2021年11月，国家发改委、国家能源局发布《关于印发第一批以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电、光伏基地建设项目清单的通知》。根据《通知》，第一批大型风电、光伏基地建设项目清单涉及内蒙、青海、甘肃等19个省份，规模总计97.05吉瓦。目前，第一批大型风电光伏基地项目已开工约7500万千瓦，其余项目将在今年一季度陆续开工。
有设计院专家指出，随着光伏实现平价上网，没有了补贴小时数的限制，各种有助于在单位面积土地上提升发电量、降低度电成本(LCOE)的技术方案将在大基地项目中得到广泛应用。对大尺寸硅片电池、超高功率组件、高容配比大电流逆变器、跟踪支架等技术而言，他们迎来了最好的发展机遇。
其中，跟踪支架被认为是提升单瓦发电量(等效利用小时数)的最有效手段。据某券商测算，在1300小时有效光照小时的基础上，当跟踪系统发电量增益高于5%时，跟踪系统相较于固定支架系统都表现出更好经济性。彭博新能源此前也指出，相较于固定支架，双面发电+跟踪器可以在全球93.1%的区域实现最低LCOE，单面发电+跟踪器也可以在全球87.9%的区域做到最低LCOE。
天合跟踪最新发布的开拓者1P产品
但众所周知，无论是此前的1500V系统、高容配比方案，还是最新的超高功率组件、智能跟踪支架，在国内的应用比例都明显低于海外，时间上也会晚1-2年。作为光伏制造大国，为何总是出现这样的现象?
某电站投资企业负责招标审核的领导透露，央国企定标后很难增加项目投资金额，如果遇到组件价格上涨，只能从其他地方“省钱”，这种情况下很可能放弃跟踪支架方案。另一位来自设计院的工作人员指出，通常情况下，大型电力投资企业更愿意选择经过众多考验的成熟技术。同时，部分先进技术在技术标准、第三方认证、户外实证方面有所缺失，无法满足客户的需求。
上述专家的观点可以说从不同角度阐释了跟踪支架应用规模偏低的原因。那么，2022年，这样的情况会有转机吗?
答案是肯定的。
高品质要求促进国内跟踪支架健康发展
对于跟踪支架的经济性，恐怕没有人会质疑。从技术层面看，降低度电成本的方式有很多，为何几乎所有设计院首先选用跟踪支架?笔者认为，“性价比”或许是最合理的答案。如果能只增加少量土地使用面积和初始投资，就能带来10-20%的发电量增益，无疑是非常划算的。“在光伏电站中应用跟踪支架，不是单纯的消费行为，而是一种长期投资，收益非常可观。”某电力投资企业旗下电站项目经理说。
但我们也要看到，与组件、逆变器不同，跟踪支架很难制成标准化产品，更多需要根据现场地形条件综合分析。此外，各国往往执行不同的技术标准，仅建筑载荷要求就超过30种，给设计工作带来了一定难度。“事实上，跟踪支架这种细长的结构，并不适合采用建筑相关标准，而是更接近大跨度桥梁，需要通过风洞试验证明其可靠性。”天合跟踪中国研发负责人全鹏向笔者表示，他们的每一款跟踪支架产品，都要经过权威第三方机构CPP或RWDI风洞试验，确保安全可靠才会推向市场。“希望在权威机构进行风洞试验也成为国内市场高质量跟踪支架标配，天合将推动建立更适用于跟踪支架的技术标准，让国内跟踪市场健康发展。”
全鹏表示，风对支架的影响中，最关键的是当风速超过支架结构允许的极限时发生扭转失稳。频率和阻尼是影响跟踪支架动态性能的关键因素，跟踪支架自由长度越长，扭转频率越低，跟踪器的风致稳定性就越差，改善的办法是要么提升扭转频率，要么提高阻尼。“以我们近期推出的开拓者1P为例，它采用了双边阻尼系统设计，阻尼比提升至20%到30%，动态响应放大系数DAF值降低30%以上，工作风速提升至少20%以上。”
据介绍，天合开拓者1P智能跟踪解决方案已经通过TUV南德等多项国际认证，符合IEC62817的要求，可以销往全球绝大多数国家和地区。全鹏表示，他们希望通过不断的研发突破，打消业界对跟踪支架可靠性的顾虑，提升跟踪系统在全球特别是中国地面电站中的占比，在面积有限的土地上，制造尽可能多的清洁电力，满足全球用能需求。
跟踪和跟踪，真的不一样
目前，国内几乎所有主要支架企业都开发了跟踪系统解决方案，并宣称自己可以带来最高的发电量增益。那么，真实情况究竟是什么样?
