Introducción de la industria de soporte fotovoltaico

Antecedentes de la industria:
Como el "esqueleto" de la estación de energía fotovoltaica, el soporte fotovoltaico está compuesto de acero al carbono galvanizado en caliente, zinc aluminio magnesio, aleación de aluminio y otros materiales de acero y accesorios de soporte, fáciles de montar y económicos y duraderos. Se utiliza para estabilizar y apoyar los paneles solares en una variedad de escenarios, incluyendo la azotea, el suelo y agrícola, carport y una gama de sistemas fotovoltaicos. Los soportes están disponibles en tipos fijos, flexibles y de seguimiento, el último de los cuales se puede ajustar estacionalmente para optimizar la iluminación. El acero es su principal materia prima, con el crecimiento de la capacidad instalada fotovoltaica, la demanda de acero para el soporte también está aumentando. La creciente demanda mundial de energía limpia impulsará aún más la expansión del mercado de soporte fotovoltaico. Con el fin de que la mayoría de las personas entiendan mejor el mercado de soporte fotovoltaico, verde Ji nueva energía colación especial de este artículo para el lector.

Introducción fotovoltaica del soporte:
Soporte fotovoltaico, también conocido como soporte de panel solar, es una instalación importante para instalar y soportar paneles solares. Es el "esqueleto" de las plantas de energía fotovoltaica, que proporciona un soporte estable y confiable para los módulos fotovoltaicos para garantizar que las plantas de energía fotovoltaica puedan operar de manera estable en una variedad de entornos. Los soportes fotovoltaicos generalmente están hechos de acero en forma de U de zinc aluminio magnesio o acero en forma de C y accesorios de conexión de soporte, lo que hace que el soporte no solo sea fácil de manejar y ensamblar, sino que también tiene las ventajas de fácil mantenimiento, larga vida útil y bajo costo económico.
La función principal del soporte fotovoltaico es fijar el módulo fotovoltaico en el techo, el suelo, el agua y otros escenarios de aplicación de la estación de energía fotovoltaica. Según los diferentes escenarios de aplicación, los soportes fotovoltaicos se pueden dividir en soportes de techo, soportes de suelo, soportes de sistemas fotovoltaicos agrícolas, etc. Por ejemplo, el sistema de generación de energía fotovoltaica en la azotea es instalar soportes fotovoltaicos y módulos fotovoltaicos en el techo del edificio, Que es muy común en edificios urbanos o lugares donde la tierra es relativamente apretada, y puede reducir grandemente los requisitos para el sitio. Las plantas de energía fotovoltaica de tierra generalmente se construyen en el suelo y consisten en módulos fotovoltaicos, estructuras de soporte y equipos eléctricos, que es una forma limpia, renovable y cada vez más común de construir plantas de energía fotovoltaica. De acuerdo con el método de instalación, el soporte fotovoltaico también se puede dividir en soportes fijos y soportes de seguimiento, los soportes fijos se dividen en soportes fijos ordinarios y soportes ajustables fijos, y la orientación del componente se ajusta manualmente de acuerdo con los cambios de luz en diferentes estaciones.

En el costo de fabricación de soportes fotovoltaicos, los costos de materia prima representan más del 70%, la mitad de los cuales proviene del acero. El acero es la principal materia prima del soporte fotovoltaico, y su consumo aumenta con el aumento de la capacidad instalada de las centrales fotovoltaicas. La parte de acero del soporte fotovoltaico incluye principalmente vigas, vigas inclinadas, tirantes inclinados, columnas, tirantes inclinados y otros componentes, que tienen forma de acero como material principal, incluido el acero en forma de C, acero en ángulo, acero en forma de H, etc. Por ejemplo, En un proyecto de estación de energía fotovoltaica utilizando una matriz vertical de 2*30, el consumo de acero de una matriz alcanzó 530,25 KG.
A medida que aumenta la demanda mundial de energía limpia, la generación de energía fotovoltaica como una forma importante de energía limpia, su capacidad instalada continúa creciendo. Esto ha llevado a la demanda incremental de acero para soportes fotovoltaicos también está aumentando. En China, por ejemplo, la nueva capacidad instalada fotovoltaica en 2021 alcanzó los 54880MW, si todos se convierten en acero, la nueva demanda es de aproximadamente 2,08 millones de toneladas. En el futuro, con la expansión continua de las centrales fotovoltaicas, la demanda de acero para soportes fotovoltaicos continuará aumentando.
En general, los soportes fotovoltaicos son una parte importante de las centrales fotovoltaicas, y su demanda incremental de acero aumenta con el aumento de la capacidad instalada de las centrales fotovoltaicas. En el futuro, con el mayor desarrollo y aplicación de energía limpia, la demanda del mercado de soportes fotovoltaicos continuará expandiéndose.

