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隨著光伏組件迅速進入到了600W+時代，尺寸和重量增加對跟蹤支架帶來了更嚴苛的挑戰(zhàn)。

相較于常規(guī)跟蹤，適配600W+的智能化跟蹤支架需要在哪些方面做技術(shù)升級和加強測試？4月15日，在《中國光伏市場開發(fā)論壇》上，天合跟蹤支架全球事業(yè)部研發(fā)負責人全鵬做了詳盡、專業(yè)的分析。

全鵬介紹到，支架最常見的失效模式有多種，比如靜力失效，方管立柱的強度破壞，螺絲孔撕裂等；風速過大時，支架發(fā)生的顫振、渦振、弛振對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞，以及疲勞破壞，螺栓松動等。

總結(jié)來說，超高功率組件帶來的跟蹤支架長度、寬度、高度顯著增加，對跟蹤支架提出了五項關(guān)鍵的挑戰(zhàn)。

一、組件尺寸增大對檁條設(shè)計的挑戰(zhàn)

檁條是連接組件和支架的連接件，隨著600W+組件尺寸的增大，大組件的變形和載荷過大的問題對檁條設(shè)計提出了更高的要求，這要求適配600W+支架檁條在設(shè)計和材料上非常注意。天合跟蹤在設(shè)計支架結(jié)構(gòu)的時候，會與210組件進行100次以上的機械載荷測試，來保證組件與支架安裝的可靠性。

二、支架所承受的靜態(tài)風荷載增加

支架所受到的靜態(tài)載荷，包括風吸/壓、風扭，和組件的面積、長度成正比關(guān)系；同時組件變大會導致組件中心的位置變高，這會增大來流風速，也會增強地面效應(yīng)，使支架局部受到的靜態(tài)風荷載進一步增大，總而更容易產(chǎn)生靜力失效。

三、支架振動響應(yīng)(DAF)增大

風對支架的影響不僅體現(xiàn)在靜態(tài)風載荷，還體現(xiàn)在支架的振動響應(yīng)上。一方面組件面積的增大使組件受到的氣動力和氣動力矩增大，從而支架結(jié)構(gòu)更容易發(fā)生顫動；另一方面大組件質(zhì)量的增加導致了支架單位長度轉(zhuǎn)動慣量的增大，大組件寬度增加也導致相同組串數(shù)時支架自由扭轉(zhuǎn)長度增加，從而降低了支架的扭轉(zhuǎn)固有頻率。

當固有頻率降低時，支架的振動響應(yīng)會進一步增強。對于支架的結(jié)構(gòu)計算來說，這種振動響應(yīng)會用通過動態(tài)放大系數(shù)，也就是DAF來反應(yīng)。這通常是一個大于1的系數(shù)。因此，當振動響應(yīng)增大時，支架所受的等效靜力風荷載也會隨之增大。

四、臨界風速大幅降低

臨界風速是指保證支架不發(fā)生顫振和大幅振動的最小風速，臨界風速降低，支架更容易發(fā)生大幅扭轉(zhuǎn)振動與風致失穩(wěn)。風致失穩(wěn)及載荷過大導致的風致破壞，是目前跟蹤支架結(jié)構(gòu)失效的主要原因。

五、如何實現(xiàn)雙面組件最大化發(fā)電量增益

面對大尺寸雙面組件，跟蹤支架的設(shè)計需要重點考慮影響發(fā)電的關(guān)鍵要素，如氣象條件、地勢條件、中心軸高度，檁條高度，主軸尺寸，地面反射率，排間距，中央間隙等，來爭取實現(xiàn)雙面組件的最大化發(fā)電量。這需要基于光伏發(fā)電量模型，從結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計和算法方面進行技術(shù)研究。

風致破壞，如何破局？

對于以上一至四項，可以總結(jié)為大組件應(yīng)用下更容易因為風致破壞(靜態(tài)破壞和動態(tài)破壞)導致跟蹤支架結(jié)構(gòu)失效。

跟蹤支架企業(yè)需要從更優(yōu)的設(shè)計、更嚴苛的測試標準、大組件與跟蹤支架的匹配度測試等方面進行改進，加強跟蹤支架的可靠性。如何破局？全鵬在會上分享了天合跟蹤的研發(fā)經(jīng)驗。

在風荷載問題上，由于現(xiàn)行的標準都是基于高層建筑標準，并不適用于以扭轉(zhuǎn)模態(tài)主導的跟蹤支架結(jié)構(gòu)。所以天合跟蹤與CPP，RWDI等權(quán)威風工程咨詢機構(gòu)合作，獲取關(guān)鍵抗風設(shè)計參數(shù)，建立公司級風荷載數(shù)據(jù)庫，建立適合光伏系統(tǒng)的風洞試驗?zāi)芰?，從而?yōu)化設(shè)計，提升跟蹤支架產(chǎn)品的可靠性。

同時，天合跟蹤還建立了自己的部件級仿真實驗室，針對產(chǎn)品的特殊環(huán)境中的應(yīng)用進行相應(yīng)的力學性能和環(huán)境耐久性測試。更值得一提的是，天合擁有PVST光伏科學與技術(shù)國家重點實驗室及超16GW的600W+大組件出貨經(jīng)驗累積，使得天合跟蹤有機會進行系統(tǒng)性適配性測試和實地數(shù)據(jù)分析，為跟蹤支架的可靠性和設(shè)計優(yōu)配性提供了保障。

軟件算法如何讓雙面組件實現(xiàn)發(fā)電量增益最大化？

天合跟蹤在智能算法方面處于全行業(yè)的領(lǐng)軍地位，致力于開發(fā)出跟蹤支架的最大價值。常規(guī)天文跟蹤在全球大部分地區(qū)發(fā)電量較固定支架高10%以上，而天合智能跟蹤算法(STA)和智能逆跟蹤算法(SBA)可以在此基礎(chǔ)上進一步挖掘跟蹤系統(tǒng)發(fā)電潛力。

STA可使組件在陰雨天氣時智能計算最佳組件傾角，使組件接收更多的散射輻照，這樣即使在陰雨天，智能算法也能保證每一時刻的光伏電站都處于最大發(fā)電量的狀態(tài)。

SBA在復雜地勢，比如帶有坡度的場景下提高發(fā)電量非常明顯。在坡度的地形下，常規(guī)逆跟蹤無法實現(xiàn)理想的效果，而SBA通過微遮擋逆跟蹤模型，獨立控制每一排支架，來減少遮擋和漏光現(xiàn)象，從而提高坡地光伏的發(fā)電量。

天合與CGC做過為期一年的實證測試，數(shù)據(jù)顯示，使用智能算法會使光伏全站級發(fā)電量比常規(guī)天文跟蹤系統(tǒng)再高出3.06%。