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光伏跟踪支架降本增效

发布时间:2021-09-20人气:56

单轴适用范围更广,成本仍有下降空间 
 
跟踪支架分为平单轴、斜单轴和双轴三大类。单轴指的是沿一个轴方向转动,其系统投资增加不到 15%,发电量增益最多可达 30%,性价比较高且较为稳定;双轴指的是可沿两个轴方向转动,其系统虽然理论发电增益可达 40%,但系统投资增加较大。
 
三类跟踪支架的最大区别在于旋转维度不同。理论上,双轴跟踪效果更好,但实际发电时对土地空 间、地理环境要求和运维能力要求较高,难以充分发挥,且目前双轴系统成本较高,主要面向纬度 高、阳光资源丰富的利基市场。而单轴跟踪虽然跟踪效率不及双轴,但成本更低、稳定性更好,是 目前适用范围最广、技术最成熟的方案。
 
跟踪支架由三部分构成:结构系统、驱动系统、控制系统。其中结构系统主要指可旋转支架,实现 组件的稳定转动,是系统的“骨骼”;驱动系统则是跟踪系统的“肌肉”,根据电控箱的指令,带 动光伏支架转动;控制系统包括电控箱、通讯、传感器、云平台等,是跟踪系统的“大脑”,内置 跟踪算法软件和倾角传感器。根据 BNEF 数据,单轴跟踪支架的成本约为 9 美分/W,其中钢材占 比接近 80%,驱动系统和控制系统分别占比 15%和 5%。

 
跟踪支架相比传统支架的难点主要在于力学结构、系统设计和算法设计三部分: 
 
1) 力学结构:多学科知识的综合运用。力学结构上,除了需要和固定支架一样考虑静态受力稳定 性,还需考虑转动平衡、减震等动态平衡,同时尽量减少钢材用量降低成本,涉及流体力学、 材料科学、机械设计、智能控制、电力工程、数学算法、仿真设计等多学科知识,对团队能力 和经验要求较高。 
 
2) 系统设计:高度定制化,兼顾效率与稳定。除了固定支架固有的机械设计、机械加工和委外镀 锌三个环节,跟踪支架还需额外根据具体项目和地理条件进行电控设计和驱动设计,进行配套组装。而机械、电控和驱动三个部分设计既要满足基本稳定运行要求,还需互相匹配,实现更 优的协同跟踪效果,定制化和稳定性要求跟高。 
 
3) 算法设计:受地理位置和环境影响差异性大。供应商首先需要根据项目的地理位置(经度、纬 度和高度)以及地理环境(平坦度,有无遮挡等)完成跟踪算法的基础设计;然后需要综合考 虑单双面情况,遮挡、土地费用等得到最优的排布,并优化跟踪算法。
 
因此,跟踪支架技术难度相比传统支架大幅提升。一方面具有极强的定制性,这要求厂商具备各种 条件下丰富的建设经验、长期大量项目稳定运营的历史数据和稳定的客户关系;另一方面,和逆变 器一样,电力电子设备寿命通常较短(5-10 年),低于光伏电站寿命(25 年以上),这对厂商的 可持续经营能力和维护便利性提出要求,本土化品牌龙头更具优势。
 
跟踪支架毛利率略高于传统支架。根据中信博数据,2019 年跟踪支架单价约为 0.68 元/W,比固 定支架高约 0.35-0.4 元/W,毛利率高 3-6pct 左右。2016 年以来,由于供给侧改革钢材价格持续 上升,导致跟踪支架价格也有所上升,但从毛利率看基本能向下游转嫁,盈利空间较稳定。跟踪支架成本仍有一定优化空间,钢结构优化和规模效应是关键。
 
跟踪支架主要成本钢材仍有优化 空间;比如在保证强度的前提下优化钢材设计,减少用量;再如目前 1.8mm Q235 热轧板卷价格 约为 4100 元/吨,预计同厚度的镀锌板卷价格为 5000 元/吨左右;而市场上镀锌的费用大约 2000 元/吨左右,在考虑物流、人工等费用,预计通过预镀锌能够节省 1000 元/吨以上的成本。此外, 多数跟踪支架厂商出货量相对较小,尚未发挥规模效应;以中信博为例,2016H2 以来钢材价格持 续上涨,但公司跟踪支架价格基本稳定,毛利率还有小幅上升,出货量大幅增加是重要原因之一。因此,随着组件效率进一步提升,跟踪支架成本进一步下降,跟踪系统性价比将会持续放大。
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