计翔：新形态下的“土地+光伏”

编者按：2023年9月12-14日，以“绿色 持续 共生 向新”为主题的“第五届未来能源大会”在江苏常州武进召开，本次大会由中国能源研究会与中国能源网联合主办。会上，通威新能源工程设计四川有限公司市场开发经理计翔发表了《新形态下的“土地+光伏”》的主旨演讲。

以下内容根据论坛演讲实录进行整理。

计翔：非常荣幸，首先感谢主办方，我来自通威新能源设计四川有限公司，今天的演讲主题是新形态下的“土地+光伏”，首先我们要解释一下什么是“新形态”，后面再讲一下什么是“土地+光伏”。

首先有一个背景，这个背景无数的专家或者是领导强调过很多次，基本上整体来说今年光伏装机的新增速是在120GW甚至是140GW的速度增长，但是有一个问题，有可能这个数据统计的比较早，但是现在还是没有突破的一点，就是光伏单位装机的面积远远高过火电的，虽然整体的功率有增加，但是整体的占地面积还是超出这两种新能源，包括传统能源。

面对全球的气候变暖，以及最近中国也发生了很多台风等等一些自然灾害，整体的气候还是比较异常。这个数据是前段时间光伏协会提到的整体各大国外的机构预测，全球的装机量也会有7%的增长，放到国际，其实国际上的光伏土地也不够用，别说中国了。

再说回国内，如果想满足这么大的装机量，大部分的情况，也就是现在提到的海上光伏，海上风电，但是很现实的一个问题，现在的大西北基地我们首先要面临两个问题，第一个问题是就地消纳，还有一个是远距离输送。如果这两个问题得不到有效的解决，西北大能源基地建设起来的进度是非常缓慢的，这就是为什么说现在很多的地方在提光伏+的概念。如果你用光伏+，就意味着很多的坑塘水面等等都需要架设光伏。

很尴尬的一点，现阶段很多场景，如果用传统的固定支架是不够满足现在的安装环境，所以这就是为什么说柔性支架在今年包括去年下半年非常火爆的根本原因就是解决了场景的应用。再说回柔性支架这套系统，最早是源于桥梁结构，大家看到传统的柔性支架体系基本上左边这张图单层的索网，本身是单层索结构，现在的组件远远超出原来的25公斤，已经达到了34公斤甚至是37公斤，其次这种单层索网前后南北排没有得到有效的连接，所以抗风能力很差，虽然地形的适应能力好造价便宜，但是毕竟整个光伏电站使用周期是25年，这是不可能变化的，所以在25年有效寿命里面抗风能力和整体的寿命是有一定问题的，我们要打个问号。

通威通过一年的研发时间研发出了V型双层索系结构，这个我们重点后面再介绍，通过一个三索结构将力学很好的分摊到下部的承重索上，整体受力非常合理，跨度更大，抗风能力更强。

我们知道柔性支架是属于新的产物，跟漂浮式是一个道理，因为新产物出来总会面临很多的问题，比如说刚刚提到的一点，本身柔性支架属于风敏感的结构，微风情况下抗风做的不好，左上角(PPT图)6级、7级的风组件就荡起来了，这个对组件非常致命的，8级以上的风，如果做不好这套系统会造成整体的扭转风险，就导致整体光伏大面积倒塌。这里还诞生了什么问题?组件和索的连接节点做不好，整体来说组件的边框有一定的撕裂风险，再其次就是节点事故和基础故障，这个是低级的在设计阶段做不好的问题，因为柔性支架确实现在来说没有一个很明确的行业标准或者是国家标准，这是面临的问题。

通威通过收集了以上的问题以后，研发出了一套可以说是现阶段非常完善和成熟稳定的产品，三索方案的V型索网结构，整体通过上面两张索，整体力学会有很好的分摊，同时通过PHC桩进行有效的施工，这样预装性和施工周期都大幅缩短。研发方面基本上可以看到这条时间轴，我们用了一年的时间都是在理论研究包含仿真甚至是风洞实验，不惜花费众多的实验做风洞实验的原因，就是通过风洞实验了解整套系统的结构的极限是在哪里，包括整个结构的优化点。

通过一年的实验，我们在2019年的时候建立了第一个电站，天津杨家泊1.6兆瓦，我们作为上市公司整体步子迈的比较小比较谨慎，2020年我们做了2期19GW，还有常德22GW，紧接着2022年迈开步伐，基本2021年完成了两个百兆瓦级电站，台山和天门，今年整体的迭代，包括柔性支架产品的迭代，还有一些组件匹配性的实验。

说一下优势：

第一点优势，整套系统是做了1：10的比，这个是非常难得的，整体花费比较大，包括做了不同的倾角360度来风，在30级风的情况下整体阵列不会发生任何扭转的风险。

第二点优势，我们现阶段做了大量的实验电站还有自持的项目，现在能做到的最大跨度是60米，在天门的电站基本上可以做到百兆瓦的管桩数量减少到45根，对比固定支架大概是在230—260根左右，可以说效果非常明显，最大净空做到了10米。

第三点优势，我们通过三索将力学很好的进行分摊，我们可以做到近似0挠度，中央区域基本没有下限，肉眼看到是水平线上，肉眼看到阵列美观干净，第二点因为我们知道光伏组件有一定的倾角，所以对背面来风的抑制能力非常好，避免了组件安装不一致导致的电流失配。

