Q1：跟蹤支架從2009年的興起到2013年左右低潮，到近兩年又開(kāi)始上升，你覺(jué)得主要原因是什么？

A1:

先講下跟蹤器的興起。

由于我工作的方向一直都是國(guó)際市場(chǎng)，所以對(duì)跟蹤器的研究和關(guān)注的方向也都在海外。

國(guó)際上在2013年之前，主要市場(chǎng)還是一些歐盟國(guó)家，而且大部分使用的也是雙軸跟蹤器以及小部分聯(lián)動(dòng)平單軸跟蹤器。

跟蹤器真正開(kāi)始爆發(fā)應(yīng)該是從2014年開(kāi)始。

當(dāng)時(shí)的跟蹤系統(tǒng)經(jīng)過(guò)各個(gè)廠家多年的研究和技術(shù)積累，系統(tǒng)可靠性和設(shè)計(jì)理論都比較成熟，已經(jīng)具備了大面積使用的能力，并且越來(lái)越多的客戶發(fā)現(xiàn)，采用跟蹤系統(tǒng)，雖然在前期需要投入較高的資本，但是回報(bào)非?？捎^。也是從那時(shí)起，市場(chǎng)開(kāi)始慢慢從傳統(tǒng)的固定支架向跟蹤器進(jìn)行轉(zhuǎn)變，各家跟蹤器廠家也如雨后春筍般紛紛進(jìn)入了市場(chǎng)。

如今，跟蹤器已經(jīng)遍布世界各地，根據(jù)GTM最新的數(shù)據(jù)分析，美國(guó)及澳洲市場(chǎng)跟蹤器占有率在地面電站中已經(jīng)達(dá)到80~90%，在全球總安裝量占比20%左右，而且這個(gè)數(shù)字每一年都在加速上升，很顯然，跟蹤器已經(jīng)成為了未來(lái)地面光伏電站的趨勢(shì)。

上圖：跟蹤器占全球的比例逐年上升（來(lái)源：WoodMackenzie Power & Renewables）

Q2:國(guó)內(nèi)跟蹤支架的技術(shù)水平怎么樣？對(duì)標(biāo)國(guó)外有哪些差距？

A2:

我每年SNEC展會(huì)都會(huì)去各個(gè)展館逛逛，看看又有什么新的進(jìn)展。

其實(shí)對(duì)于支架結(jié)構(gòu)這種東西，基本上看個(gè)主要零件和節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)就能對(duì)設(shè)計(jì)師的實(shí)力估摸個(gè)大概?？偟膩?lái)說(shuō)，國(guó)際上的對(duì)手技術(shù)實(shí)力都很強(qiáng)，技術(shù)領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境相比國(guó)內(nèi)更加惡劣。

我總結(jié)目前市場(chǎng)上的跟蹤器大致可以分成三個(gè)階段：

1.原始階段，只實(shí)現(xiàn)了跟蹤器的基本功能，就是從東到西跟蹤太陽(yáng)。結(jié)構(gòu)以中國(guó)的建筑荷載規(guī)范進(jìn)行計(jì)算，基本上只考慮了靜態(tài)荷載。

2.開(kāi)拓階段，實(shí)現(xiàn)了基本功能后，了解了跟蹤器的受力形式，比如風(fēng)導(dǎo)致的扭矩，并能運(yùn)用風(fēng)洞報(bào)告對(duì)主要零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。

3.完善階段，這個(gè)階段需要對(duì)跟蹤器進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試，總結(jié)大量的項(xiàng)目所帶來(lái)的經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)各個(gè)細(xì)節(jié)不停的設(shè)計(jì)迭代，不停的查漏補(bǔ)缺，升級(jí)改造。

國(guó)際上排名前列的跟蹤器公司，以歐美公司為主。他們大都在前期研發(fā)上投入了大量的人力和物力，基本上都已經(jīng)進(jìn)入第三階段。這也是他們能成為國(guó)際排名前列公司的原因。

但是反觀國(guó)內(nèi)的廠家，停留在第二，甚至第一階段的還是比較多的。

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當(dāng)你處在國(guó)際的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中時(shí)，往往比拼的不僅僅是你的價(jià)格，更多的是要求跟蹤器廠家一整套完善的管理體系，研發(fā)體系，以及對(duì)各類技術(shù)領(lǐng)域的掌握能力。

跟蹤器需要結(jié)合了多個(gè)專業(yè)知識(shí)，目前遇到高頻技術(shù)問(wèn)題比如：

-對(duì)模態(tài)，振型，頻率，阻尼比的換算推導(dǎo)

-靜態(tài)、動(dòng)態(tài)（DAF）、穩(wěn)定性、氣彈風(fēng)洞測(cè)試

-對(duì)動(dòng)態(tài)風(fēng)荷載和氣動(dòng)彈性穩(wěn)定性的理解和計(jì)算導(dǎo)入

-對(duì)當(dāng)?shù)貒?guó)家荷載規(guī)范和鋼構(gòu)規(guī)范的熟悉程度

-對(duì)零部件，包括每一個(gè)焊縫，每一顆緊固件的校核

-對(duì)樁基基礎(chǔ)的測(cè)試以及計(jì)算

-對(duì)接觸腐蝕，大氣腐蝕，土壤腐蝕的解決方案

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這些問(wèn)題不僅需要全面的理論計(jì)算作為基礎(chǔ)，還需要第三方來(lái)審核這類計(jì)算。可以說(shuō)相對(duì)于國(guó)內(nèi)，國(guó)際上的要求更高也更細(xì)，加上國(guó)際上對(duì)中國(guó)產(chǎn)品的誤解，作為中國(guó)廠家，想成功的走出去確實(shí)也更艱難。