Tipo de soporte fotovoltaico:
El soporte fotovoltaico es un equipo especial diseñado e instalado en el sistema de generación de energía solar fotovoltaica para soportar, fijar y rotar módulos fotovoltaicos. Para lograr la mejor eficiencia de generación de energía de la estación de energía fotovoltaica, el soporte fotovoltaico debe combinarse con la topografía, el clima y las condiciones de los recursos de energía solar del sitio de construcción, y los módulos fotovoltaicos se fijan en una cierta orientación, disposición y espaciado. El soporte fotovoltaico se divide en soporte fijo y soporte de seguimiento según si la matriz fotovoltaica puede seguir el cambio del ángulo de incidencia solar. El soporte fijo se refiere a que la matriz fotovoltaica puede recibir radiación solar de manera fija del soporte, el diseño del soporte debe basarse en la ubicación geográfica local, el medio ambiente, el clima y otras condiciones, el soporte se mantiene a favor del área máxima para recibir radiación solar Ángulo, El soporte fijo se divide en el soporte fijo ordinario y el soporte ajustable fijo, para el soporte ajustable fijo, orientación componente se ajusta manualmente según cambios ligeros estacionales. El soporte de seguimiento se refiere a la matriz fotovoltaica puede ajustar el ángulo del soporte de cambio de ángulo solar, en comparación con el soporte fijo, el proceso de producción de soporte de seguimiento más diseño de control electrónico, toque de accionamiento, soporte de montaje de estos tres procesos, principalmente dividido en soporte de seguimiento de eje único plano, Soporte de seguimiento oblicuo de eje único y soporte de seguimiento de doble eje, utilizando el soporte de seguimiento para establecer un sistema de generación de energía fotovoltaica, su orientación de componentes se puede ajustar automáticamente de acuerdo con el estado de iluminación, lo que lo hace adecuado para terrenos complejos, y más utilizado en instalaciones fotovoltaicas centralizadas.

Estructura de costos del soporte PV:
En la composición de costos de todo el sistema de generación de energía fotovoltaica, el soporte fotovoltaico y su costo de instalación representaron el 16.3% del costo de inversión de la central eléctrica, solo superado por el módulo fotovoltaico y su costo de instalación. El soporte fijo fotovoltaico y el soporte de seguimiento incluyen materias primas, costos de galvanización externos, costos de fabricación y costos de mano de obra, porque el soporte de seguimiento contiene dispositivo de desaceleración rotativo, caja de control eléctrico y sistema de control inteligente coincidente, al mismo tiempo, la dificultad de producción del soporte de seguimiento es relativamente mayor, Los costos de mano de obra y de fabricación han aumentado en consecuencia, lo que resulta en mayores costos de producción. En el costo de producción del soporte fijo y el soporte de seguimiento, las materias primas representaron la mayor proporción, más del 60%, además de las materias primas, los costos de subcontratación de galvanizado representaron relativamente altos en el costo de producción, los costos de mano de obra y los costos de fabricación representaron relativamente bajos en el costo de producción; Al mismo tiempo, El soporte de seguimiento aumentó la parte de accionamiento, y el elemento de costo también aumentó el dispositivo de reducción rotativo y la caja de control eléctrico, lo que representa el 12,1% y el 9,9% del costo de producción, respectivamente. Limitado por el costo de producción, el precio unitario del soporte de seguimiento es a menudo aproximadamente 2 veces el del soporte fijo, y el precio promedio del soporte de seguimiento en China en 2021 es de aproximadamente 0,57 yuanes/W, y el precio promedio del soporte fijo es de aproximadamente 0,26 yuanes/W.

