曦日新能源：中國(guó)光伏跟蹤支架的創(chuàng)新自強(qiáng)之路
根據(jù)Solarbe索比咨詢了解到的數(shù)據(jù)顯示：全球地面光伏市場(chǎng)中，中東跟蹤支架使用比例約80%以上，美國(guó)約80-90%，歐洲約60%，其中法國(guó)南部和西班牙全境地勢(shì)平坦，光照資源充足，非常適合跟蹤支架，相比固定支架可增發(fā)15%以上，幾乎都采用了跟蹤支架，而中非、北非市場(chǎng)比例也超過(guò)60%。目前全球光伏地面整個(gè)跟蹤與固定支架比例接近4：6，預(yù)計(jì)到2025年，跟蹤支架比例5：5，甚至超過(guò)固定支架。
而在中國(guó)，這一比例不足10%。
光伏領(lǐng)跑者項(xiàng)目曾經(jīng)將光伏跟蹤支架比例上升到40%左右，但隨著領(lǐng)跑者項(xiàng)目結(jié)束，跟蹤支架并沒(méi)有如高效電池、1500V逆變器等先進(jìn)技術(shù)一般迅速在中國(guó)市場(chǎng)全面鋪開(kāi)，而是又回到了較低的比例。
中國(guó)光伏電站市場(chǎng)由于機(jī)制特殊，客觀存在限發(fā)、終端業(yè)主“強(qiáng)融資弱開(kāi)發(fā)”、收益固定等情況，導(dǎo)致用戶對(duì)于技術(shù)進(jìn)步意愿不強(qiáng)。但江蘇曦日新能源科技有限公司CEO謝入金認(rèn)為，光伏跟蹤支架企業(yè)不應(yīng)一味抱怨，要通過(guò)創(chuàng)新與技術(shù)進(jìn)步來(lái)提升解決方案的競(jìng)爭(zhēng)力。
謝入金希望，通過(guò)降低成本、提升穩(wěn)定性，讓中國(guó)客戶更樂(lè)于接受跟蹤支架，將其在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的滲透率提升至1/3以上。
曦日?qǐng)F(tuán)隊(duì)在走訪眾多央國(guó)企客戶時(shí)發(fā)現(xiàn)，客戶排斥跟蹤支架的主要原因有二：第一價(jià)格高;第二可靠性較差，后期整改多。就此，曦日提出了“低成本”、“高可靠”、“快速安裝”三大產(chǎn)品目標(biāo)。
“光伏跟蹤支架環(huán)節(jié)仍然充斥著大量非專業(yè)玩家。”謝入金闡述了市場(chǎng)痛點(diǎn)，這也是他的團(tuán)隊(duì)切入這個(gè)市場(chǎng)的主要原因。“除少數(shù)龍頭之外，多數(shù)企業(yè)缺乏完善的理論依據(jù)和足夠的實(shí)踐。”
亟需專業(yè)玩家
相比很少出現(xiàn)嚴(yán)重事故的固定支架，跟蹤支架的上限和下限同樣高：優(yōu)秀的支架系統(tǒng)能夠進(jìn)一步提升投資者收益，但由于增加了傳動(dòng)、電控部分，也對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、性能有更高的要求，劣質(zhì)產(chǎn)品不僅不能提高收益，反而會(huì)帶來(lái)更大的發(fā)電量損失。不解決這些問(wèn)題，國(guó)內(nèi)光伏跟蹤支架市場(chǎng)很難迎來(lái)真正的爆發(fā)。
索比光伏網(wǎng)了解到，國(guó)內(nèi)大部分跟蹤支架企業(yè)是從固定支架升級(jí)而來(lái)，但在升級(jí)的過(guò)程中存在盲從、設(shè)計(jì)方案不合理、偷工減料以及缺少如固定支架那樣完善的標(biāo)準(zhǔn)等問(wèn)題。以跟蹤支架的用鋼量為例，每MW30噸-40噸都有，差異高達(dá)25%以上。
最重要的原因是固定支架有成熟的標(biāo)準(zhǔn)體系，但跟蹤支架包括歐美市場(chǎng)都沒(méi)有完善的標(biāo)準(zhǔn)，大部分闡述都標(biāo)注以實(shí)際風(fēng)洞測(cè)試為依據(jù)，這導(dǎo)致央國(guó)企客戶心里沒(méi)底。
