引导语三年的疫情终于临近结束了,
世界各地的人们又开始纷纷忙碌起来,今年海外市场异常活跃,
Intersolar,SPI等各种展会也回归到了疫情前的热闹。
对于2022年,我们曾经有许多的期待,如今到了收尾的时间,
让我们来看看2022年给我们带来了什么样的惊喜!
目录:
【第一章】逆全球化
【第二章】随坡就势
【第三章】组件风波
【第四章】RWDI成立50周年
【第五章】今年的新品
第一章
逆全球化
逆全球化也就是与全球化背道相驰的思潮,
它是指从经济、社会、文化等方面,
重新赋权于地方或者国家的各类做法。
自2016年以来,英国脱欧、美国大选等等国际重大局势的变化,
无不透露出“逆全球化”的的倾向。
早在2015年之前,拿到巴西FINAME证书就成为了进入巴西
光伏跟踪器市场的门槛。诸如Soltec、STI Norlan
d等公司迅速成立了本地团队,并率先取得了FINAME的认证。
这也为未来这两家公司在巴西市场的开拓,建立了有利的基础。

▵巴西Sao Gonçalo 472MW
(来源:Soltec)
如今,随着光伏技术在全球的传播,
逆全球化的思潮也开始慢慢渗透进了整个行业,越来越多的市场,
开始对本地化提出了更高的要求。
2022年6月28日,常年盘踞全球跟踪器第一品牌的NEXTr
acker(以下称NX),
与其钢材主要供应商BCI Steel共同宣布,
将会重新开启位于美国宾夕法尼亚州的Bethlehem钢铁工厂,
并使用它来生产跟踪器的主要零部件。
这个工厂的第一条主轴生产线,
是由BCI马拉西亚工厂整体打包运到的美国。
根据NX和BCI的计划,在2023年春季会建立第二条主轴生产
线,以及一条新的檩条生产线。

▵Bethlehem钢铁工厂重启仪式
(来源:NX)
实际上,Bethlehem工厂并不是NX新建的第一家加工厂了,
早在今年的4月和5月期间,
NX就分别在得克萨斯州和亚利桑那州建立了另外两家加工厂。
了解这家跟踪器公司的朋友应该知道,
NX公司的主要工作在于跟踪器的设计,
它往往把生产加工这样的活交给其下游的供应商。
多年来,NX利用了发展中国家廉价的劳动力和便宜的材料成本,
分别在中国、马来西亚、印度和巴西采购成品零部件。
而今年这样频繁地建立工厂,着实打破了人们对NX的以往认知。

▵(上)4月20日,德克萨斯州Sinton工厂剪彩
(下)5月20日,亚利桑那州Phoenix工厂剪彩
那么NX为什么在今年突然热衷于大势建立工厂呢?
疫情以来,物流成本飞速上涨,对国际贸易产生了巨大的冲击。
也影响了NX从海外进口支架的难度。其中就发生了一个小插曲。
当时Silicon Ranch是NX的一个重要客户,
但是他们定制的跟踪器却迟迟无法到货,
后来两家公司特意雇一首货船把全部支架运到项目地。
Silicon Ranch投入双倍的人力,
甚至在圣诞节继续加班赶工来按期完成这个太阳能电站。
尽管如此,Silicon Ranch在这个电站上的投资仍然没
有获得盈利。
但是真正让NX下决心建厂的原因,
来自于拜登政府通过的一个重要法案。

▵拜登签署《通货膨胀削减法案》
2022年8月16日,《通货膨胀消减法案,
Inflation Reduction Act》(以下简称I
RA)由美国现任总统拜登签字生效。
法案包括未来十年投入约4300亿美元用于气候和清洁能源以及医
疗保健领域等内容,根据该法案,
联邦政府将在气候和清洁能源领域投资约3700亿美元。
这对美国太阳能行业注入了一剂强心针,
这也是美国历史上第一次明确提出对跟踪器进行补贴的法案。
按照IRA法案,对于跟踪器主轴采用0.87美元/kg的抵免额
度,对于紧固件采用2.28美元/kg的抵免额度。
按照现有的美国钢材价格,这个主轴的抵免额度差不多是跟踪器主轴
成本的一半价格。不仅如此,
IRA法案还对采用美国制造的产品提供10%的项目退税。
NX的目标是实现10GW的Made in USA计划,
为了这个目标,NX以及他的合作伙伴投资了超过5千万美元。
但是这些付出却实实在在的产生了可预见的回报,
根据华尔街日报的初步估计,在IRA法案生效后,
NX和其合作伙伴每年可回收的税收抵免将超过1.74亿美元!
如此给力的补贴政策,也吸引了大量的投资者。
PVH、GameChange、OMCO纷纷宣布扩充或新建自己
的美国工厂。

▵(从左到右)
PVH、OMCO、GameChange
宣布扩建其美国工厂
不仅在美国,本地化新建工厂的热潮正在席卷全球。
2022年8月,Arctech与印度合作伙伴合作建立了年产3
GW的Jesh加工厂。11月10日,
PVH又宣布了其在沙特新建工厂的消息。
德国支架公司Mounting System也宣布新建本地化工
厂Werk4。

