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“碳達峰、碳中和”新形勢下，光伏電站的開發(fā)與應用正如火如荼。隨著國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的提出，光伏與農(nóng)村的結合也多次出現(xiàn)在相關政策文件中。3月31日，國家能源局發(fā)布了《定點幫扶和對口支援工作要點通知》，光伏被列為鄉(xiāng)村振興定點幫扶工作要點。但隨著土地資源的愈發(fā)緊張，尤其是在中東部省份，進一步提高土地利用價值成為“光伏+鄉(xiāng)村振興”的關鍵因素。

國家大戰(zhàn)略加持下，光伏+農(nóng)業(yè)、漁業(yè)等復合項目的開發(fā)趨勢愈發(fā)明顯，這不僅意味著光伏電站的應用場景愈發(fā)多樣化，同時也對光伏電站的建設標準提出了更高的要求,尤其是土地的高效復合利用。

柔性支架——高效土地復合利用“利器”

“以往的光伏電站開發(fā)我們更偏重于光，而忽視了對農(nóng)、漁的關注，如何把土地的復合利用做到更好，帶給我們一個新的思考。”通威新能源工程設計四川有限公司銷售服務總監(jiān)翁曉軍在2022年中國光伏市場開發(fā)論壇上介紹到，“從目前行業(yè)的技術路線分析，柔性技術具備高效土地復合利用的特性。”

據(jù)翁曉軍介紹，柔性支架的優(yōu)勢眾多，相比傳統(tǒng)光伏支架，柔性光伏支架抗裂性能好；柔性支架用鋼材量少，承重小，造價低；對場地基礎要求小，預裝性強，大大縮短了施工周期；大跨度和靈活的操作方式，可以實現(xiàn)最大化的土地空間利用率，保證通風性能好，發(fā)電效率高。

鑒于柔性支架靈活可調、占地面積小的特點，使其具有廣泛的應用范圍，灘涂、漁塘、污水廠、復雜山地、荒坡和水池等復雜地形都可利用，并且在國家大力倡導漁光互補、農(nóng)光互補的前提下，柔性光伏支架具有廣闊的應用前景。

“事實上，柔性支架技術早在十幾年前就已經(jīng)出現(xiàn)，之所以一直未能實現(xiàn)大規(guī)模、成批量應用的原因，主要是因為之前它存在的一些技術路線問題，使得行業(yè)對這項技術產(chǎn)生了質疑”，翁曉軍補充到。

首先是安全性。柔性支架索的疲勞循環(huán)使用壽命，隨著永久索力水平與應力變幅的增加而迅速下降；高索力及索力波動幅度增加系統(tǒng)成本的同時，增大了索的疲勞破壞（斷裂）風險。如何保證索25年甚至30年的壽命是一大挑戰(zhàn)。

其次是跨度、撓度、索系問題。目前大部分的光伏電站跨度普遍為15m~20m，很少電站可以做到25m，不滿足大跨度的要求。而國內很多項目選擇的撓度為1/100或1/50，超過了規(guī)范的2~4倍，使跨中存在扭轉現(xiàn)象，組串各組件平面不一致導致適配減少發(fā)電量。為了安全打地網(wǎng)，索系設計的很密集，形狀如蛛網(wǎng)，不能保證陣列下方有效凈空。

第三，索的耐候性也是行業(yè)關注的問題。目前1870MPa公稱抗拉強度鋼絲可實現(xiàn)A級鍍鋅，鍍鋅重量250g/m2等效厚度35μm,索的鍍鋅無法鍍到55μm以上，不能滿足室外使用時國標最低要求。所以各廠家采用熱鍍鋅涂油+再生PE保護，并帶來新的水面污染風險，包括再生PE老化碎屑、油脂滴漏等。

另外，由于組件與索為剛性連接，索在安裝組件及后張拉過程中伸長，導致組件聯(lián)合受力，進一步增加組件隱裂風險及索疲勞斷裂風險。而現(xiàn)在很多組件廠家對于柔性技術的并不愿意提供質保。這些問題形成了目前我們所看到的柔性支架應用現(xiàn)狀。

克服“痛點”，通威提供更優(yōu)產(chǎn)品與解決方案

面對復合土地利用“門檻”提高以及柔性技術的困局，作為在復合光伏項目上經(jīng)驗積累豐富的企業(yè)之一，通威新能源借助在漁光互補方面的經(jīng)驗，將來自于漁業(yè)經(jīng)營的意見匯集到建設項目中去，創(chuàng)新研發(fā)了更安全、更耐久、成本更低、效率更高的柔性支架技術，幫助業(yè)界實現(xiàn)更高效的土地復合利用，為光伏電站開發(fā)和建設提供更多的選項和可能。