Q3:跟蹤支架的設(shè)計(jì)與固定式支架相比，主要不同是什么？

A3:

我想你問(wèn)的主要是在結(jié)構(gòu)上的比較。

對(duì)于光伏支架結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)主要考慮三種情況：抗拉，抗彎（抗壓P-Delta效應(yīng)），抗扭。

這三種情況的設(shè)計(jì)難度遞增，或者說(shuō)同一個(gè)零部件，抵抗這三種力的能力逐級(jí)遞減。

固定支架除了部分要考慮抗彎扭轉(zhuǎn)屈曲外，一般都只需要解決前兩種力。

而跟蹤器結(jié)構(gòu)，由于其需要有一個(gè)轉(zhuǎn)軸來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以還需要額外抵風(fēng)，雪和自重對(duì)轉(zhuǎn)軸帶來(lái)的扭矩。

跟蹤器的運(yùn)動(dòng)主要受三個(gè)控制方程組來(lái)約束，主軸扭轉(zhuǎn)，主軸擺動(dòng)，立柱擺動(dòng)。而所有的跟蹤器設(shè)計(jì)問(wèn)題，基本上都集中在這個(gè)主軸扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方程上。

上圖：跟蹤器扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)控制方程

因?yàn)檗D(zhuǎn)軸往往很長(zhǎng)，而且剛性不足，導(dǎo)致其基本頻率很低。

我們知道風(fēng)對(duì)跟蹤器會(huì)產(chǎn)生扭矩，一旦跟蹤器受到一個(gè)初始的外界扭矩，就會(huì)不停進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)這個(gè)外界扭矩出現(xiàn)和消失的頻率與扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)頻率相同時(shí)，就產(chǎn)生了共振。

一般我們認(rèn)為，當(dāng)光伏支架的第一振型結(jié)構(gòu)頻率小于5Hz時(shí)，則必須考慮風(fēng)致共振。而跟蹤器的頻率基本上都是2Hz徘徊，而固定支架往往頻率都比較高，對(duì)風(fēng)共振的效應(yīng)不敏感，我想這就是主要的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)區(qū)別吧。

上圖：扭轉(zhuǎn)穩(wěn)定性仿真（來(lái)源：CPP）

Q4:隨著雙面組件的應(yīng)用量加大，跟蹤支架可能會(huì)越來(lái)越高，對(duì)跟蹤支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有什么挑戰(zhàn)？

A4:

確實(shí)，隨著離地高度的增加，由地面反射到雙面組件背面的太陽(yáng)輻射就越多，但是也有不同的看法，也就是當(dāng)組件高度大于一定的值后，反射的效率就沒(méi)有太大的區(qū)別了。

而且對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，跟蹤器越高，相同大小的力作用到立柱的彎矩就越大，對(duì)立柱的要求就越高。

Q5:國(guó)內(nèi)主流跟蹤廠家是哪些？各有什么技術(shù)特點(diǎn)？

A5:

這個(gè)問(wèn)題其實(shí)比較難回答，因?yàn)橐恢倍际呛蛧?guó)際上的廠家進(jìn)行對(duì)抗，說(shuō)實(shí)話我對(duì)國(guó)內(nèi)廠家并不是很熟悉。但是我總體的感覺(jué)是，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的跟蹤器發(fā)展很快，經(jīng)過(guò)各家同行的努力，中國(guó)跟蹤器的市場(chǎng)占有率也逐年增加。

下圖是國(guó)內(nèi)外主要光伏跟蹤器廠家：

圖：本人整理的國(guó)際跟蹤器廠家名錄

（中國(guó)廠家未收錄完整，待增加）

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Q6:跟蹤支架能在戶用或者工商業(yè)項(xiàng)目上應(yīng)用嗎？您覺(jué)得跟蹤支架后續(xù)的主流應(yīng)用場(chǎng)景是什么樣？

A6:

其實(shí)我個(gè)人是不太贊成在屋頂上使用跟蹤系統(tǒng)的，主要原因是風(fēng)荷載在屋頂這類建筑物上非常復(fù)雜，不僅會(huì)產(chǎn)生劇烈的湍流，而且風(fēng)速變化也很劇烈。在屋頂上的固定支架系統(tǒng)有時(shí)都無(wú)法抵抗這類風(fēng)荷載，更不用說(shuō)跟蹤器這類風(fēng)致敏感結(jié)構(gòu)了。

上圖：風(fēng)經(jīng)過(guò)屋頂邊緣會(huì)產(chǎn)生加速，對(duì)屋頂支架產(chǎn)生額外的附加力（來(lái)源:CPP）

目前跟蹤器的運(yùn)用都在于大型的地面電站，現(xiàn)在也出現(xiàn)了越來(lái)越多的附加功能，比如新式的跟蹤算法，跟蹤器與雙面組件，跟蹤器與儲(chǔ)能，跟蹤器與清洗機(jī)器人等等。

我覺(jué)得未來(lái)跟蹤器的走向有很多種可能，不限于想象，非常令人期待。

原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（坎德拉）：做好光伏跟蹤器有多難？專訪行業(yè)專家王敏杰