▵(从左到右)
Mounting System、PVH、Arctech
宣布新建其当地工厂
在可预见的未来,逆全球化浪潮正势不可挡地扑面而来。
第二章
随坡就势
很多时候,因为现场环境的复杂多变,
导致跟踪器的安装往往无法达到产品设计的要求。
美国的一家EPC公司:Swinerton,
在安装NX的跟踪器时,就碰到了这样的一个难题。
打完桩后他们发现,立柱的高低落差已经超出了NX设计部门给出的
最大上限,可是当他们尝试安装上主轴时,
却意外的发现跟踪器居然还能够正常运行。
困惑不解的Swinerton安装团队,
紧急向NX汇报了现场的情况,希望搞情况是否能够继续施工。
NX的研发部门迅速成立了研究小组,
对施工现场的跟踪器进行了功能测试,
最终结果显示那些施工未达标的跟踪器,都可以安装成功,
并且正常运行。
谁都没想到这一次的安装意外,却为NX带来了一个绝妙的点子。
2022年3月,经过多次试探性项目安装后,
NX正式推出了一个新功能:XTR。
以往跟踪器组件必须安装在同一个二维平面,但是采用XTR功能后,
整个跟踪器的组件表面可以随着地形坡度的起伏而发生变化,
真正做到了“随坡就势”。

▵NX的随坡就势跟踪器与传统跟踪器的比较

▵NX的随坡就势跟踪器:NX Horizon - XTR
2022年9月16日,在SPI展会前夕,ATI,
GameChange和SunFolding也不约而同地跟进N
X,纷纷推出了自己的“随坡就势”跟踪器,
Array Omni Tracker,
TF Tracker和TopoTrack。

▵(从左到右)
ATI、GameChange、SunFolding
“随坡就势”跟踪器
2022年12月,Arctech对其产品SkyLine II
- GeoT进行了地形测试,也成功实现了“随坡就势”的功能。
这种随坡就势跟踪器突然就成为了2022年的爆款。
我们可以看到,每一家的随坡就势跟踪器并不是一种新产品,
而是在老产品上加的一个新功能。
实际上,NX并不是第一个有这个想法的跟踪器公司,早在他之前,
就有很多厂家提出了这个点子,当然采取的方式略有差异。
位于美国加州的Nevados就是其中一家,
这家公司推出的All-Terrain Tracker,
采用万向节式的立柱接头设计,
让跟踪器本身在立柱顶部可以三维转动,实现了地形的坡度适应性。

▵Nevados的All-Terrain Tracker
一款好的跟踪器系统,往往需要兼备两个特性。
产品设计能力,包括节点设计,产品测试等。
项目交付能力,包括工程设计,环境匹配等。
不同于其他光伏设备,跟踪器的工程属性极强,
几乎每一个项目都是一个新的设计。
长期以来,大家都把关注度集中在了跟踪器的产品特性上,
这其实是一种传统的偏见。在越来越复杂的项目工程中,
跟踪器的项目设计和交付能力将迎来越来越多的挑战。
第三章
组件风波
前几年我们经常能看到很多跟踪支架被大风吹毁的情况,
随着这些年各大头部企业对跟踪器风工程研究的深入,
跟踪系统的稳定性也得到了很大的提高。
但是近年来,项目地频频发现跟踪支架完好,但是组件被破坏的情况。
这种情况起源于2019年底的大组件趋势。
大组件对跟踪器带来的设计挑战,本洞曾经专门写过一篇文章,
感兴趣的朋友可以移步:“大功率组件”带来行业变革,
光伏跟踪器又该如何“见招拆招”?

▵小树洞总结各大组件长度分布图

▵组件结构破坏的几种形式
组件本身,是一种由铝和玻璃组成的特殊结构设计。
可想而知,当组件的尺寸持续变大,这种结构的强度也会下降。
在用料不改变的情况下,尺寸越大的组件,
理论上其机械性能也会有所下降。
为了验证组件的机械性能,组件厂家总会采用传统的IEC测试,
那是一种平均荷载的测试方式,
但是这种荷载分布与实际的风压分布有很大的区别。
随着对风荷载研究的加深,越来越多的工程师发现了这个严重的问题,
并对IEC的测试提出了质疑。
小树洞也对这个问题写过一篇文章,感兴趣的可以移步:翻译翻译,
什么叫组件“机械荷载测试” | IEC的那些不得不提的“漏洞
”。

▵跟踪器在实际受风时的压强是不均匀的

▵GameChange的不均匀组件荷载测试
跟踪系统是一种比较单纯的机械结构设备,
它的设计和组件的尺寸有着很大的关系,当组件尺寸增加后,
很多跟踪器厂家为了保证原来的大风稳定性,
往往会提高大风保护的角度。比如从原先的30度,增加到55度。
这样一来,组件上的迎风面积就发生了变化,
组件上所受到的风压突然就变大了。

