光伏支架作为光伏电站的“骨架”,发展至今,据数据统计,2021年,全球太阳能跟踪器出货量超过51GW,同比增长12%。预计2022年至2030年期间将超过660GW,代表着有600亿美元的机遇;到2030年,年安装数量将达到70GW-90GW。如此大的安装市场,促使光伏跟踪支架的应用市场大幅提高。
2月22日,由国际能源网、国能能源研究院、光伏头条、储能头条主办的以“新能源 新系统 新生态“为主题的“第七届中国光伏产业论坛”在北京隆重举行。会上,中信博风工程研究院院长、博士陈昌宏做了主题为《大基地时代的跟踪系统解决方案》的演讲。针对目前更多光伏大基地项目的推进,在光伏支架市场尤其是跟踪支架方面需要哪些技术的支持与推进,陈昌宏博士向我们做了重要汇报。
中信博风工程研究院院长、博士陈昌宏
跟踪支架风洞测试很有必要
首先是风洞测试。陈昌宏博士认为,风洞测试在跟踪支架设计过程中是非常有必要的。
陈昌宏博士表示,有很多光伏支架厂商在项目现场经历过强风给支架带来的灾难性问题,其中,支架设计有主梁单管设计、圆管设计或方管设计,但都出现了被强风破坏的问题。因此,在支架产品设计定型前做风洞实验进行计算验证是非常有必要的。
同时,由于目前在光伏行业中有关光伏支架的设计没有严格的规范标准,因此我们需要利用风洞测试来解决我们在设计过程中面临的问题。如跟踪支架在气洞中的气动稳定性,真实的风压系数,以及低风速下涡激共振和大风速下颤振失稳等一系列复杂问题。通过测试,从而提出应对策略,为合作伙伴提供更加可靠的整体解决方案。
除此之外,我们还需要注意风洞试验对光伏支架风荷载的影响问题。目前,大多数人往往都认为跟踪支架是一个刚性结构,但实际上它是一种细长型半刚性结构,大多安装于阳光充沛的野外空旷地带,自然环境条件多变,极易受到强风的影响。
因此,陈昌宏博士建议,在进行风洞测试过程中,我们有必要去建立一个光伏行业的风洞测试信息数据库,为后续光伏行业中设计支架产品的厂商提供宝贵的基础设计参数,进而指导产品研发和产品结构设计验证,保证光伏支架设计的安全可靠稳定。
据了解,在2021年9月6日,中信博正式成立了属于公司自己的风洞实验室,该实验室的落成使中信博成为全球首家拥有风洞实验室的光伏企业。
数值风洞CFD+GIS技术助力行业降本增效
随着光伏发电技术发展,光伏电站用地也在向着坡地、沙地进发,对光伏支架的选型提出了新挑战。对此,中信博推出数值风洞CFD+GIS技术。
关于数值风洞CFD+GIS技术,陈昌宏博士介绍到,GIS是三维地理信息系统。在我们实际的光伏电站场景中,譬如不同位置的山峰顶、山谷底,风速会呈现出不均匀的大小,我们很难估计出风的大小。但是通过利用数值风洞CFD+GIS三维地理信息系统,将Google地图导入到数值风洞中,我们便能获取到风的大小数值。数值风洞可以将风能降到0.63,最低至0.37。
陈昌宏博士进一步指出,数值风洞CFD计算中心还能够对光伏跟踪支架的稳定,及风的大小数值响应做出全面分析,特别是该套技术能够对复杂地形和大跨度的农光互补场地大支架,做到精确的风速响应,进而保障跟踪支架在强风作用下的安全性和稳定性,从而提升光伏电站收益,助力行业降本增效。