伴隨著全球氣候劇烈變化,如何應對極端氣候挑戰已經成為光伏領域不可回避的話題。
根據為40個國家超100GW可再生能源項目提供保險的GCube Insurance統計,2018年-2023年間,單由冰雹災害導致的光伏資產索賠金額占比就高達54%。以冰雹災害頻發的美國德克薩斯州100MW光伏電站項目為例,冰雹災害造成的年均光伏資產損失達469萬美元。
3月26日,在中國光伏行業協會主辦的“2025光伏市場發展論壇”上,天合光能重磅發布極端氣候解決方案,面向冰雹、強風、暴雪等極端氣候環境,最大化保護光伏電站資產安全,以更高的系統價值和更安心的交付服務賦能客戶。
“以美國德克薩斯州冰雹頻發地區100MW光伏電站項目為例,使用天合光能極端氣候解決方案,年均光伏資產損失可降低94%。”據天合光能戰略、產品與市場負責人張映斌博士介紹,天合光能極端氣候解決方案以極御組件和智能跟蹤雙核驅動,高效防護頻發的極端天氣。極御組件玻璃厚度提升25%,抗能量沖擊能力與傳統同版型組件相比提升2.5倍。同時,創新邊框設計強化組件載荷能力,進一步保障解決方案的穩定性和可靠性。
在活動現場,張映斌博士就極端氣候挑戰及應對策略、創新方向、市場需求與趨勢、行業生態等都做出了詳盡解答,相信對讀者會有一些借鑒意義,以下是張映斌博士接受采訪的部分內容。
Q:天合光能推出極端氣候解決方案,是出于什么考慮和背景?
張映斌:隨著全球氣候變暖,極端氣候事件頻發,全球光伏資產面臨極端氣候挑戰,比如暴雪、臺風、冰雹等時有發生,而隨著全球光伏裝機規模變大,普通光伏組件一旦遭遇極端氣候,很多光伏電站資產很容易受到重大損失,如今潛在風險發生的概率越來越大,但還沒有引起市場足夠重視。
所以從真正客戶需求考慮,相應的解決方案勢在必行。天合光能開行業之先河,推出極端氣候解決方案,希望從極端氣候切入細分場景,進行新的潛力挖掘。其實也體現了天合光能對于全球各種光伏應用場景,尤其是極端氣候下的長期可靠性的前瞻洞察與引領。
Q:極端氣候應用場景的市場規模有多大?
張映斌:現在我們初步估計受極端氣候影響的規模超百吉瓦,未來的規模會越來越大。
一是全球氣候變化導致極端氣候頻度和烈度有提高的趨勢,二是過去我們基本是根據氣候條件“被動”的安裝,電站開發會避開極端氣候區域,現在隨著光伏全球應用需求增多,氣候條件比較好的光伏用地基本都用完了,所以未來需要那些氣候條件相對不那么好的地區建設光伏電站,因此受極端氣候影響的規模還會持續增長。
Q:天合光能的極端氣候解決方案跟傳統的解決方案相比,有哪些獨特的優勢?
張映斌:我們極端氣候解決方案是雙核驅動。首先是組件本身可靠性要夠強,解決方案里組件的名字是極御組件,意思是極端氣候防御。極御組件的玻璃厚度提升了25%,邊框設計優化使組件的載荷能力也提升了50%以上。更重要的是我們的跟蹤(支架)的軟件算法,集成了抗冰雹,抗大風,大雪除雪等偏轉保護姿態,當極端天氣發生時,結合天合智慧云平臺,可以自動進行防護。如冰雹災害可以偏轉到大角度防護傾角,避免冰雹正面沖擊,大幅度減輕冰雹的沖擊損害;大風天氣根據不同風速靈活御風,兼顧防護及發電量;以及大雪天氣當積雪達到一定厚度時,可以一鍵大角度偏轉除雪。此外,我們的解決方案系統發電性能層面也表現優異, 我們的組件搭配i-TOPCon Ultra技術,組件功率進一步提升,雙面率提升5%,具備較XBC技術路線更優的低輻照性能,我們的跟蹤支架智能算法還可以提升有陰影、陰天以及復雜地形下的發電效率,并實現高電價時段多發電以及生命周期內更多發電量。
軟件與硬件的結合,是本次發布的極端氣候解決方案的最大特點。這樣一來電站資產安全與客戶未來收益都有了保障。相當于在整個光伏電站生命周期內,客戶綜合價值都能得到最大化保障和體現。
Q:天合光能極端氣候解決方案是否會增加光伏電站投資成本?怎樣在提升可靠性和控制成本之間取得平衡?
張映斌:成本是略有增加的。但是,在新能源電力進行市場化交易的新政下,跟蹤支架的價值需要重新評估和思考。過去國內跟蹤支架系統研究起步晚,對于風工程研究、標準和核心零部件的理解、長期可靠性研究不足。部分項目趕工等導致施工質量參差不齊,故障率高,穩定性差引起終端客戶很多擔心。在保障性小時且固定電價的模式下,跟蹤支架超發部分缺乏合適消納渠道,同時沒有體現出靈活調節能力。但目前在政策與市場新發展形勢下,跟蹤支架的價值在持續提升,比如根據“136號文件”,如果電站早晚發更多電的,意味著客戶獲得更高收益,而跟蹤支架較固定支架可以顯著提升早晚時段的發電量,市場交易導致電價差異越明顯的區域,跟蹤支架體現的價值度是越高的。同時采用天合光能極端氣候解決方案的綜合度電成本是下降的。以位于澳大利亞昆士蘭州的光伏電站項目為例,天合光能極端氣候解決方案不僅有效應對當地頻發的冰雹天氣,還憑借卓越的產品性能和智能算法,為用戶創造更高的價值——項目綜合客戶價值提升0.1652¥/W,度電成本降低2.84%。
也許有人說遇到極端氣候災害的頻率不高,但在光伏電站未來二三十年的生命周期里,如果遭受10年一遇的臺風或大雪,業主的損失都是巨大的。
在整個裝機成本如此低的情況下,反而是生命周期的運維及資產安全更重要。所以我們認為,特別是現在用地緊張且有各方面限制的情況下,只要有潛在極端氣候風險的區域,建議應該考慮采用極端氣候解決方案以保障資產安全及收益。
Q:市場上也有一些以極端天氣為賣點的組件產品,我們如何精準的去判斷組件是否真正的具備較好的耐候性?
