在全球能源转型和碳中和目标的推动下，以光伏、风电为代表的可再生能源正迎来前所未有的高速发展期。仅2024年，全球光伏发电新增装机就超过550GW，累计装机突破2.2TW，成为新增电力装机的主体。
然而，随着累计装机规模增长，光伏项目可用的土地越来越少，运行环境日益复杂。从高温炙烤的沙漠戈壁到寒风凛冽的雪域高原，从盐雾侵袭的沿海地区到沙尘漫天的内陆荒漠，再加上各地台风、冰雹、暴雪等极端气候事件频发，给光伏系统的稳定运行带来严峻挑战。
风、雪、冰雹，当极端气候频仍
何以守护电站安全?
近期，受强冷空气影响，华北、黄淮东部等地遭遇了历史同期罕见的持续性大风天气，局部地区瞬时风力达到12-13级，风力强度堪比台风登陆，中国气象局为此启动了重大气象灾害(大风)三级应急响应。在这一极端大风天气下，光伏电站遭受了严重破坏。部分电站的光伏组件被强风吹翻，甚至有整个电站被摧毁，导致业主遭受了巨大的经济损失。该事件暴露了极端天气给光伏电站带来的风险，尤其是对于光伏电站建设和运营的安全性提出了严峻考验，迫使行业更加关注气候变化带来的挑战，并考虑加强光伏电站的抗风能力和防灾措施。
除了大风之类的极端气候，其他类型的极端环境也会对光伏系统带来挑战，如高低温。在极端高温天气下，光伏组件表面温度可升至70℃以上，不仅导致发电效率大幅下降，还会加速封装材料老化，缩短使用寿命。而在低温环境中，组件会面临封装材料机械疲劳，隐裂，脱焊等风险，也会影响系统安全。如果碰到狂风、暴雪，可能造成支架基础松动甚至倒塌，或者在组件表面形成覆盖、不均匀雪载，带来重大安全隐患。
对于沿海地区的光伏项目，光伏系统需要面对台风和盐雾腐蚀的双重考验，特别是盐雾，直接加速金属部件锈蚀，影响系统稳定性。而在西北沙漠地区，频繁的沙尘暴不仅遮挡组件表面，降低发电效率，还可能将跟踪支架的轴承卡死，导致物理损伤。此外，高海拔地区的强紫外线辐射，也对组件封装材料可靠性提出了更高要求。
面对上述挑战，天合光能等众多光伏企业纷纷通过技术创新，不断提升产品可靠性，为光伏项目在复杂气候环境中的稳定运行保驾护航。
台风?不慌
天合光能战略、产品与市场负责人张映斌博士指出，对大多数光伏系统而言，遇到极端气候灾害的几率不高，但一旦发生，往往会带来灾难性的后果。因此，在所有存在潜在极端气候风险的区域，都应该考虑采用极端气候解决方案。
以沿海地区的台风现象为例。张映斌表示，遭遇台风等极端天气时，光伏电站会出现支架倾倒，组件边框撕裂，甚至被吹飞的情况。天合光能在应对台风有丰富的经验。此前，最大风力达14级的强台风“梅花”登陆浙江嘉兴，天合光能至尊组件直面大风大雨，组件完好无损，充分证明了产品的高可靠性。
天合光能此次推出的极端气候解决方案中的极御组件，其边框截面加厚设计面对疾风载荷能力提升50%以上，搭配高可靠的固定系统，载荷可达+8000/-6000。通过“AI预测+硬件强化”，天合光能将事后损失转化为事前风险防控。使用跟踪器的时候，系统结合风速传感器及气象预警数据，在灾害发生前启动保护程序，当大风来临时可偏传到大风防护角度，减轻作用在组件上的风压，同时，根据风速的不同，保护偏转角度也有所不同，这种分级保护策略在提高可靠性的同时，兼顾因为偏转带来的发电量损失，更灵活的御风，将台风带来的影响降至最低，达到可靠性及发电量的兼顾平衡。
同时他提到，当前行业对跟踪支架技术存在显著认知偏差，普遍认为其故障率高于固定支架系统。这种误解源自早期技术不成熟阶段的市场实践。20年前的跟踪支架确实存在可靠性问题，但经过头部企业在全球30余个国家超百吉瓦的项目验证与技术迭代，有足够的出货量与项目经验积累，已形成完整的工程解决方案体系。“我们呼吁，在一些气候环境严苛的地区，光伏项目招标时充分考虑环境影响因素。由于过去低价中标的采购模式已形成恶性循环，相关企业过度压缩桩基尺寸、型材规格等关键参数，导致系统防护性能缺失。我们也建议建立技术权重评标体系，重点考察投标企业的大规模项目经验与技术创新能力，避免极端天气给光伏系统造成不可逆损失。”
暴雪?不惧
对于中高纬度地区，冬季可能有降雪，也给光伏电站带来了一定的考验。特别是积雪覆盖和不均匀雪载，前者影响发电量，后者可能造成组件损坏，是电站投资企业必须关注的重点。
从之前经验看，在我国东北、日本北海道等地，冬天降雪可能达到3米，甚至整个冬天光伏组件都被积雪覆盖，无法发电。如果是固定支架，只能选择人工除雪方式，人力、物力耗费巨大。天合光能极端气候解决方案采用软件+硬件结合的方式，在提升组件强度的同时，跟踪支架结合天合智慧云平台，当积雪厚度达到设定条件时，一键下达除雪指令。张映斌表示，这样一方面保护组件、支架不被积雪压塌，另一方面避免积雪遮挡带来的发电量损失。“与系统安全、提升的发电收益相比，选用跟踪支架带来的增量成本投入具有显著经济合理性。”
冰雹?无忧
全球范围内，冰雹正成为光伏电站的“隐形杀手”。据国际保险机构GCube的数据，2018-2023年，光伏行业54%的保险索赔源于冰雹灾害。
在应对冰雹灾害方面，天合光能可能是最有经验的企业。早在210大版型组件刚刚推出时，天合光能就积极应对各方质疑，用大量的冰雹实验证明其产品可靠性。近日，天合光能发布的极端气候解决方案对组件和系统可靠性进行升级。张映斌介绍，“极御”组件把玻璃厚度提升25%，可以显著提升冰雹的防护能力。在正面冲击时，抗击冰雹尺寸达55mm，相较于传统组件35mm的抗击能力提升显著。
此外，AI和云平台的作用也不容忽视。张映斌表示，天合光能搭载的智慧云平台系统可实时接入气象预警数据，在灾害发生前启动保护程序。面对冰雹灾害，固定支架只能保持一个角度应击，不能灵活调整，但跟踪系统可智能调整支架至60°保护倾角，通过大角度减少冰雹作用在组件上的冲击动能，搭配极御组件，抗击冰雹的尺寸可以达到75mm，成功将电站损失降至最低。
他总结说，未来对光伏产品耐候性的要求会越来越高，除了看产品硬件本身是否经历过极端的加严测试，也要关注软件算法和平台如何灵活应对。同样是气象预警，应对台风，根据风速大小偏转不同角度可靠御风，但面对冰雹，就要让组件尽可能竖直放置，这就是算法的价值。“未来我们会继续以客户为中心，以场景为导向，推出更有价值的解决方案，实现客户价值最大化。”
索比光伏网 https://news.solarbe.com/202504/27/388574.html