▵跟踪器所需要的大风角度增加
组件受到的风压也随之增加
不仅如此,当跟踪器厂家利用提高大风角度,
来解决自身稳定性的问题后。
随之而来的另外一个问题,则又对组件的抗风压能力提出了更高的要
求。
跟踪器主轴在受风时的上下摆动变形,往往会对组件产生一个加速度,
这个加速度的增大,导致组件上的结构应力增加。
NX对这种现象进行了大量的测试,
数据表明在大风情况下这个加速度最大能达到2个重力加速度。

▵组件上受到的加速度
(来源:NX)
当然,跟踪器的设计对组件风压也会产生影响。
今年8月,CPP发表了一篇文章,
文章中对比了单主轴跟踪器和双导轨跟踪器上的风荷载情况。
最终得出一个结论:在相同条件下,
双导轨跟踪器上的风压比单主轴跟踪器的要更大。
这里也为我们设计跟踪器提供了一个思路,
当跟踪器上的零部件(比如传动轴)越靠近组件的边缘,
这个零部件所带来的额外风压就越大。

▵双导轨式跟踪器(左)
主轴式跟踪器(右)

▵两种跟踪器扭矩系数对比
(来源:CPP)
感兴趣的朋友可以再公众号内留言“CPP组件”来下载这篇论文。
组件尺寸的变大趋势还在持续,
甚至未来可能会有更大更重的组件出现在市场中。
如何保证组件的可靠性和项目上的匹配性,
确实是值得我们每一个光伏工程师好好思考的问题。
第四章
RWDI成立50周年
1971年冬天的一个晚上,
来自安大略农学院的Frank Theakston教授敲开了一
家房门,他有一个非常新颖的想法,
这是一个采用水流的方式来模拟雪在建筑物附近的堆积现象,
称为“Open Channel Water Flume”,
与以往的风洞实验室不同,这个实验室用的是水,
因此也被俗称为“水洞”,但是自从Frank发明这种方法以来,
他一直苦于没有好的销售渠道,于是今天他特意上门,
想和他的好友好好谈一谈。

▵Frank发明的“水洞”
因为Frank知道,这位好友是一个营销天才。
他的名字就是Bill Rowan。
未来RWDI的起点“R”就是这个Rowan。
不出所料,Bill Rowan提出了一系列的市场战略构想,
在这个寒冷的冬天,两位老友的心中却燃气了腾腾的火焰。
1972年,Bill Rowan,
Frank Theakston和其他两位好友一起成立了以他们
四人名字命名的公司,MHTR(Morrison Hershf
ield Theakston Rowan),
这家公司也就是后面闻名世界的RWDI的前身。
公司成立后Bill Rowan就开始运用其非凡的营销能力四处
推销这种水洞测试方式。

▵MHTR公司成立
功夫不负有心人,经过Bill Rowan的四处游说,
加拿大政府决定颁布一条新的法令,未来所有新建的建筑项目,
都需要提前进行雪荷载堆积测试。
这一法令的颁布,使MHTR的业务量产生了爆炸式的增长。

▵雪荷载堆积测试
随着MHTR的业务量的增长,公司也开始不停地招兵买马。
1974年,机械工程学博士Colin Williams(RW
DI的W)加入了MHTR,
他主要研究的是如何用缩小模型来验证实体数据的测试,
Colin Williams的加入也为MHTR公司带来的新的
机会,MHTR开始向风工程领域进军。
1977年,刚拿到多伦多大学流体力学博士学位的Anton D
avies(RWDI的D),
被Bill Rowan的人格魅力所吸引,
放弃了其他大企业优厚的待遇加入了MHTR,
他后来回忆称“这是一个疯狂的决定”。
1978年,MHTR完成了其第一次风洞测试项目,
正式进入到了风工程领域。从此开启了一个崭新的时代。
1980年,Peter Irwin加入了MHTR,至此,
四位主角终于集齐,接下来是召唤RWDI的时候了。
时间来到了1986年,Bill Rowan,
Colin Williams,
Anton Davies以及Peter Irwin四人,
买下了MH公司的风工程事业部,独立成为了一家新公司,
公司以四人的姓氏首写字母为名称,RWDI公司就正式成立,
Bill Rowan成为RWDI的首任主席,
一个传奇正式拉开序幕。

▵RWDI成立
成立后的RWDI承接了许多具有历史意义的工程。
其中最著名的就是目前世界最高建筑:迪拜哈里发塔。

▵迪拜哈里发塔模型在RWDI进行吹风测试
著名的结构设计师Bill Baker发明了一种特殊的结构形式,
每一个梯层都会缩短,从而改变了建筑的外形,
这样一来风在每个梯层产生的涡流就无法汇集,
这种设计发明被称为“confuse the wind”,
它巧妙地解决了高层建筑的侧向风荷载问题。

▵迪拜哈里发塔受风情况
迪拜哈里发塔就是在Bill Baker主持下设计建设完成的,
而RWDI承接了其中最重要的
内容整理自近道网老站,原始发布于 2023 年 2 月 6 日。