Estado del mercado de soporte fotovoltaico:
Los soportes de seguimiento pueden lograr una mayor eficiencia de generación de energía que los soportes fijos, pero debido a costos más altos y problemas de confiabilidad, la cuota de mercado aún se encuentra en un nivel bajo. En la actualidad, la tasa de penetración del soporte de seguimiento de China es baja, la demanda de soporte fijo en 2021 es de 46868MW, la demanda de soporte de seguimiento es de 8012MW, la tasa de penetración es de solo 14.6%, inferior al nivel promedio internacional de 37%, Pero también mucho más bajo que el nivel de Europa y los Estados Unidos, la tasa de penetración del soporte de seguimiento en Europa y los Estados Unidos se mantiene en más del 50%. Desde 2016, impulsado por el plan líder, la tasa de penetración de los soportes de seguimiento nacionales ha aumentado significativamente, pero después de 2019, la reducción de los proyectos de soporte de seguimiento en el plan líder y la existencia de problemas de consumo de energía en algunas partes del país han llevado a una disminución en la penetración. Desde la perspectiva del patrón competitivo de los soportes fotovoltaicos, la industria muestra una clara tendencia de concentración de cabeza, en 2021, CR3, CR5, CR10 respectivamente alcanzaron el 42.1%, 601.%, 81%, de los cuales CR5 y CR10 alcanzaron un nuevo máximo en seis años, Jiangsu Guoqiang Xingsheng, Zhongxinbo, Xingrun Hengxin son los tres principales fabricantes de soportes fotovoltaicos en China. Los envíos globales de sus soportes fotovoltaicos fueron de 11.950 MW, 6518MW y 5625MW, respectivamente.

Equipo de soporte fotovoltaico de acero debe tener el rendimiento:
Los requisitos de rendimiento del acero del soporte solar fotovoltaico son estrictos, el acero del equipo del soporte solar fotovoltaico debe tener las siguientes propiedades:

Resistencia a la tracción y límite elástico
El alto punto de rendimiento puede reducir la sección del componente de acero, reducir el peso estructural, ahorrar acero y reducir el costo general del proyecto. La alta resistencia a la tracción puede aumentar la reserva de seguridad general de la estructura y mejorar la confiabilidad de la estructura.

Plasticidad, tenacidad y resistencia a la fatiga
Una mejor plasticidad puede hacer que la estructura produzca una gran deformación antes de la falla, para que las personas puedan encontrar y tomar medidas correctivas a tiempo. Una mejor plasticidad puede también ajustar la tensión máxima local, sí la instalación del panel solar a menudo para ajustar el ángulo, el uso de la instalación forzada, y la plasticidad puede hacer la redistribución interna de la fuerza de la producción de la estructura, de modo que la estructura o un poco de la parte original de la concentración de la tensión tiende a ser uniforme, Mejorar la capacidad portante total de la estructura. Una mejor dureza puede hacer que la estructura absorba más energía cuando se daña bajo carga de impacto externa, especialmente la central eléctrica del desierto y la central eléctrica del techo con gran viento, el efecto de vibración del viento es obvio y la dureza del acero puede reducir efectivamente el grado de riesgo. Una mejor resistencia a la fatiga también puede hacer que la estructura tenga una gran capacidad para resistir cargas de viento alternas repetidas.

