光伏行業(yè)發(fā)展前景及趨勢預(yù)測

光伏行業(yè)發(fā)展前景及趨勢預(yù)測

2020年12月12日，習(xí)近平主席在氣候雄心峰會上宣布，到2030年，中國非化石能源占一次能源消費比重將達到25%左右。為達到此目標(biāo)，在“十四五”期間，我國光伏年均新增光伏裝機或?qū)⒃?0-110GW之間。

為達成2030年碳達峰，2060年前實現(xiàn)碳中和，光伏行業(yè)將成為長期處于高速發(fā)展的新能源行業(yè)之一，預(yù)期2027年將保持70-120GW左右的新增裝機量，2027年我國光伏發(fā)電行業(yè)累計裝機量可能在827-938GW之間。

央國企加速光伏制造

或配合產(chǎn)業(yè)配套，或保障供應(yīng)鏈，在光伏制造領(lǐng)域，央國企開始動作頻頻。截至目前已有十余家央企和地方國企開展光伏制造項目，六大發(fā)電集團中僅大唐未見動作。其中華能與中南光電、華電、國家電投等也開始生產(chǎn)光伏支架。

值得重視的是，除了常見的合作模式外，自建模式逐漸增多。如國家電投以黃河公司為平臺，涉及多晶硅、硅片、電池、組件、支架、光伏電站規(guī)劃設(shè)計及建設(shè)、運行維護、檢測評價及組件回收等全產(chǎn)業(yè)鏈。

2023年開年，國家電投再投5GWHJT光伏電池及組件。華能自建“華能智鏈光伏組件OEM生產(chǎn)線”。華電洪湖光伏發(fā)電暨光伏裝備制造項目落戶湖北洪湖市...

海上光伏項目起步

隨著光伏電站用地矛盾凸顯，沿海省份開始向深海挺進。

2022年，新能源標(biāo)桿省份山東打響規(guī)?；Ｉ瞎夥暗谝粯尅?，將打造“環(huán)渤海、沿黃?！彪p千萬千瓦級海上光伏基地，總裝機規(guī)模高達42GW。

與此同時，首批樁基固定式海上光伏項目競爭配置，正式打響全國海上光伏“第一槍”，10個項目總規(guī)模高達11.25GW，由國家電投、國家能源集團、山東能源集團等19家“首吃螃蟹”。按照政策，2022年和2023年的開工規(guī)模分別為3.8GW和4.7GW。

序號	項目編號	投資主體
1	HG1	中國電力國際發(fā)展有限公司（牽頭） 浙江正泰新能源開發(fā)有限公司
2	HG14	國家能源集團新能源有限責(zé)任公司（牽頭） 遠景能源有限公司
3	HG15	山東能源集團有限公司（牽頭） 明陽智慧能源集團股份公司
4	HG16	國家能源投資集團有限責(zé)任公司（牽頭） 萬華化學(xué)集團股份有限公司 天合光能股份有限公司 中鐵十四局集團有限公司
5	HG21	中國華能集團有限公司（牽頭） 隆基綠能科技股份有限公司 山東海洋集團有限公司
6	HG30	中國廣核集團有限公司
7	HG32	山東發(fā)展投資控股集團有限公司 國家電力投資集團有限公司 國家能源集團新能源有限責(zé)任公司
8	HG34	國家電力投資集團有限公司 力諾集團股份有限公司
9	HG37	中國電力建設(shè)股份有限公司 山東海洋集團有限公司
10	HG38	中國大唐集團有限公司 中國東方電氣集團有限公司 隆基綠能科技股份有限公司

當(dāng)然，需要重視的是，當(dāng)下海上光伏在前期手續(xù)辦理、項目施工建設(shè)、后期運維管理等各個階段均存在著挑戰(zhàn)。而行業(yè)困境也將進一步倒逼企業(yè)創(chuàng)新，新一輪海上競賽鳴槍。

光伏支架的選擇

根據(jù)市場調(diào)研和中國“十四五”規(guī)劃，太陽能發(fā)電在“十四五”（2021~2025）期間，光伏發(fā)電總裝機量會從2.3億千瓦增長至5.51億千瓦，平均每年的裝機量為0.642億千瓦（64.2GW）。

根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗，每MW需求30~40噸光伏支架測算，每年光伏支架需求量為193~257萬噸。目前市場上支架材料以鋼、鋁和復(fù)合材料為主。各具其優(yōu)缺點：

鋼材與鋁材支架之間的優(yōu)缺點

1、材料強度方面

支架一般采用Q235B鋼材與鋁合金擠壓型材6063 T6，兩者設(shè)計強度對比見下表：

表1：強度對比表（N/mm2）

材料名稱	抗拉、抗壓、抗彎	抗剪
鋼材Q235B	215	125
6063 T6	150	85

強度方面，6063 T6鋁合金大概為Q235 B鋼材的68%-69%，所以一般在強風(fēng)地區(qū)、跨度比較大等情況下鋼材優(yōu)于鋁合金型材。

2、撓度變形方面

結(jié)構(gòu)的撓度變形與型材的形狀尺寸、彈性模量（材料固有的一個參數(shù)）有關(guān)系，與材料的強度沒有直接聯(lián)系。

表2：在同等的截面條件下兩者的綜合對比

材料名稱	彈性模量	密度
鋼材Q235B	206 GPa	7.85g/cm3
6063 T6	70GPa	2.71g/cm3

在同等條件下，鋁合金型材變形量是鋼材的2.9倍，重量是鋼材的35%，造價方面在同等重量下，鋁材是鋼材的3倍。所以一般在強風(fēng)地區(qū)、跨度比較大、造價方面等條件鋼材優(yōu)于鋁合金型材。

