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1、内容目录.光伏电站的骨骼一光伏支架31 .光伏支架可以分为固定支架和跟踪支架4.跟踪支架拥有四大核心壁垒61.1. 壁垒一：风工程与风洞测试61.2. 壁垒二：系统结构设计与排布 7壁垒三：算法与AI运用81.3. 壁垒四：可融资性与工程背书9跟踪系统市场空间测算10图表目录图1:光伏支架在产业链中的位络3图2:中信博固定支架双立柱C型钢结构示意图 4图3:中信博跟踪支架结构示意图4图4:跟踪支架与固定支架的生产工艺流程5图5:虎门大桥涡激振动现象6图6:颤振现象致光伏跟踪支架倒塌6图7:天智2解决传统跟踪器立柱受力大的痛点 8图8:天智2提升传统跟踪器的布局方式8图9:光伏跟踪系统方案结构设
2、计优势8图10:光伏跟踪系统装机预测10图11:光伏跟踪系统市场空间预测10表1：固定支架和跟踪支架设计要求比照4表2:荷载规范无法满足跟踪家抵御风压要求7表3:风洞测试的主要工程 7表4:光伏跟踪系统市场空间测算101 .光伏电站的骨骼光伏支架光伏支架是光伏电站的骨骼。光伏支架是太阳能光伏发电系统中为了攵撑、固定、转动光伏 组件而设计安装的特殊结构件。为了使光伏电站到达最正确的发电效率，光伏支架需结合建设 地点的地形地貌、气候及太阳能资源条件，将光伏组件以一定的朝向、排列方式及间距予以 固定。在具体光伏电站工程上，光伏支架具有以下特点：1）光伏支架需要在特定环境下长期使用。具备较强的抗风压、
3、抗雪压、抗震、抗腐蚀等机 械性能，确保在风沙、雨、雪、地震等各种恶劣环境下正常运转，并且使用寿命一般要求达 到25年以上。2）光伏支架需要满足工程地各项标准。光伏电站设计核心为结构设计，整个光伏电站结构 设计主要通过光伏支架实现，光伏支架在光伏电站建设中具有重要地位。光伏支架产品质量、 设计安装需要符合工程地的气候环境、建筑标准、光伏电力设计等标准。选择合适的光伏支 架以及科学合理的设计安装，不但能降低工程造价、提高发电效率，也能减少后期运维养护 的本钱。资料来源:中君博招股说明书,安信证券研究中心2 .光伏支架可以分为固定支架和跟踪支架光伏支架按照能否跟踪太阳转动可以区分为固定支架和跟踪支架
4、。光伏发电系统中固定支架 及跟踪支架需要针对不同工程进行设计。首先工程初期需要通过工程的地质勘查报告完成支 架基础初步设计；其次根据支架受力情况完成立柱的拉拔力测试，确定支架基础形式及立柱 形式；同时根据不同国家标准、不同工程地点风载荷、雪载荷及其它气候条件确认整体支架 设计；最后，根据光伏系统中组件形式、组件串联数量、逆变器及汇流箱等其他光伏零部件 情况完成对应的支架排布及单体支架设计。其中固定支架又可分为普通固定式支架和固定可 调式支架；跟踪支架可分为平单轴跟踪支架、斜单轴跟踪支架、双轴跟踪支架。工程设计参数指标固定支架技术要求立柱地质勘察报告、拉拔力测试符合当地忠融设计标准、钢材设计规范
5、栋条风、雪栽荷符合当地建筑载存标准、钢材设计规范主梁风、雪栽荷符合当地建筑栽荷标准、纲材设计规范紧团件风、雪栽荷符合当地建筑栽荷标准艰踪支架支架结构风、雪栽荷、地质勘查报告、粒 拔力测试符合当地建筑我荷标底、 计标准、产品风洞测试、符合当地基玛设 钢材设计规范控制系统供电方式、通讯方式温度等气 候条件符合当地电器规范及12标准驱动系统风,、暧我荷，及度等气候条件符合当地也器规范及IEC标准资料来源:中行博招股说明书,安信证券研究中心对于固定支架来说，采用固定支架的光伏电站，在设计之初会结合当地的地理环境、气候等 条件将组件固定在特定角度以保证能接收最大的太阳光辐射，组件位珞一般固定后不会再频
