与固定支架相比，跟踪支架能提高10-25%的发电量，是提升光伏发电能效、降低度电成本的重要技术发展方向。 近年来，随着光伏需求的增长以及跟踪支架性价比的提升，全球跟踪支架出货量和渗透率呈现快速增长。中国跟踪支架市场目前虽然落后于全球平均水平，但随着本土化跟踪企业的崛起、技术的成熟，未来市场空间还是很广阔的。据2月16日中国光伏行业协会主办的“光伏行业2022年发展回顾与2023年形势展望研讨会”中分析到，中国有望到2027年成为全球第三大跟踪支架市场。 在盒子的往期文章《我们这十年｜十年铸就中国光伏“脊梁”！》中，回顾了中国跟踪支架产业从落后于欧美，到逆袭为我国光伏开发重要产业的十年光辉历程。文章发出后得到了很多行业同仁的阅读与留言。 也有不少小伙伴私信，对跟踪支架尚不太了解。如：“一块金属钢板是如何变成光伏支架的？”“跟踪支架的可靠性如何体现？” 别急，盒子团队将这些问题汇总后，亲自去了一趟常州的天合跟踪制造中心一探究竟。快一起来看看吧！ 一、“真正能追着太阳走”的光伏支架 在天合跟踪制造中心的展厅，产品经理郭琦听到“一块金属板材是如何变成光伏支架的”这种说法后，有些忍俊不禁。 “大家肯定是固定支架看多了，只看到了钢板。实际上跟踪支架除了钢结构，还有驱动系统、传动系统、电控系统、甚至跟踪算法，复杂着呢！” 在他的带领下，盒子第一次近距离接触了一套“真正能追着太阳走”的跟踪支架。 “这是一套标准的跟踪支架，主要包括立柱，主梁和檩条，俗称跟踪支架的三大件。它们由紧固件、连接件紧密地连接在一起，最终通过驱动系统，旋转到一个最佳的角度。”郭琦向盒子进一步介绍到，“电控系统是整个跟踪系统的核心部件，控制着跟踪支架的转动角度，天合采用自主研发的智能跟踪控制器（TCU及NCU），以确保跟踪支架运行的稳定性。” “跟踪支架对所在极端天气下的保护策略，智能跟踪算法，全都需要通过TCU和NCU执行，非常重要。” 那么跟踪支架又可以分为哪些型号呢？现场我们了解到，跟踪支架可以分为单轴和双轴，单轴又可以分为平单轴、斜单轴，以及带倾斜角度的平单轴。其中，平单轴跟踪支架稳定性最高、技术最成熟、应用最广泛。 郭琦向盒子介绍道：天合跟踪主打的就是平单轴跟踪支架，包含开拓者1P和开拓者2P两种产品。1P主要采用单块组件竖装的形式，特点在于离地高度较低，但是全长较长，适用于戈壁、沙漠、荒漠等特殊场景。 2P则是由两块组件竖装，弦长非常大，可以达到5米左右。它的特点是单排跟踪支架的装机容量非常高，更适用于农光互补、渔光互补之类的高支架光伏项目。 站在又高又宽的2P支架下，盒子几乎是条件反射地甩出了一个问题：它们会不会容易倒啊？ 郭琦表示：“这个问题太多人问了，因为这也正是很多客户所担心的。我们来看一下开拓者2P。从侧面可以看到，支架的推杆、摆臂和立柱是形成了一个三角形结构，很稳定。另外2P还搭载了多点驱动系统，全长可达68米， 主梁上设置了4个（外围排）或3个（内围排）驱动点。这样设计可以将主梁的受扭长度分割成多段，显著降低扭矩峰值，进而提高支架的抗扭承载力和气弹稳定性。不仅如此，开拓者2P还特别搭载了天合跟踪的专利技术——多级保护，在高达55米/秒的极端风速环境中，依然可以稳定运行。 二、工厂内部 见识了跟踪支架的诸多“黑科技”后，盒子团队进入了天合跟踪制造中心工厂的内部，没想到在这里，又是一次大开眼界！ 据了解，天合在西班牙和常州都设有制造中心。常州支架工厂主要进行结构件的生产，包括方管、檩条、钣金连接件以及跟踪支架的大脑：TCU和NCU控制器。 一进入工厂，大量的自动化设备正在工作，忙碌中透着井然有序！看着让人心里非常舒适。 