“双碳”目标下，光伏发电正成为未来能源发展的重要组成部分。随着光伏装机量迈入太瓦(TW)时代，“光伏+”应用场景不断拓展，已经从普通的地面走向更复杂的应用环境，例如地势起伏的山地、沙漠、水位较深的鱼塘、地质条件较差的滩涂以及对原有功能保存要求较高的农光/畜牧/停车场/污水处理厂等。柔性光伏支架由于“大跨度、高净空”的特点，逐渐成为助力光伏实现全场景应用的一种选择。
柔性支架助力光伏全场景应用
柔性支架是指以拉索为主要受力构件而形成的预应力结构体系，分为全柔性单层悬索结构和半刚性索桁架/张弦结构。与传统刚性支架相比，柔性支架可实现更大的跨距(约10~60米范围)及更高的净空(约1-10米)，因此对场地基础要求少，可适用于多种复杂地形。
柔性支架典型结构示意图
然而，柔性支架由于其柔性/半刚性的结构体系，仍存在诸多需要克服的技术难点和潜在风险，如高风载条件下整体的结构稳定性、长时间风致振动条件下拉索及其他受力构件的疲劳失效风险等，另外需要关注柔性支架搭载组件的隐裂以及结构受损风险。《光伏柔性支架设计与安装技术导则(征求意见稿)》中明确指出，“必要时，可对组件的抗振动性能进行检测;激振试验的频谱、功率谱及循环次数应结合柔性支架在当地风载荷下的风响应特性决定。”
严苛测试，护航电站高效运行
自2021年以来，柔性支架开始逐渐出现在业主的招标采购当中，中国电建、中国能建、国家能源集团、中核等央国企已经陆续就柔性支架项目进行招标。阿特斯今年内陆续中标山西某省属国企100MW山地柔性支架项目(选用最高功率可达610W的阿特斯HiKu7系列单面组件)、某央企111MW山地农光互补柔性支架项目(选用最高功率可达550W的阿特斯BiHiKu6系列双面组件)和广东某省属国企45MW渔光互补柔性支架项目(选用最高功率可达670W的阿特斯BiHiKu7系列双面组件)。
为充分验证阿特斯高功率组件搭配柔性支架方案的可靠性，阿特斯通过与中南大学高速铁路建设技术国家工程实验室合作，对阿特斯210系列高功率双面组件搭配柔性支架的方案进行了严苛的激振试验和高速风洞试验。
1、激振试验
柔性支架因使用预应力钢绞线直接支撑光伏组件，结构柔质量轻，容易在风荷载作用下发生持续风致抖振。因此需要检验柔性支架搭载组件结构的安全性和抗隐裂性能。
测试选用阿特斯210系列高功率双面组件，搭配某品牌柔性支架进行模拟激振试验。试验流程如下图所示：
试验结果：经150万次持续激振试验后，①组件未出现明显隐裂;②组件边框未出现裂纹、破损、撕裂等情况;③预应力钢索、组件连接件和螺栓完好。
2、高速风洞试验
光伏柔性支架因其柔性/半刚性结构体系，容易在强风荷载作用下发生变形或破坏。因此需要检验柔性支架搭载组件结构在强风条件下的结构稳定性。
测试同样选用阿特斯210系列高功率双面组件，搭配某品牌柔性支架进行模拟高速风洞试验。试验流程如下图所示：
试验结果：经30m/s强风正反向分别持续激励30min后，①组件未出现明显隐裂;②组件边框、铝合金扣件的索扣和螺栓等均未出现损伤。
云南省盈江县农业光伏发电项目
该项目位于云南省德宏州盈江县，总装机容量150MW，选用阿特斯BiHiKu6系列540/545W高效双面组件。其中，柔性支架安装容量约100MW，是西南地区单体规模最大的柔性支架光伏项目。通过采用柔性支架安装方式，既提高了复杂山地地形的土地利用率，又为阵列下方保留充足的林地或农地空间，一举两得。
云南省盈江县农光互补柔性支架项目
广东省佛山三水南山镇光伏复合项目
该项目位于广东省佛山市三水区南山镇，阿特斯为项目提供了150MW的BiHiKu7系列655/660W高效双面组件。该项目因地制宜打造渔光互补模式， 形成“水上发电，水下养殖”的立体应用模式。得益于柔性支架“高净空、大跨距”的特点，既大大减少了鱼塘水面管桩数量，又提升了光伏板下水产养殖的便利性。
广东省佛山三水渔光互补柔性支架项目
阿特斯高功率系列组件通过优化边框设计，搭配无损切割和异型焊带等先进技术，可有效提升组件机械载荷性能和可靠性，同时通过与柔性支架匹配测试验证，有效抵御持续风致振动及高风载导致的组件隐裂和整体失效风险，进一步助力光伏实现全场景应用。
责任编辑：周末
