基和Sunedison在泰国正面交手，他们要为客户在高低起伏的山坡上设计全球最大的127.44MW山体光伏电站，超过2万串跟踪系统需要设计布局，除了效率和耐用，还要解决遮挡问题、沉降问题及爬坡问题。“Sunedison是个非常好的对手，在全球有超过2GW的项目经验，睿基赢在了设计理念上。”2014年底，该电站顺利建成。睿基也在东南亚市场一炮打响，统治了泰国80%的跟踪支架市场。
在这个项目中，孙海涛再次“放炮”：“用短轴代替长轴。”理由是长轴要出问题。无论是竞争对手还是项目业主都反驳孙海涛：国外都这么用，已经证明没有问题。但到了2016年，睿基再次胜利，泰国还有一个40MW项目用的其它企业的长轴支架，但是在应用过程中发现土地不均匀沉降给系统带来灾难性的后果。于是许多业主抛弃了看似更加经济的长轴设计，回归短轴。
孙海涛说：“睿基很幸运，创新的脚步迈得早一点，在国际竞争中不落下风。但国外的创新环境确实比中国好些，我们中国企业不要迷信西方的技术，在地面电站方面，中国走得更快更远。”
撒“豆”成兵：从杰克到追梦巨人
直到2013年以前，国内市场都是零星项目，难以支撑支架企业发展。“我们分析了市场，决定走出去跟国外企业PK。”孙海涛说，“但我们对于国内市场非常看好，所以做了很多伏笔式的案例。”
从2010年至今，此前的阳远和后来的睿基在土耳其、非洲、中东、东南亚等市场与国外企业厮杀的同时，还在中国的成都、锦州海边的光伏园、四川理塘、江西新余、兰州职工学院等地做了大量的实例。孙海涛把这叫做“种豆”，每个项目不追求规模，十台八台，十几千瓦，做精做细。
哈密863项目、敦煌国家级光伏监测站、内蒙电科院863项目、大同“领跑者”国电投所有跟踪电站项目等最完整的跟踪展示，用的全部是睿基的跟踪系统。2015年，在睿基园区实证基地内完成了中国第一个完整的实证电站。
现在共和实证项目，最难的工作都是由睿基来做。青海共和项目采用了睿基的固定可调支架、斜单轴跟踪系统、双轴跟踪系统、单立柱斜单轴跟踪系统，一个项目提供多种不同类型的支架结构这对于睿基的设计能力和生产能力来说是一次很好的考验，最后睿基以技术和设计优势，经受住了项目的考验顺利完成了项目的设计和生产，赢得了客户的赞誉。
国内市场启动后，孙海涛经常听到客户的反馈。“常常有客户告诉我，在某某地区看到你们以前的光伏电站。”他说，“有些我自己都忘了。”客户看到孙海涛设计的光伏跟踪系统真正经过了时间和气候的历练，对睿基就更加信任。
数年时间，孙海涛种下的“豌豆”早已成长为“豌豆射手”，对这个僵尸般保守且同质化的支架市场怒吼着开火。而睿基也从种豌豆的男孩杰克，成长到足以让人仰视的踏着力气，踩着梦的巨人。
杀手锏：最大功率点跟踪
睿基火了。
国内设计院在做跟踪电站时也会把孙海涛请过去帮忙。张家口的一个大客户见到孙海涛的时候说：“业内那么多人推荐你，希望你们能够从项目初期就介入给我们提建议。”现在睿基的许多工作已经不再局限于跟踪系统本身，而是着眼于如何提高发电量。
现在，睿基的工程师会从项目开发开始，帮助业主进行成本核算和技术支持，提供综合解决方案。但孙海涛最为得意是睿基第一次在全球提出最大功率点跟踪的概念，这是睿基最新的“杀手锏”。
“传统的跟踪系统有遇强则强，遇弱则弱的特性。”孙海涛说，“光照好的地区跟踪系统表现优异，但如阴雨天光线弱的时候发电量反而比固定支架电站更低。”最大功率点跟踪与最佳倾角不同，时时刻刻调整为最大发电量的角度。这对目前向着阴雨天较多的中东部转移的光伏电站市场来说意义重大。“这种控制模式在光照不好的情况下可提高5-8%的发电量，这意味着收益率可提高2-3%。”
在光照条件不是很好的安徽金寨项目中，用了最大功率点技术的平单轴跟踪，收益率从11%提高到16-18%。
而今迈步从头越：当跟踪成为标配
“今后的光伏项目跟踪系统可能会在地形满足的情况下成为标配。”与早期的一些同行相比，睿基是幸运的，熬过了漫长冬季并站到了领军位置。但一个新的时代又将出现新的挑战。
“我们现在更多鼓励微创新。”孙海涛告诉记者曾经被一个螺栓的问题困扰了两年。“在转动过程中，螺栓会自动往外跑，最后被我们项目工程师解决了，这就是最好的微创新。”
天合、阳光电源也加入了睿基的阵营，需要特别安装技术的双玻组件和新型逆变器将搭载在相配套的支架上集合成产品包提供给客户。“我们结合的越多，业主越简单，系统更优化。”高效组件、逆变器和跟踪支架良好配套，能进一步提高2-3%的发电量。
而最大功率点技术也需要睿基进一步的发展数据采集和处理技术。“10MW和50MW数据采集就发生很大变化，50MW和100MW数据和命令、采集监控数据变化也完全不同。”孙海涛说，“数据上传下传，如何分析，数据量极大，我们采取的是精准采集，模糊控制的手段。”
睿基为客户建立了收益模型，不同地形、零部件的差异都有自己的算法，除了卖支架，还提供前期咨询和中期技术支持。“有时候受地形限制，前期的选择并不是最佳形式，要调整技术方案进行妥协。”孙海涛说，“睿基是以打造全球太阳能跟踪系统综合解决方案的专业服务商和产业领导品牌为企业发展愿景，在这条注定不平凡的道路上，睿基人会‘一根筋’的走下去。”
索比光伏网 https://news.solarbe.com/201612/30/50021867.html