6、繁调整，对于固定可调式支架而言，组件朝向会根据季节和光照情况每年需要进行人工调整。 固定支架价格较低、稳定性好，前期投资本钱低，但对太阳能的利用率较低。图2:中信博固定支架双立柱C型钢结构示意困图3:中信博跟踪支架结构示意图立住与州触云平台，实时原拴it伏电站 色运疗情况.女睨近内控M.“鹿特支嫩，光伏电站的 .是安18光伏缄件 的，才峻帏台.弓屯拴&H. 图向系统配分.HI路太阳运 trttift. I1介发电筑中.*旗系统*向系统：惬用电拄 策的指令.何功尢伏 豆浆改转.云干台提供电站运厅依障仪警、依障*四分折等功能.中拄相是充伏电站的 “人健.内印琮*法就伫及H介传 根M对“晌足体忸况来
7、 取反优的限京法貌.比方雨营天监行模式”通讯拽3箱及 X速伐骗孤通讯检制策及风速传 箝收集内从力 故据传输陋屯挖箱： 梅屯挖箱的山厅数恻 收集仲输至后台整拄 hl*.籽务於者：中信博招骰说明书,安倍证券研究中心资料来源:中信樽招殴说明书,安馆证卷研究中心而对于跟踪支架来说，采用跟踪支架的光伏系统，其组件朝向根据光照情况进行调整，可减 少组件与太阳直射光之间的夹角，获取更多的太阳辐照，可有效提高发电效率。采用跟踪支 架的电站需要增加一定的前期投资本钱，并需要承当一定的装珞运行风险及后期维护本钱。 但实际发电数据说明，采用平单轴跟踪支架、斜单轴跟踪支架、双轴跟踪支架可以有效提升电站发包量，如果跟踪
8、支架与双面组件结合，还可以产生提升发电量的叠加效应，长期来看 更有助于电站业主取得最大的经济效益，降低度电本钱。因此，对于跟踪支架产品，除了固定支架相同的机械设计、机械加工和委外镀锌等工序之外， 还有电控设计、驱动设计、加入算法和配套组装工序。光伏支架属于非标准化产品，每个项 目的产品都需要符合不同国家地区的技术标准、自然条件及客户的其他要求，为客户定制化 设计、开发与生产，这也决定了支架行业及中信博的商业模式以直销为主。同时，定制化开 发+直销的商业模式也有利于掌握产品研发设计环节的核心技术与核心工艺，保证产品质量 与交期并有效控制生产本钱。图4:跟踪支架与固定支架的生产工艺流程委外镀4幸委
9、外镀4幸机械加工机械设计冏定支架电控设计阻动设计跟踪支架资料来源:3 .跟踪支架拥有四大核心壁垒跟踪支架与固定支架在传统看法中被认为是原始的制造工艺。光伏支架在传统看法中被认为 是原始的锻造工艺，即核心在于通过钢结构的焊接、排布等方式完成整体包站光伏支架的工 作，因此壁垒较低。实际上，跟踪支架拥有四大核心壁垒。不同于固定支架，跟踪支架在实际运用过程中拥有四 大核心壁垒1）风工程与风洞测试；2）系统结构设计与排布；3）算法与A1运用；4）可融 资性与工程背书。3.1 .壁垒一：风工程与风洞测试跟踪支架相对于固定支架整体结构稳定性较低。固定支架可采用双立柱、单立柱等方式进行 结构设计与排布，而跟踪
10、支架那么可以采用斜单轴、平单轴和双轴等不同方式进行结构设计与 排布，无论采用何种方式，由于其组件朝向需根据光照情况进行自动调整，跟踪支架相对于 固定支架整体结构稳定性较低。风是影响支架正常使用最重要的因素。如前所述，由于光伏支架具备较强的抗风压、抗雪压、 抗震、抗腐蚀等机械性能，其中风是影响支架正常使用的最重要的因素，且跟踪支架相对于 固定支架整体结构稳定性较低，因此对于跟踪支架的抗风压能力提出了更高的要求。风引起的涡激振动和颤振对光伏支架的稳定性造成巨大影响。从流体的角度来分析，涡激振 动指的是任何非流线型物体，在一定的恒定流速下，都会在物体两侧交替地产生脱离结构物 外表的旋涡，在低风速的情
11、况下，如果风绕过跟踪支架形成涡流，那么容易使跟踪支架产生一 定程度的变形；颤振那么指的是弹性结构在均匀气流中由于受到气动力、弹性力和惯性力的耦 合作用而发生的振幅不衰减的自激振动，具体而言，在风速增大过程中，风的涡流频率脱离 跟踪支架的结构频率，振幅不断扩大，导致跟踪支架失稳甚至毁坏。无论是涡激振动还是颤 振，都对光伏支架的稳定性造成巨大影响。图5:虎门大桥涡激振动现象图6:颗振现象致光伏跟踪支架倒塌目前的荷载规范不能满足跟踪支架抵御风压的要求。跟踪支架作为半结构式建筑，在全球各 地也有一定的荷载规范，荷载规范规定，建筑结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时 出现的荷载，按承载能力极限状态和
