近日，某省農業農村廳發布的“農光互補”項目新規在行業內引起了廣泛關注。新規中明確要求，單位面積產品不低于周邊作物產值80%，農業不可用區域面積占比低于10%。這也意味著，農光項目將更加注重“光”與“農”的平衡，保障光伏發電的同時，最大化農業用地的利用價值。
在光伏設備中，除了逆變器、匯流箱、電纜等必要設施外，光伏支架樁基所占用的土地面積較大，并且其周邊往往無法用于農業耕作，造成農業不可用區域面積較大。
直擊痛點，柔性支架備受關注。據測算，農光項目若采用柔性支架，農業不可用區域面積占比僅0.59%。除此之外，柔性支架還可契合更加復雜地形，由此近年來頻繁出現在各大央企的采購清單上。
拓寬光伏應用場景
歷經二十余年的光伏開發熱潮，“大、平、寬”類型光伏建設用地日益稀缺，特別是在基本農田紅線、生態保護紅線以及城鎮開發邊界控制線等多重限制下，光伏項目的土地供給不足問題愈發顯著。相對有限的土地資源，讓行業將視角轉向了山地、丘陵、灘涂等更具挑戰性的應用場景。而充分利用復雜地形，正是柔性支架的看家本領。
據悉，相比于傳統固定支架，柔性支架在應對山地、丘陵等復雜光伏地形時，不僅有效解決了基礎施工難度大、基礎投入大、施工周期長以及支架難以適用等難題，而且顯著減少了因地形不平整導致的陰影遮擋問題，從而保證了光伏發電的效率和性能。
更為關鍵的是，柔性支架通過按地形細致的布置，結合柔性支架對適用地形比較大的適用性的特點，顯著提升了單位面積的裝機量。以1000畝土地為例，傳統固定支架僅能安裝約60-70MW的組件，而采用柔性支架，布板量可提升至80-90MW，實現了約30%的增容效果，某些山地項目，由于紅線較規整，其增容比例可高達到40%-50%，且基于不同場景柔性支架對比傳統固定發電效率可提高1.5%-3%。
同時，得益于柔性支架“大跨距、高凈空”特點，板下空間內的機械化施工幾乎不受影響，能夠很好與農業、林業、漁業等有機結合，在光伏電站發電的同時可高效復合利用土地，有效增加單位土地面積的產值，推動經濟效益與生態效益的協調發展。
除最大化提升土地空間利用率之外，漁光互補柔性光伏支架系統樁基數量少，最大限度減少施工對環境的擾動。同條件下，相比傳統固定支架，能節省鋼材和樁基成本，且預裝性強，可快速架設，節省了大量的安裝時間和施工成本，進而大大降低光伏電站綜合投資成本。柔性支架作為光伏領域的創新產品，其架技術已歷經了三次迭代。
最初的一代柔性支架設計主要圍繞組件單排橫置安裝在兩根鋼索展開，但由于其完全依賴鋼絲繩作為支撐，沒有任何抗風或者減振措施，基于索結構會發生風振的特點，故無法保證光伏電站系統的持久性和可靠性。
隨后，第二代柔性支架以組件單排豎置安裝在兩根鋼索的結構亮相，它采用鋼絞線作為支撐，并通過施加足夠的預應力來確保光伏組件在外部載荷下的穩定性和安全性。這一創新設計顯著提升了光伏陣列的穩定性和安全性，迅速在光伏電站建設中得到了廣泛應用。
然而，隨著技術的深入應用，二代產品也暴露出了一些技術挑戰和潛在風險。例如，雙索承重結構在平面外的抗扭剛度相對較小，可能導致高風載條件下的整體結構穩定性受影響。
由此，第三代產品應運而生，如行業首家國家級高新技術企業——深圳安泰科的ATEC擎天晴索網柔性支架，其采用“上承式懸帶橋”設計原理，通過三角撐提供豎向荷載支持，并通過增加橫向穩定桁（索）架將單排組件南北方向上連接成整體。橫向穩定桁（索）架由上下貫通鋼梁（索）組成橫向穩定系統，顯著提升了系統在風作用下的穩定性。
業內人士指出，第三代柔性支架在設計上巧妙地規避了大風帶來的震顫對系統可能造成的破壞，并成功解決了前兩代產品變形難以控制、組件因扭曲和碰撞導致的隱裂問題，真正為柔性支架的大規模應用鋪平了道路。
目前，新一代ATEC擎天晴索網柔性支架已通過多種極端工況測試，可以在30至45米的大跨度情況下保證組件不會發生破壞性的風致振動，同時積累了大量的應用經驗，保證柔性支架立柱可以靈活地設置，不受坡度，角度、地形、地面高度等問題的影響。ATEC擎天晴索網柔性支架高度范圍為1至8米，能夠在不破壞原始地形、不影響土地原使用功能的前提下，實現“漁光互補”、“農光互補”、“林光互補”、“牧光互補”等多種應用場景，從而大大拓展光伏的用地領域，解決某些場景不宜用于或者無法用于光伏電站建設的問題。ATEC擎天晴索網柔性支架技術已經攻克了大坡度、大跨度的技術難題。在云南永德縣小勐統鎮的項目中，深圳安泰科團隊成功克服了地形復雜、坡度陡、山路崎嶇等難題，在超過60°的絕壁上成功架設起ATEC擎天晴索網柔性支架。同樣，在海拔高達3000米以上、坡度超過35°的撒永山光伏電站項目中，深圳安泰科團隊不斷探索，為當時全國范圍內海拔最高、坡度最大，跨度最大的山地柔性光伏項目提供了樣板方案并成功的如期并網發電。
