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光伏支架:光伏电站建设的核心环节,国产替代迎来黄金机遇

2021-10-15 04:29

文 / 乐晴智库   编辑 / 庄梅

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  光伏支架是支撑光伏组件的骨骼,其性能直接影响光伏电站的运行稳定性、发电效率和投资收益,在光伏电站建设中发挥着重要作用。

  光伏支架是用于安装、支撑和固定光伏组件的特殊功能支架。根据能否跟随太阳转动,可分为固定支架和跟踪支架。

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  目前,增加发电的主要手段是双玻璃、跟踪支架、更高效的电池和组件。

  跟踪支架与双玻璃的配合可以减少组件与太阳直射光的夹角,获得更多的太阳辐射,提高发电量,有效提高发电效率。

  使用跟踪支架的电站需要增加一定的前期投资成本,并承担一定的设备运行风险和后期维护成本。从长远来看,更有利于电站业主获得最大的经济效益,降低电力成本。

  据CPIA数据显示,2020年跟踪支架占总系统成本的12.98%,仅次于组件成本和建筑安全成本。

  跟踪支架示意图:

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  光伏支架市场规模

  根据GTM Research数据,2019年全球跟踪支架约占40%。其中,美国是世界上最大的跟踪支架市场,2019年美国地面电站跟踪支架的渗透率为70%。

  近年来,许多新兴光伏市场,尤其是亚洲、澳大利亚和非洲,对跟踪支架的需求也迅速增加。

  在过去的几年里,由于成本相对较高,跟踪支架在中国的应用很少,国内跟踪支架品牌的全球话语权相对较小,企业占据的市场份额较低,使用主要集中在示范和领先项目上。

  根据中国光伏产业协会(CPIA),2019年中国跟踪光伏支架的渗透率约为16%。预计随着光伏发电平价时代的到来,2022年跟踪支架国内市场渗透率有望达到30%,未来将提高到50%以上。

  GTM Research预计2025年全球跟踪支架新增装机容量为110GW,市场空间接近600亿元,因为成本下降,稳定性解决,双面组件应用。

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  光伏支架产业链

  光伏支架上游主要是钢材等大宗金属材料和旋转减速器等机电部件,上游整体市场结构分散,供应充足。下游客户主要是光伏电站开发商和EPC承包商,一般规模较大,集中度较高。

  根据中信博的数据,固定支架成本的72.29%是原材料,19.04%是外部镀锌费;在跟踪支架中,原材料占82.89%,外部镀锌费占7.88%。

  在采购方面,原材料所在行业处于充分竞争状态,对支架企业没有约束;生产方面,支架生产设备投资高,是重资产行业,海外龙头企业多采用外包生产方式。

  光伏支架产业上下游图示:

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  在传统观点中,光伏支架被认为是一种原始的锻造工艺,即核心是通过钢结构的焊接和布置来完成整个电站光伏支架的工作,因此壁垒较低。

  与固定支架不同,跟踪支架在实际应用中有四个核心壁垒:(1)风工程和风洞测试;(2)系统结构设计和布置;(3)算法和AI应用;(4)可融资性和项目背书。

  跟踪支架主要由结构系统(可旋转支架)、驱动系统、控制系统(包括通信控制箱、传感器、云平台、电控箱等部件)三部分组成。

  需要根据项目现场的具体情况,设计定制部件并有机结合,形成完整的跟踪支架系统解决方案。

  光伏支架设计流程图:

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  资料来源:中信博公告

  光伏支架市场格局

  截至2020年底,全球十大跟踪支架厂商累计出货量约为113GW,2020年新增出货量约为40GW,约占全球总出货量的90%。

  总体而言,NEXTracker排名第一,市场份额保持在29%;ArrayTechnologies排名第二,市场份额约为17%;PVHardware排名第三。

  在国内厂商中,中信博和天合光能分别是国内两家主要的跟踪支架厂商,中信博以8%的市场份额排名第四;天合光能(2018年和2020年先后收购西班牙光伏支架企业Nclave100%的股权)以4%的市场份额排名第八。

  国内跟踪支架部分品牌:

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  中信博是世界领先的光伏跟踪支架系统、固定支架系统和BIPV系统制造商和解决方案提供商。截至2020年底,中信博已安装近32GW,并在全球近40个国家市场成功安装近1100个项目。

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  资料来源:Wood Mackenzie,中信博招股说明书

  天合光能分销渠道中,天合光能分销渠道布局分散,在世界各地表现良好,其中亚洲市场、拉丁美洲市场、欧洲市场和中东市场的出货量排名前五,分别占12%/5%/12%/4%。

  天合光能在2018年和2020年分两次收购Nclave共计100%的股权后,实现了技术、管理和渠道的立体整合。

  此外,清源、爱康科技、拓日新能、振江等上市公司也有光伏支架相关业务。

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  未来,全球光伏新增装机将继续增加。在此基础上,虽然大型地面电站的装机份额略有下降,但仍占50%以上。与固定支架的效益相比,跟踪支架的渗透率不断提高,2025年达到80%。

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