3、防腐蝕方面

目前支架主要的防腐蝕方式鋼材采用熱浸鍍鋅55-80μm，鋁合金采用陽極氧化5-10μm。

鋁合金在大氣環(huán)境下，處于鈍化區(qū)，其表面形成一層致密的氧化膜，阻礙了活性鋁基體表面與周圍大氣相接觸，故具有非常好的耐腐蝕性，且腐蝕速率隨時間的延長而減小。

鋼材在普通條件下（C1-C4類環(huán)境），80μm鍍鋅厚度能保證使用20年以上，但在高濕度工業(yè)區(qū)或高鹽度海濱甚至溫帶海水里則腐蝕速度加快，鍍鋅量需要100μm以上，并且需要每年定期維護。

在防腐蝕方面鋁合金遠遠優(yōu)異于鋼材。

4、其他方面對比

外觀：鋁合金型材有很多種表面處理方式，如陽極氧化、化學(xué)拋光、氟碳噴涂、電泳涂漆等。外表美觀并能適應(yīng)各種強腐蝕作用的環(huán)境。

鋼材則一般采用熱浸鍍鋅、表面噴涂、油漆涂層等方式。外觀差于鋁合金型材。在防腐蝕方面也差于鋁型材。

截面多樣性：鋁合金型材一般加工方式有擠壓、鑄造、折彎、沖壓等方式。擠壓生產(chǎn)是目前主流生產(chǎn)方式，通過開擠壓模的方式，可以達到生產(chǎn)出任意任意截面型材，并且生產(chǎn)速度比較快。

鋼材則一般采用輥壓、鑄造、折彎、沖壓等方式。目前輥壓是生產(chǎn)冷彎型鋼的主流生產(chǎn)方式。截面則需要通過輥壓輪組來調(diào)節(jié)，但一般機器定型后只能生產(chǎn)同類產(chǎn)品，尺寸方面調(diào)節(jié)，而截面形狀無法改變，如C型鋼、Z型鋼等截面。輥壓生產(chǎn)方式則比較固定，生產(chǎn)速度比較快。

5、綜合性能對比

1. 鋁合金型材質(zhì)量輕、外表美觀、防腐蝕性能極佳，一般用于對承重有要求的屋頂電站、強腐蝕環(huán)境、化工廠電站等采用鋁合金做支架則會有更好的效果。
2. 鋼材強度高、承受荷載時撓度變形小，一般用于普通情況下的電站或用于受力比較大的部件。
3. 造價方面：一般情況下，基本風(fēng)壓在0.6kN/m2，跨度在2m以下，鋁合金支架造價為鋼結(jié)構(gòu)支架的1.3-1.5倍。在小跨度體系中，（如彩鋼板屋頂）鋁合金支架與鋼結(jié)構(gòu)支架造價相差比較小，并且在重量方面鋁合金比鋼支架要輕很多，所以非常適合用于屋頂電站。

在大風(fēng)地區(qū)、跨度要求比較大則采用鋼支架在經(jīng)濟上有明顯的效益。

復(fù)合材料具有輕質(zhì)高強、可設(shè)計性好、耐腐蝕、絕緣等特點，復(fù)合材料支架應(yīng)運而生。

復(fù)合材料是由多種材料高溫聚合而成，其質(zhì)量受成型工藝、原輔材料、環(huán)境、工人素質(zhì)等多方面因素影響，質(zhì)量的不穩(wěn)定及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的缺失困擾著復(fù)合材料光伏支架的推廣及應(yīng)用，尤其是戶外惡劣環(huán)境，抗老化性有待檢驗。

材質(zhì)	密度g/cm3	元/噸	元/米	耐久年	優(yōu)缺點
鋼材（鋅鋁鎂）	7.85	6500-8000	13-18	25	強度高，耐腐蝕差。適用風(fēng)力大電站
鋁材	2.71	24000	14-23	25	強度一般，耐腐蝕較好。適用分布式屋頂
復(fù)合材料	2.12	35000	12-30	30	強度高，耐腐蝕好。適應(yīng)性強

綜上所述 ，三種材料支架在內(nèi)陸干燥地區(qū)均可適用。鋼材支架是已知應(yīng)用較早且獲得認可的光伏支架。如果鍍層低于65μm，3年左右會出現(xiàn)局部腐蝕，15年會發(fā)生嚴(yán)重腐蝕。

如果防腐涂層能達到30年耐久性，在海上光伏應(yīng)用將成為首選。因為鋁材抗風(fēng)強度低，且成本較高；復(fù)合支架雖然宣傳不錯，成本比鋼架高，實際應(yīng)用效果有待檢驗，特別是耐老化性能。

確定目標(biāo)市場

陸地光伏市場經(jīng)過多年發(fā)展，空間會越來越小，海上光伏潛力巨大。陸地光伏支架現(xiàn)有的防腐工藝不適應(yīng)海上環(huán)境。目前光伏尤其是海上光伏防腐還沒有標(biāo)準(zhǔn)。推動并建立海上光伏防腐標(biāo)準(zhǔn)及體系，必將主導(dǎo)巨大的海上光伏市場。