而固定支架和跟蹤支架間的產(chǎn)品跨度，又是光伏各環(huán)節(jié)中最大的。這點(diǎn)從人員構(gòu)成角度一目了然：固定支架企業(yè)人員大多來(lái)自鋁合金、鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)制造企業(yè)，而目前市場(chǎng)上做跟蹤支架較好的企業(yè)，其技術(shù)人員很多來(lái)自早期的聚光發(fā)電系統(tǒng)，人才幾乎沒(méi)有太多關(guān)聯(lián)度。固定支架企業(yè)想要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)，要提升的遠(yuǎn)不止拷貝方案那么簡(jiǎn)單。想具備可持續(xù)的競(jìng)爭(zhēng)力，還需要從人才、科技和戰(zhàn)略上夯實(shí)基礎(chǔ)。
在科技方面，曦日與西北工業(yè)大學(xué)合作成立了博士碩士工作站，進(jìn)行AI智能、鋼結(jié)構(gòu)、可靠性等方面的研究，進(jìn)一步為提升可靠性和電站降本做服務(wù)。同時(shí)，為了更契合工業(yè)4.0時(shí)代的新制造體系，曦日在業(yè)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了80%的智能生產(chǎn)比率，每條產(chǎn)線人工相比傳統(tǒng)生產(chǎn)線降低了80%。
跟蹤支架還有很多隱秘差異不容易被業(yè)主察覺(jué)。舉例來(lái)說(shuō)，相同形式的跟蹤系統(tǒng)，龍頭企業(yè)一般選用的電機(jī)輸出力矩為200牛米，部分企業(yè)則使用150牛米甚至100牛米電機(jī)。謝入金說(shuō)，“現(xiàn)在越來(lái)越多的企業(yè)進(jìn)軍光伏市場(chǎng)，從事光伏跟蹤支架業(yè)務(wù)，如果不逐步完善標(biāo)準(zhǔn)和監(jiān)管機(jī)制，提高門(mén)檻，對(duì)行業(yè)傷害很大，對(duì)這些企業(yè)來(lái)說(shuō)也喪失了長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的機(jī)會(huì)。”他指出曾親眼見(jiàn)過(guò)有企業(yè)在項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)用卡尺、拍照等方式量龍頭企業(yè)的產(chǎn)品，隨后照樣子生產(chǎn)。“我們有時(shí)候競(jìng)標(biāo)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，部分企業(yè)的報(bào)價(jià)連正常的原材料錢(qián)都不夠。低價(jià)策略至少應(yīng)該有依據(jù)和原則。”這樣的設(shè)備企業(yè)知其然而不知其所以然，不掌握核心技術(shù)，也給市場(chǎng)帶來(lái)了混亂。
新材料、新算法、新結(jié)構(gòu)：跟蹤支架的自主創(chuàng)新之路
跟蹤支架行業(yè)話語(yǔ)權(quán)長(zhǎng)期被歐美企業(yè)掌握，中國(guó)企業(yè)早年模仿海外企業(yè)時(shí)也曾照本宣科，如學(xué)習(xí)歐洲企業(yè)將跟蹤支架放到0度以增加抗風(fēng)能力，但后來(lái)發(fā)現(xiàn)國(guó)外項(xiàng)目也批量出了事故。因此曦日等中國(guó)領(lǐng)先的跟蹤支架企業(yè)決心走自主創(chuàng)新之路。