“幾年下來，我們總結了一些比較好的柔性技術路線特征，形成了自己的核心優(yōu)勢。現(xiàn)在通威柔性支架的凈跨度最大可以做到60米，每MW 50根立柱。一般項目凈跨度控制在40米左右，每MW 40根以內立柱，凈空可以做到10米，但是凈空是可調的”，翁曉軍表示。

據(jù)翁曉軍介紹，通威柔性支架技術通過了行業(yè)最嚴苛的氣動彈性模型試驗，三索的柔性索結構符合組件安全、雪載、風載等設計要求，最大抗載能力13級風內，在37.7m/s的風速下能夠保證每套系統(tǒng)的安全無損，同時沒有扭轉風險。

“近似0撓度的設計提升了系統(tǒng)抗負風的能力（避免了負風延遲響應區(qū)），規(guī)避了第三方方案下，組件安裝平面不一致帶來的電流失配問題。專有的Cross-Tie風致振動抑制技術，最大減振98%，系統(tǒng)穩(wěn)如泰山。獨特的低恒載，低變幅，高冗余系統(tǒng)架構，使鋼索磨損及疲勞損失大幅度減少，保證了25-30年的壽命。數(shù)據(jù)驗證通威鋼索壽命為第三方10倍”，翁曉軍坦言，“目前真正做到高冗余、也就是安全備份的廠商并不多，因為安全備份代表著成本上升，而通威是自己投資、持有、運維為一體的，所以我們在這方面的思路與市場上不一樣。”


相比于傳統(tǒng)方案，柔性方案實現(xiàn)了部件數(shù)量、用鋼量、立柱數(shù)量大幅度減少，簡潔優(yōu)雅的設計，保證了解決方案的成本競爭力和安裝的便捷性。同時，通威還引入了業(yè)界領先的鋅-5%鋁稀土合金預應力鋼絞線技術及環(huán)氧涂層鋼絞線技術，索體擠壓錨固前，預先浸涂SK323-AB雙組份灌封膠。鋁合金、不銹鋼、熱滲鋅達到C4級別，抗腐蝕性能優(yōu)異。

在不斷升級、成熟的技術支撐下，通威提出了新一代柔性支架設計理念和架構體系?；诜聫埾宜麒旒芙Y構、Cross-Tie橫向減振體系等創(chuàng)新技術特征的柔性支架結構，實現(xiàn)了單跨40m以上，連續(xù)920m的全球最大跨度零撓度組件安裝平面，兆瓦管樁（立柱）數(shù)量降低至50根以下，兆瓦用鋼量降低至15t以下，分別為傳統(tǒng)固定支架的1/6和1/3，全面領先行業(yè)。


翁曉軍強調：“當有足夠大的通風以及足夠大的跨度，各方面指標都達到以后，整個項目的復合利用才存在可能性。而通威的產(chǎn)品設計，不僅可以實現(xiàn)復合項目實現(xiàn)上面發(fā)電+下面種植、養(yǎng)殖的雙收益，還可以在全面平價時代，幫助行業(yè)降低成本壓力。”

另外，翁曉軍還表示，“柔性支架技術開辟了電量增發(fā)的新途徑。組件上下表面通暢均勻的流場、更高的平均風速水平，增強組件風冷效果的同時，更均勻的溫度場可以規(guī)避組件間和電池間的失配現(xiàn)象，現(xiàn)場實測方陣有2%左右的增發(fā)。”

以下兩張圖是通威天津、常德項目的柔性與固定支架的利用小時數(shù)對比測試。根據(jù)兩組數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，柔性支架下的項目利用小時數(shù)均高于固定支架，發(fā)電效率也優(yōu)于固定支架。


截至目前，在一些技術特征得到保證的情況下，通威的柔性支架故障率幾乎可以實現(xiàn)0%，同時擁有全行業(yè)最長的1000多小時行業(yè)驗證時間；目前，通威新能源已在全國建成48座“漁光一體”電站，并網(wǎng)規(guī)模超過2.7GW，其中兩個百兆瓦級電站全部應用具有專利的柔性設計，在黑龍江、天津、湖北、四川、湖南、廣西、廣東等地，總規(guī)模超391MW的并網(wǎng)和在建項目也在充分發(fā)揮通威專利柔性支架設計的優(yōu)勢。通威的專利柔性支架設計已然成為核心競爭力之一。

原標題： 柔性支架：光伏+趨勢下，土地高效復合利用“利器”