Procesabilidad
La buena trabajabilidad incluye trabajabilidad en frío, trabajabilidad en caliente y soldabilidad. El acero utilizado en la estructura de acero fotovoltaico no solo es fácil de procesar en diversas formas de estructuras y componentes, sino que también requiere que estas estructuras y componentes no tengan efectos adversos excesivos sobre la resistencia, la plasticidad, la tenacidad y la resistencia a la fatiga debido al procesamiento.

Vida de servicio
Dado que la vida útil de diseño del sistema solar fotovoltaico es de más de 20 años, la buena resistencia a la corrosión también es un indicador importante para medir la calidad del sistema de soporte. Si la vida útil del soporte es corta, está destinada a afectar la estabilidad de toda la estructura, lo que resulta en una extensión del período de recuperación de la inversión y una reducción en la vida útil de todo el sistema solar fotovoltaico.

Tendencias fotovoltaicas futuras que afectan al stent:
1, el aumento en la demanda del mercado para el soporte fotovoltaico es uno de los materiales auxiliares importantes de la fotovoltaica, su rendimiento afectará directamente la eficiencia de generación de energía y la eficiencia de inversión de la fotovoltaica, su demanda instalada es impulsada directamente por el nuevo PV instalado. La generación de energía fotovoltaica es uno de los métodos importantes de utilización de energía limpia para lograr el objetivo del pico de carbono y la neutralidad de carbono en China, de acuerdo con el "14 ° Plan Quinquenal" Plan de desarrollo de energía renovable, La generación de energía renovable de China representará el 50% del aumento total del consumo de electricidad en la sociedad durante el 14 ° Plan Quinquenal, el "Plan de acción de pico de carbono antes de 2030" planea que la capacidad instalada acumulada de energía fotovoltaica y eólica alcanzará 1200GW en 2030. La capacidad instalada acumulada de energía eólica y fotovoltaica casi se duplicará en 2021. En 2022, se construyó el primer lote de bases de energía eólica a gran escala en China, que promoverá el crecimiento significativo de la capacidad instalada fotovoltaica y luego promoverá el rápido crecimiento de los envíos de soporte fotovoltaico. En 2022, la nueva capacidad instalada fotovoltaica de China de 87.41GW, un aumento del 59.27%, en comparación con 2021 para lograr un crecimiento sustancial, los envíos de soporte fotovoltaico también lograrán un crecimiento sustancial. Según el pronóstico de CPIA, en 2030, la capacidad instalada fotovoltaica de China es de 120GW en un estado pesimista y 140GW en un estado optimista, y la capacidad instalada fotovoltaica de China crecerá año tras año en el futuro, lo que también impulsará la demanda de soportes fotovoltaicos para crecer año tras año.

2, fotovoltaica distribuida ampliamente utilizada fotovoltaica distribuida generalmente se refiere al uso de recursos distribuidos, instalados a pequeña escala, dispuestos cerca del usuario del sistema de generación de energía, principalmente se refiere a fotovoltaica residencial y comercial fotovoltaica; La fotovoltaica concentrada se refiere a la construcción concentrada de centrales fotovoltaicas en desiertos, Gobi, montañas, Agua y otros sitios, y la energía obtenida se incorpora directamente a la red nacional, y la red nacional suministra cargas de larga distancia a través del acceso a sistemas de transmisión de alto voltaje. Con la mejora continua de la tecnología de generación de energía fotovoltaica, la reducción de los costos de generación de energía y el aumento del apoyo a las políticas, como la implementación de proyectos de construcción fotovoltaica distribuida en todo el condado, la energía fotovoltaica distribuida se ha convertido en la fuerza principal de las nuevas instalaciones fotovoltaicas. En China, por ejemplo, impulsada por la política "fotovoltaica +" en 2019, la nueva capacidad instalada de energía fotovoltaica distribuida en el país alcanzó los 11,5 GW, un aumento del 17,4% interanual. En 2020, la capacidad instalada de energía fotovoltaica distribuida alcanzó los 22,78 GW, un aumento del 98,6%. La fotovoltaica distribuida se usa generalmente para soportes fijos, el uso generalizado de soportes fotovoltaicos distribuidos provocará un aumento en la demanda de soportes fijos, lo que puede conducir al estancamiento o incluso a la disminución de la tasa de penetración de los soportes fotovoltaicos, lo que se desvía de la tendencia de desarrollo de las regiones internacionales y europeas y americanas.