设计院专家表示，传统跟踪器只需4个简单参数来计算跟踪角度，只能解决单面组件、平地、晴天场景下的跟踪需求，对应用场景的复杂性考虑不充分。随着光伏装机规模快速增长，复杂地形、多种气候条件对跟踪支架的可靠性和实际增发效果提出了一定挑战。同时，双面组件的大规模应用也让传统跟踪方案在某些时候“力不从心”，在保证正面发电量之余，无暇顾及背面反射光的发电量。“传统方案通常采用天文算法，方案中所有支架转动角度一致，部分组件实际倾角非最优，影响发电量。采用双面组件，情况更加复杂，技术难度大幅提升。”一位电站设计工作人员如是说。
为了解决这一问题，天合建立了SuperTrack智合跟踪平台，多沙尘应用场景解决方案和天合跟踪智慧云平台。“天合智能跟踪不仅提供支架硬件，我们有更多的智能功能，帮助客户获得更高的发电收益。根据测算，与常规跟踪算法相比，天合智能跟踪算法最多可提升发电量3-8%。”全鹏表示，在阴雨天，智能跟踪的优越性可以得到充分体现。“智能散射跟踪支架是呈现小角度的，而天文跟踪支架仍然还是从东60°转到西60°，阴雨天发电量监测会发现发电量差异至少在5%以上。”他说。
此外，天合创造性地使用球形轴承，也直接提升了产品可靠性。全鹏表示，对于不太平整的土地，传统圆柱形轴承无法适应，可能出现卡死情况，但球形轴承可以360度旋转，不存在这一问题。同时，圆柱形轴承需要较大的缝隙实现旋转，但球形轴承在安装时缝隙更小，不容易有灰尘进入。“做跟踪，我们是认真的。”
产业链协同，完美适配600W+新时代
天合跟踪的前身Nclave是全球首批光伏跟踪支架企业之一，该公司拥有17年以上光伏跟踪支架行业开发、生产与工程设计运用的经验。天合跟踪支架全球销售负责人段顺伟表示，迄今位置他们的全球出货量累计达7GW。凭借产品的高可靠性、先进的技术和优质的工程设计能力，天合跟踪立足国际市场，其业务遍及全球五大洲超过40个国家。“提到天合大家第一反应都是光伏组件，其实，在大尺寸组件与跟踪支架的最佳集成设计方面，天合跟踪同样是全球最具优势的企业，希望成为更多客户的首选。”段顺伟说。
笔者认为，这种集成优势在后续的电站设计、施工、运维等环节可能都有体现——作为全球最大的同时从事大尺寸组件、跟踪支架生产的企业，天合对相关产品可以将二者顺利结合，实现整套系统最高发电量。
全鹏介绍说，对于跟踪支架来讲，存在扭转，起伏以及摇摆三种最主要模态，其中扭矩是影响支架设计最关键参数。跟踪支架单位长度的扭矩与弦长，也就是组件长度的平方成正比。用天合670W 210组件和其他品牌的455W 166组件对比，210组件长度比166组件增加了13.8%，而跟踪支架扭矩会增加近30%。因此天合在设计开拓者1P产品时，经过了十分精密的计算和截面设计优化，最终采用了大圆角扭矩管的设计方案，在扭矩管成本不增加的情况下，同样长度的开拓者1P抗扭变形能力提升了29.6%，完美匹配600W+大功率组件。
对于跟踪支架与高效组件的组合，全鹏的信心十分充足。他直言：“PERC电池转换效率从21%提升到23%，用了近5年时间，无数光伏技术人员付出了难以想象的艰辛。但如果采用跟踪支架，在许多地区都可以实现10%以上发电量增益。相信高效组件与智能跟踪支架会产生‘叠乘’效应，在单位面积产出更多绿色电力。”
段顺伟认为，在国家风光大基地、保障性并网、市场化并网规模的共同推动下，跟踪支架应用规模将比2021年有可能翻倍。他强调：过去，天合跟踪凭借高品质高可靠的组件产品设计赢得了全球客户长期的认可。今天，尽管面临各种竞争，天合仍然坚持高可靠性设计的传统。“我们坚信，基于高品质的产品与系统集成，我们和我们的客户才能携手走的更远。在这里，我也呼吁在600W+光伏开放创新生态联盟全体成员，以及光伏行业中志同道合的伙伴们，与天合跟踪一起，构建高品质的跟踪支架行业标准和良好的生态，为碳中和贡献更多光伏人的力量。”
责任编辑：周末