第四点优势，V型撑杆是上下连接，南北排通过X型的撑杆将南北排的整体阵列连一起，形成了联系以后就有非常大的震动抑制，最大减震达到98%，红色这条线就是通威的产品，整体的抑制效果非常好，基本上是在很小的幅度范围内，这个带来的结果是小风的情况下，整体的支架阵列是看不到肉眼的晃动，8级以上的风可以很快的抑制住风带来对组件的风险，保证25年高效的使用周期。

第五点优势，这是最重要的一点，保证安全和稳定的一点，我们通过结构合理的设计规划，保证了我们有将近60%的冗余空间应对极端的气候，因为我们知道像台风区，这种风最近的风都可以达到17级及以上，这种风还是比较可怕的，我们留有了很大的冗余空间。好比是橡皮筋，在橡皮筋极端绷紧和稍微绷紧的情况下两者寿命不一样，这样也会大大提高整体阵列，包括索的使用寿命。

第六点优势，再说一些细节，包含了一些索，我们的索体是用的钢绞线，但是每一根芯外面包裹的环氧树脂，外面包裹一层PE做的整体耐厚性，非常重要的所有的连接节点，我们在索头这一块使用的是挤压铆并不是夹片铆，整体的阵列在来风的情况下会有风息和风压，风息下部索会失去一定的力，一体成形的可以避免脱铆风险的，连接节点是系统寿命的关键，这个基本上在每一个部件上都使用了不锈钢甚至是铝合金的材质，提高整体的寿命。

第七点优势，剩下每个结构部件都经过难得的实验和简单的数字模拟。

第八点优势，整个阵列是可以做到在线监测的，可以在后台远程监测整体索的变化，甚至做到整体事故的预警。

第九点优势，很多人都会提出来，我的组件在柔性支架的匹配性上到底有没有问题?尤其是大风压的地区，像广东、福建这些省份，我们跟中南大学联合推出了两个实验，第一个激振实验通过当地的风压取值经过合理的换算，换算出正负频率，再做200万次的模拟振动，看边框和索连接的索扣或者是压块，这个东西是否发生损坏，甚至是怎么样来检测可靠性?再其次是告诉风洞隐裂，正反面达到45米每秒的高速的风压吹，通过这两种实验保证柔性支架跟不同品牌的组件在柔性支架系统上面的匹配性。

第十点优势，整个柔性行业确实现在来说百家争鸣的状态，我们作为柔性支架的相当于领军行业，我们也想规范这个市场，通过制定相关标准，就联合了很多高校，包括中南大学风工程，哈尔滨工业大学索结构，东南大学结构力学这一块，包括一些外面的柔性厂家联合去年年底成功发布了《光伏柔性支架与安装技术导则》，我们也想借此规划市场的合理化，让人们知道怎么样选购一款和柔性支架，怎么样的才算优秀的柔性支架，包括后面也会跟ICE做一些国际标准，这个是后续的一些工作。

简单讲一下解决方案，尤其是渔光一体怎么样有效的结合养殖和光伏发电?主要是做好四性，如果把这四性解决好，如果有相关的意向可以跟我后面联系，对于养殖的便利性，整体阳光的散射，水体和氧的交换都好于传统的固定支架，这个是渔光一体项目上不可避免的很大的优势。

我们在渔光一体标准上，因为我们很早在2015年做渔光一体的概念，我们跟渔业部门和光伏发电企业联合把渔光一体作为标准往前推，今年已经在四川省发布了地方标准，今年也在积极申报一些国家标准。

这个展示的是成都新津，本身是一个农业博览园，主要是作为一个展示项目，下部结合了养殖，上部结合了光伏发电，右下角白色的小楼是配套了一些产学研的项目，所谓的“三产”可以科普一些知识，第一产业养殖，第二产业光伏发电都可以做有效的科普。

再给大家汇报一点柔性支架比较意思的一点，对比固定有一定的增发现象，这个是联合的南德做的测试，为什么有增发?整体来说大跨度和高净空保证组件上下空间的空气流通速度，对比固定的光伏组件支架有2度以下的温度降幅，会造成2%—3%的增发，随着环境温度的升高效果更明显一些。再其次就是大家比较关心的对于风的抑制，最早的天津杨家泊项目基本上是在11级风的情况下没有任何的问题，最近在今年的5月份，在湖北天门项目也是经历了12级台风现场没有任何问题。

我们通威本身也是在做自持电站，装机规模是3.7GW，其中也包含了一定柔性支架，柔性支架电站现在来说应该也是全行业做柔性支架规模最大的一个公司，大概是做到了1.4GW，这里重点说我们有3个将近百GW级的柔性电站，这个是其他家都没有的规模。

这个是最早的渔光一体电站，还是固定式。区别是什么?如果做固定为了兼顾养殖整体的建筑面积跟柔性支架是鲜明的对比，柔性支架可以做到基本上鱼塘的满铺并不影响养殖可以做到整体的满铺，最南是广西东兴是离海比较近的电站，左上角就是海岸线。最北做到了黑龙江肇源，通过装机少，打桩深度很深，避免了北方地区零下30多度冻土层导致冻胀的风险，我们整体的柔性电站不存在这种风险。

剩下的是百兆瓦级的电站，广东台山也是收录到国家名录里面的示范性电站，还有对外的项目海南文昌项目，柔性装机45GW，单体最大的湖北天门500GW的电站，简单的就说这么多，最左边是我的微信，如果大家有兴趣可以加一下，谢谢!