為降低初始BOS成本，曦日在目前鋼材價(jià)格瘋漲的情況下，開(kāi)始導(dǎo)入新型玻璃鋼和碳纖維材料，使支架到高強(qiáng)度、低成本的優(yōu)勢(shì)。曦日CTO張欣指出，要想全面獲得客戶在價(jià)格上的認(rèn)可，跟蹤支架與固定支架的每瓦價(jià)差應(yīng)從目前的2毛7左右縮小到1毛5。“電站招標(biāo)組件價(jià)格波動(dòng)都會(huì)達(dá)到1毛錢(qián)，更多投資者已經(jīng)看到目前光照超過(guò)1000小時(shí)數(shù)的地區(qū)，跟蹤支架都具備度電成本優(yōu)勢(shì)，縮小價(jià)差會(huì)讓投資者更樂(lè)于嘗試。”
跟蹤支架的運(yùn)行模式比較復(fù)雜，因此各廠家都在使用AI算法控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)。但是，時(shí)刻完美調(diào)至最佳傾角是否就是最理想的方案?曦日提出在AI算法上，邏輯盡量簡(jiǎn)單，不能涵蓋太多層級(jí)，AI最終還是要控制機(jī)械系統(tǒng)，不能完全脫離系統(tǒng)頻繁的更改。同時(shí)，曦日還對(duì)支架子陣進(jìn)行了精細(xì)化區(qū)分，根據(jù)風(fēng)向風(fēng)速做了不同的抗風(fēng)策略。
此外，在目前行業(yè)熱議的大尺寸組件方面，支架廠商也是痛并快樂(lè)著。
一方面大尺寸組件帶來(lái)更大的陣列，強(qiáng)化了跟蹤支架的優(yōu)勢(shì)，但是同時(shí)也會(huì)增加成本。經(jīng)過(guò)大量測(cè)算后曦日發(fā)現(xiàn)，以目前技術(shù)手段而言，組件尺寸提升到一定程度后，跟蹤支架成本就不再下降，甚至還會(huì)上升。
“以目前的組件效率而言，功率及所對(duì)應(yīng)的組件尺寸，重量超過(guò)某個(gè)限度后，支架成本就會(huì)急速上升。”張欣提出了一個(gè)被行業(yè)一直忽視的事實(shí)：在組件供應(yīng)體系之外，還有個(gè)材料更加常規(guī)、也因此更加難以改變的支架供應(yīng)體系也要隨之更改。“主梁、立柱等跟蹤支架結(jié)構(gòu)件都要重新設(shè)計(jì)洗牌，挑戰(zhàn)非常大。”他希望行業(yè)能夠進(jìn)一步深度融合，互相配合找到最佳的功率段。
曦日還針對(duì)國(guó)際市場(chǎng)居高不下的人工成本做了模塊化和預(yù)裝式構(gòu)件等快速安裝設(shè)計(jì)。“國(guó)外光伏安裝人工成本非常高，工人工資每天200美金以上，所以系統(tǒng)安裝速度對(duì)造價(jià)影響很大。”曦日面對(duì)全球化客戶和全球化競(jìng)爭(zhēng)做了大量的準(zhǔn)備。通過(guò)預(yù)留孔位接口、模塊化安裝、新型緊固件設(shè)計(jì)及降低緊固件整體用量等技術(shù)比常規(guī)節(jié)約30%的安裝時(shí)間。
可以看出，中國(guó)光伏跟蹤支架的頭部企業(yè)對(duì)于整體設(shè)計(jì)思路有了更深刻的理解，逐步擺脫了對(duì)歐美企業(yè)的盲目學(xué)習(xí)，開(kāi)始自主探索技術(shù)道路。曦日的技術(shù)團(tuán)隊(duì)在跟蹤支架研發(fā)方面摸爬滾打多年，聯(lián)合高校的科研實(shí)力，開(kāi)展了系統(tǒng)頻率與阻尼比實(shí)測(cè)，控制算法更新等研究，同時(shí)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，不斷優(yōu)化。謝入金認(rèn)為，中國(guó)光伏跟蹤支架企業(yè)會(huì)慢慢在全球市場(chǎng)發(fā)出聲音并終將拿到話語(yǔ)權(quán)。