3. Los precios siguen cayendo
En los últimos años, bajo las necesidades de la industria fotovoltaica para reducir los costos y aumentar la eficiencia, el costo de la generación de energía fotovoltaica ha disminuido, principalmente por las siguientes tres razones: Primero, la escala de la industria fotovoltaica continúa expandiéndose, el volumen de producción ha aumentado significativamente, Con la expansión de la escala de producción, el costo de fabricación de los equipos fotovoltaicos también se ha reducido, el efecto de escala traído por la producción a gran escala puede reducir el costo de producción de materiales, componentes y equipos. El segundo es el progreso tecnológico, la tecnología fotovoltaica continúa innovando y progresando, se han introducido nuevos materiales, procesos y equipos, mejorando la eficiencia y el rendimiento de los sistemas de generación de energía fotovoltaica. El tercero es la competencia en el mercado: la industria fotovoltaica es altamente competitiva, varias empresas para competir por la participación en el mercado y el espacio de ganancias, innovar constantemente, mejorar la eficiencia de la producción y reducir los costos, la competencia en el mercado ha promovido el progreso tecnológico y la mejora del proceso de fabricación, reduciendo así el costo del sistema de generación de energía fotovoltaica. Con la promoción adicional del progreso tecnológico y la competencia en el mercado, el costo de la generación de energía fotovoltaica continuará reduciéndose, brindando perspectivas más amplias para el desarrollo de energía renovable, la generación de energía fotovoltaica será ampliamente utilizada y promovida en todo el mundo. El soporte fotovoltaico como material auxiliar importante de la energía fotovoltaica, en el contexto del costo total de la energía fotovoltaica, el costo del soporte fotovoltaico disminuirá gradualmente, y el precio del soporte fotovoltaico continuará disminuyendo. En 2021, el precio promedio del soporte de seguimiento de China es de aproximadamente 0,57 yuanes/W, y el precio promedio del soporte fijo es de aproximadamente 0,26 yuanes/W. Según el pronóstico de CPIA, para 2025, el precio promedio del soporte de seguimiento de China caerá a 0,46 yuanes/W, y el precio promedio del soporte fijo será de aproximadamente 0,24 yuanes/W.
 

Nueva demanda de acero para soportes fotovoltaicos:
Las materias primas de los soportes fotovoltaicos son básicamente de acero, que incluyen principalmente vigas, vigas inclinadas, tirantes inclinados, columnas, tirantes inclinados y otros componentes, con acero conformado como material principal, incluyendo acero en forma de C, acero angular, acero en forma de H, algunos soportes también utilizan tubos de acero y tubos rectangulares cuadrados. Wang Min y He Wenjun en el artículo "Comparación de la cantidad de acero utilizado en el soporte para la disposición horizontal y vertical de módulos fotovoltaicos", tomando como ejemplo un proyecto de una central fotovoltaica de 30MW en Vietnam, se calculó el soporte fotovoltaico para la disposición horizontal y vertical de los módulos fotovoltaicos y se analizó la cantidad de acero. En este proyecto de estación de energía fotovoltaica, 60 módulos fotovoltaicos están diseñados como una matriz con una capacidad instalada de 22.2KW, que incluye una matriz horizontal vertical de 2*30 y una matriz de 4*15. El peso total promedio de acero de una matriz es de 562,19 kg, entre los cuales la viga y la viga inclinada son de acero en forma de C con un peso de 473,48 kg, y la columna está hecha de tubería de acero. El peso es de 65,43 kg, y el acero de ángulo se utiliza para el refuerzo inclinado y la columna inclinada, y el peso es de 23,28 kg. Según los datos anteriores, se puede estimar que el consumo promedio de acero de soporte por MW de capacidad instalada fotovoltaica es de 25,33 toneladas, de las cuales el acero de tipo C es de 21,33 toneladas, Que representa el 84.22%, la tubería de acero es de 2,95 toneladas, que representa el 11.64%, el acero de ángulo es de 1,05 toneladas, que representa el 4.14%. En 2022, la nueva capacidad instalada fotovoltaica de China es de 87.408 MW, si todo se convierte en acero, la nueva demanda de acero para soportes fotovoltaicos en 2022 es de 2.213.500 toneladas.