張映斌:現在市面上所謂的極端氣候組件,能夠一定程度上提供保護,但是不能從根本上最大化保護。比如在美國德克薩斯的模擬,65mm的冰雹來的時候,目前的(市場)組件基本都破碎了。如果只采用組件的方案,比如我們的極御組件,能降低光伏電站59%資產損失,但是還不能夠徹底解決問題,或者說它的保護力度是有限的。當單一的產品不能完全勝任的時候,我們就需要從整體解決方案這一更高維度去進行完善。
判斷產品是否具有較好的耐候性,需要看這個產品有沒有針對可靠性做一些極端的加嚴測試。而真正重要的是必須加上算法實現靈活應對。比如十幾級臺風來的時候,如果調整組件角度和風向是平行的,風對組件的壓強力度就變小了,這樣才能又更好的防御效果。
天合光能極端氣候解決方案正面最高可抗擊直徑55mm冰雹,在60°傾角保護下最高可抗擊直徑75mm冰雹。
面對強風災害,在固定支架安裝場景,極端氣候解決方案最高可承受+8000/-6000Pa風壓。在跟蹤支架安裝場景,天合跟蹤支架搭配極御組件高強結構創新設計,機械載荷承載力達到+3600/-3000Pa,同時可采取分級保護策略,避險的同時最大化保障項目發電收益。
面對暴雪災害,在固定支架安裝場景,極端氣候解決方案最高可抵御2.2米不均勻雪載。在跟蹤支架場景,極端氣候解決方案智慧云平臺實時監測雪厚信息,運維人員可一鍵除雪,有效避免雪載對組件、支架質量威脅,同時提升運維效率,確保系統穩定運行。
Q:在極端氣候的解決方案當中,怎么樣來運用AI技術來升級產業價值?
張映斌:我們發現不同場景的算法是不一樣的,所以說基于不同的應用場景,必須有足夠多的大數據,在某種場景下應該采用什么算法,這都是需要大量積累的。天合光能極端氣候解決方案中的天合智慧云平臺、SuperTrack智合算法和傳感器等,實際上就是與AI的極致結合,比如冰雹氣候跟蹤支架進入60°大角度保護姿態,降低沖擊力;比如強風來襲,觸發保護機制根據不同風速時偏轉到保護角度;在遭遇暴雪氣候時,當雪厚達到設定條件,將觸發暴雪警報,現場運維人員可一鍵下達除雪指令,及時清除組件表面遮擋,避免遮擋帶來的發電量損失。我認為未來會做得越來越好、越來越精細。
Q:在電站投資運營中,綜合效率和實際發電和投資收益的平衡非常重要。天合是怎樣實現三者的最佳平衡?
張映斌:無論是正面發電還是背面發電,都是電。所以綜合效率和綜合功率必須重視起來。我們做了模擬,在TOPCon 2.0時代,即使按645W功率來算,再加上背面帶來的增益,TOPCon的綜合功率和效率跟BC的24.2%效率是基本持平的,真正交付到客戶手上的綜合功率其實是一樣的。
事實上,考慮到組件的低輻照性能對于發電量也有影響。得益于i-TOPCon Ultra組件更高功率、更高效率、更高雙面率,優異的低輻照性能和可靠性表現,綜合發電能力更高,早晚及陰天時,能獲得更高的發電量。而天合跟蹤搭載SuperTrack智合算法,相比傳統天文算法,通過融合AI、大數據技術,不僅能提升高散射輻照氣候條件下的發電量,還減少復雜地勢下的遮擋發電損失,滿足多種項目場景需求。
天合1P跟蹤支架更可以依據智能算法早晚靈活調節角度,在電價更高的早晚時段提升10%發電量,使每度電加權售價提高至少1.1分/度。
因此,對于客戶而言,綜合效率和發電量都很重要。我們一直強調說,產品既要綜合效率高,同時要發電高,這才是最好、最重要的。
Q:去年下半年的時候,天合宣布了新的戰略方向,即產品領先和解決方案領先。公司戰略調整背后是如何思考的?由制造企業轉型為解決方案提供商,是不是未來產業發展趨勢?天合如何打造自己的競爭優勢?
張映斌: 基于全球不同細分場景的需求越來越多元,從“單一性”走向“系統性”,以模式創新實現差異化發展是大勢所趨,我們認為向解決方案轉型是在行業內卷式競爭中的高維度破局之路,也是創造價值、走出光伏產業高質量之路的關鍵要素。此次極端氣候解決方案再為行業樹立新標桿。
但戰略轉向解決方案,對企業要求的綜合能力越來越高。一般的小公司可能無法做到。而天合光能早在10年前就前瞻性布局解決方案,在堅守光伏產品保持全球領先地位的基礎上,不斷加強在光伏系統、跟蹤支架、儲能、智慧能源等方面的全面布局。天合光能的光儲一體化解決方案已成為行業焦點,解決方案業務收入已超公司整體收入30%,成為公司第二增長曲線。我們此次的戰略調整將引領行業走向更高遠的未來。