在激光加工区域，天合跟踪制造中心甄文志介绍到，激光切割单元自动化多列料库与MES系统联动，保证正确的材料自动送入激光切割单元中，确保产品的质量的同时，减少不必要的过程搬运浪费。 来到200多米长的方管加工产线前，盒子说实话有点疑惑：钣材也要先洗个澡再上产线吗？ 天合甄工赶忙把盒子团队跑偏的思绪拉了回来：这不是在洗澡，而是在利用特别配置的液体，给金属材料冷弯成型，同时进行润滑和降温，保证成型的高稳定性和可靠性。 在观摩了方管的高频焊接工艺后，盒子很快又学到了一个新词：“涡流探伤”。 “它的原理简单来说就是，用电磁线圈在方管表面产生涡流，在遇到焊接缺陷时，涡流就会发生变化，我们通过在线实时探测这个涡流的变化来发现焊接缺陷。”天合甄工介绍道。利用这种非接触式的方式进行探测，不但灵敏度更高，还能避免损伤工件。 据了解，工厂的这条方管加工产线也是目前国内自动化程度最高的产线，制管、冲孔、生产、码垛、打包，全部都是自动化完成的。 不得不说，参观这样的一条智能化生产线，盒子仿佛是置身于一场现代人类智慧的“秀场”。从“制”造到“智”造，是我们在漫长的造物实践中，凝结的宝贵的思想财富。 三、两大测试基地 与固定支架相比，跟踪支架的制造涉及驱动、传动、电控、以及跟踪算法等多个方面，技术含量更高的同时也意味着更多的潜在风险点。那么该如何保证产品的可靠性呢？答案就是层层严苛的测试。 早有耳闻，天合跟踪制造中心有室内、室外两大测试基地，常州此行，盒子团队是也去参观了一下。 走进室内测试基地，各种针对跟踪支架核心部件的标准测试有序运转着。 天合跟踪结构研发强生官博士介绍到：“室内测试基地主要包含两个平台，一个是环境加速模拟测试平台，主要是根据项目地的环境等级来验证零部件的环境适应性和耐久性。另一个是机械与力学性能测试平台，主要是验证零部件的机械性能和力学承载力。” 在环境加速模拟测试平台，可以模拟极限温度和极限湿度两种环境。这是因为高（低）温高湿的环境，对于跟踪支架的控制器、推杆、减速机、轴承等电器零部件并不友好，因此这类的测试是必不可少的。 同理还有紫外老化试验，通过模拟阳光中的紫外线对支架的轴承材料、POM等塑料件的老化影响，来保证跟踪支架在25年的使用寿命中，它的材料和初始设计时的性能参数是一致的。 最让盒子感到吃惊的是针对金属部件进行的盐雾腐蚀测试，竟然要长达几百小时到几千小时！ “最长的一次我们是测了半年。因为金属部件最怕大气腐蚀，空气中的氯离子会穿透金属表面的防护层发生电化学反应，在盐雾浓度越高的环境当中越容易发生腐蚀，我们需要根据项目当地的环境等级来设计表面防护层厚度，并通过盐雾测试来验证”强博士向盒子解答道。 在机械与力学性能测试平台，我们看到一台巨大的液压缸正在加载压力，对减速机、主梁、立柱、檩条、阻尼器间的无数个连接节点进行抗压、抗拉和抗扭强度测试。“少了一个铁钉，丢了一个王国。”每一个节点的作用都不可小觑。 除了对零部件进行层层测试外，天合跟踪还将整个系统搬到室外实测基地，真刀真枪地把上百米的支架预装起来，来验证它们的装配、机械运转和系统级别的可靠性测试等。 强博士最后介绍道：跟踪支架在实测场地架起来后一般要加速运转半年到一年之久。只有当确定整个支架从零部件级别到系统级别都是可靠的，才能进行上市、售卖。 探访有感 对天合跟踪制造中心的这趟探访，真的是刷新盒子对跟踪支架系统的认知，它远不是一堆钢板那么简单。在研发、生产和后续运维的过程中，都包含了很多技术难点，只有将这些难点一一克服了，才有了一座座为我们的电站安稳长久运行保驾护航的巨人之手。 “双碳”目标提出以来，国内对于风电、光伏大基地建设日益重视，跟踪支架的市场也在逐步打开。相信随着跟踪支架可靠性提升，造价成本逐渐降低，以及国内大基地等大型光伏基地项目的建设助力下，我国跟踪支架渗透率有望加速突破。