Según el pronóstico de CPIA, desde un punto de vista optimista, de 2023 a 2027, la nueva capacidad instalada fotovoltaica global aumentará de 330GW a 516GW, CAGR de 6.59%, la nueva capacidad instalada anual promedio es de 406GW, la nueva demanda de acero es de 10.284 millones de toneladas, De los cuales el acero de tipo C es 8.662 millones de toneladas. La tubería de acero es de 1,1971 millones de toneladas, el acero angular es de 425.800 toneladas; La nueva capacidad instalada de PV de China aumentará de 120GW a 140GW, CAGR de 2.23%, la nueva capacidad instalada anual promedio es de 127GW, la nueva demanda de acero es de 3.216.900 toneladas, de las cuales 2.709.300 toneladas de acero de tipo C, 374.400 toneladas de tubos de acero, Ángulo de acero es 133.200 toneladas. Desde la situación pesimista, la nueva capacidad instalada fotovoltaica global aumentará de 280GW a 436GW, CAGR de 6.53%, la nueva capacidad instalada anual promedio es de 343.8GW, la nueva demanda de acero es de 870,85 millones de toneladas, de las cuales el acero de tipo C es de 7334.300 toneladas, la tubería de acero es de 1.013.700 toneladas, ángulo de acero es de 360.500 toneladas; La nueva capacidad instalada de PV de China aumentará de 95GW a 120GW, CAGR del 3,39%, la nueva capacidad instalada anual promedio es de 104GW, la nueva demanda de acero es de 2.634.300 toneladas, de las cuales el acero de tipo C es de 8.661.200 toneladas, la tubería de acero es de 1.197.100 toneladas, el acero angular es de 425.800 toneladas.

En el costo de producción del soporte fotovoltaico, la proporción de materias primas es la más alta, y las materias primas son básicamente acero, y el desarrollo futuro del soporte fotovoltaico tendrá un cierto impacto en la demanda incremental de acero. Soporte fotovoltaico es uno de los materiales auxiliares importantes de fotovoltaica, la tendencia de desarrollo futuro fotovoltaico afectará directamente a la demanda de soporte fotovoltaico, el crecimiento de la demanda del mercado promoverá directamente el crecimiento de los envíos de soporte fotovoltaico, la amplia aplicación de fotovoltaica distribuida puede hacer que la tasa de penetración del soporte se detenga o incluso disminuya, La reducción de costos generales fotovoltaicos y la demanda de eficiencia harán que el precio unitario del soporte fotovoltaico continúe disminuyendo. En general, la futura demanda de envíos de soportes fotovoltaicos continuará creciendo con la demanda instalada de energía fotovoltaica, lo que impulsará la demanda incremental de acero. Desde el punto de vista optimista, de 2023 a 2027, la nueva capacidad instalada anual promedio de fotovoltaica global es de 406GW, y la nueva demanda de acero es de 10.284 millones de toneladas; La capacidad instalada anual promedio de PV en China es de 127GW, y la nueva demanda de acero es de 3.216.900 toneladas. Desde la situación pesimista, la nueva capacidad instalada anual promedio fotovoltaica global es de 343.8GW, la nueva demanda de acero es de 8,7085 millones de toneladas, la nueva capacidad instalada anual promedio fotovoltaica de China es de 104GW, la nueva demanda de acero es de 2,6343 millones de toneladas.