獨特且顯著的優勢讓ATEC擎天晴索網柔性支架贏得了市場的廣泛認可。2024年以來，在三峽青口鹽場450MW漁光互補項目、東磁電建連云港650MW漁光互補項目、大唐天津寶坻漁光互補項目……都能看到ATEC擎天晴索網柔性支架身影。連續承接大體量的柔性項目，不僅體現柔性支架技術在各大項目中應用規模的不斷擴大，同時也彰顯了ATEC擎天晴索網柔性支架強大的市場滲透力和適應性。
最新市場數據也印證了這一點，2024年上半年，深圳安泰科柔性支架出貨量已突破2GW，市場占有率高達四成以上，其項目的足跡遍布云南、江蘇、甘肅、浙江、廣東等多個省份。
沖破“爭議”
柔性支架正逐步獲得市場認可，然而當前柔性支架技術正處于不斷精進與行業標準修訂的關鍵階段，許多企業涌進這一領域，導致市場上出現了第一代、第二代和第三代產品混雜，各種結構方案并存、侵犯專利的現象時有發生的復雜格局，不僅給電站的安全性帶來了嚴重威脅，同時也阻礙了行業的健康發展。有業內人士指出，即便是第三代產品，其中也不乏結構設計不合理，未經風洞測試仿真測試驗證的方案，一旦這些支架出現故障，其不可重塑的特性，使得補救措施極為有限，從而導致極為慘重的損失。對于柔性支架這類大跨度結構而言，大風是導致支架結構破壞的主因。我國地域廣闊，氣候多樣，大風天氣頻繁且成因復雜，光伏電站不可避免地要面對大風天氣的挑戰。根據中國氣象報社的報道，青藏高原的年大風日數高達75天以上，內蒙古中北部與新疆西北部的大風天數也超過了50天，東南沿海及其島嶼同樣頻繁受到大風侵擾，年大風日數多達50天以上，且這些地區還常受太平洋氣流影響，遭受臺風等極端天氣的侵襲。今年以來，云南、山西、山東等省份的相關光伏電站遭受了強風侵襲，導致部分安裝柔性支架的電站出現組件扭曲、碰撞，甚至支架垮塌的事故發生。當然，也有項目在大風考驗中表現出色，如廣東能源茂名茂南公館鎮的光伏復合項目，該項目位于臺風頻繁且直接沖擊的區域，2023年面對“蘇拉”和“海葵”兩大超強臺風的嚴峻挑戰時，其柔性支架系統的基礎、鋼結構、主索等核心部分均穩固如初，成功抵御了14級臺風的沖擊，項目中所采用的正是深圳安泰科提供的ATEC擎天晴索網柔性支架。
據了解，針對大風壓環境，深圳安泰科對每個型號產品都進行了嚴苛的風洞試驗，確保柔性支架搭載組件結構在強風環境下的穩定性。同時，深圳安泰科與湖南大學、中南大學以及國內外知名的風洞實驗室和風工程研究中心緊密合作，對光伏支撐系統系列產品進行了深入的剛性測壓試驗、動態參數分析以及氣彈穩定性等多方面的研究。目前，深圳安泰科在該領域的研發投入已接近3000萬元，通過一系列風洞實驗、現場和實驗數據的積累，以及樣架測試的大數據分析，為支架的持續優化和升級提供了堅實可靠的科學依據。
風荷載之外，設備腐蝕防護也是眾多業主關注的焦點。柔性支架大多應用于山地、沙漠、水面等環境惡劣區域，所承受的腐蝕程度遠超一般環境。因而，安泰科擎天晴索網柔性支架在設計生產階段，便針對懸索、錨具、夾具等主要結構部件進行了精密的防腐處理。在水面魚塘、沿海灘涂等對防腐要求高的環境中，采用了外部包裹聚氯乙烯護套、內部填充環氧樹脂的創新方法，來提升支架的抗腐蝕性和耐久性。
崇明陳家鎮100兆瓦漁光互補項目便是一個典型案例，項目東臨東海、南靠長江，對支架的抗腐蝕性提出了極高要求。深圳安泰科團隊充分考慮當地環境，采用PHC管樁結構作為立柱，結合熱鍍鋅防腐技術，對原材料和熱鍍鋅參數進行了精細調整，成功滿足了防腐需求，為項目提供了持久穩定的保障。
一系列項目案例證明了新一代柔性支架在復雜場景中的必要性和可靠性。隨著國內土地資源日益稀缺，西北的沙漠戈壁、西南的山地丘陵，以及東南沿海的灘涂地帶，正逐漸成為地面光伏建設的重中之重。無疑，柔性支架正迎來發展的春天。
來源：北極星太陽能光伏網
作者：桑桑