12、正常使用极限状态分别进行荷载组合，并应取各自的最 不利的组合进行设计，但即使在这样的情况下，建筑荷载规范仍由于没有考虑非平衡风荷载、 可使用的角度范围过小、忽视多排不同压力系数、风致共振、多面风向等一系列问题，并不 能完全适合跟踪支架的使用。表2:荷载规范无法满足跟踪家抵御风压要求问题具体描述的考篇泥1笊支而上下局部压力系数往往为同一个数值，无法形成扭知角度范围较小大局部跟踪器转动角度是+/-60度，荷我规范最大角度只有45度忽视多排不同压力系数的特点 使用单一的压力系数忽视风致共振现象荷战规范规定，如果结构频率高于1也，那么不需要考虑风的共振效应，与实际情况不符忽视多面风向效应多数荷我规范提
13、供正面180度，和反面0度风向6勺系数，实际风速方向那么是360度资料来源:中国这筑荷教填范小树洞谈光伏支架,安信证券研究中心风洞测试是测试跟踪支架抵御风压能力的必要方式。流体力学方面的风洞测试指在风洞中安 珞飞行器或其他物体模型，研究气体流动及其与模型的相互作用，以了解实际飞行器或其他 物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法。而跟踪支架的风洞测试，指的那么是通静态 风荷载测试、动态风荷载测试、气动稳定性测试、气动弹性测试等方式，获得各受力点的压 力系数、扭矩系数和动态放大系数等。表3:风洞测试的主要工程测试学目获取主要数据数据作用辞态风荷栽测试各受力点压力系数、扭矩系数了解在蚌态情况下跟
14、踪支架各受力点的压力系数、扭矩系数动态风荷蛾测试动态放大系数考虑靖构的动态响应后，结构频率和结构阻尼比等对跟踪支架的影响气动稳定性测试气动稳定性系数获得各个排、各个角度的临界风速，并以此制定大风保护策略气动弹性测试颤振临界风速获得额振临界风速，并以此制定大风保护策略风洞测试形成数据较多，测试价格高昂。在风洞测试的数据基础上设计实际工程已成为一线 跟踪支架厂商共识，进行合理合规的风洞测试，方能保证计算满足实际工程的要求。而风洞 测试形成数据约有数百万组，对厂商数据处理能力提出较大考验，与此同时，目前国际上能 够完整进行高效风洞测试的厂商较少，主要有美国的CPP测试机构，每一次完成的测试需 要约数
15、十万美元，价格高昂，也对厂商的现金流提出挑战。32壁垒二：系统结构设计与排布公司在签订合同之前需要与客户进行大量的设计方案沟通，设计出高性价比的跟踪支架系统 方案。光伏跟踪支架主要运用在大型地面电站领域，由于不同的工程要求各异，因此要求跟 踪支架供应商具备强大的定制化产品设计能力，意味着光伏跟踪支架厂商需要通过大量的项 目积累及技术研发，形成整体的系统结构设计与排布能力。系统结构设计能够有效提升跟踪支架的稳定性。从系统结构设计来看，有效的系统结构设计 能够有效提升跟踪支架的稳定性。以跟踪支架厂商中信博的天智2产品为例，传统跟踪器在 大风环境中，由于立柱受力大，容易产生立柱变形的情况，而天智2的系统结构设计中通过 扭矩分摊的方式，减少立柱受力，增强其在极端环境下的适应能力，因此相较于传统的2V 跟踪器，天智2系统能够抵御最多超2倍的风速；与此同时，天智2采用了 9个立柱每套跟 踪器，208根基础每MW的布局方式，相较于传统1V和2V跟踪器，占据空间更少，布局 更为合理，整体系统的本钱得到一定程度的下降。图7:天智2解决传统跟踪器立柱受力大的痛点风荷载的扭矩分布图例资料来源：中信博新品发布会,安信证券研究中心,ill产昌发车会SN(C 2019传统2V跟踪器
