一、光伏支架介紹

1、光伏支架類型

光伏支架是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中為了支撐、固定、轉(zhuǎn)動(dòng)光伏組件而設(shè)計(jì)安裝的特殊設(shè)備。為了使光伏電站達(dá)到最佳的發(fā)電效率，光伏支架需結(jié)合建設(shè)地點(diǎn)的地形地貌、氣候及太陽能資源條件，將光伏組件以一定的朝向、排列方式及間距予以固定。光伏支架以光伏陣列能否跟隨太陽入射角變化轉(zhuǎn)動(dòng)，分為固定支架和跟蹤支架。固定支架指光伏陣列能夠以固定方式接收太陽輻射的支架，支架的設(shè)計(jì)需要根據(jù)當(dāng)?shù)厮幍牡乩砦恢?、環(huán)境、氣候等條件，將支架保持在有利于最大面積接收陽光輻射的角度，固定支架分為普通固定式支架和固定可調(diào)式支架，對(duì)于固定可調(diào)式支架而言，組件朝向會(huì)根據(jù)不同季節(jié)的光照變化來進(jìn)行人工調(diào)整。跟蹤支架指使光伏陣列可隨太陽入射角變化而調(diào)整角度的支架，與固定支架相比，跟蹤支架制作工藝多了電控設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)觸及、配套組裝這三道工藝，主要分為平單軸跟蹤支架、斜單軸跟蹤支架和雙軸跟蹤支架，使用跟蹤支架建立的光伏發(fā)電系統(tǒng)，其組件朝向可以自動(dòng)根據(jù)光照狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整，這一優(yōu)點(diǎn)使其適用于復(fù)雜地形，并較多用于集中式光伏裝機(jī)。

2、光伏支架成本結(jié)構(gòu)

在整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本構(gòu)成中，光伏支架及其安裝成本在電站投資成本中占比為16.3%，僅次于光伏組件及其安裝成本。光伏固定支架和跟蹤支架都包括原材料、外協(xié)鍍鋅費(fèi)、制造費(fèi)用和人工成本，由于跟蹤支架包含回轉(zhuǎn)減速裝置、電控箱以及相匹配的智能控制系統(tǒng)，同時(shí)，跟蹤支架的生產(chǎn)難度相對(duì)更高，人工及制造費(fèi)用相應(yīng)亦有所增加，導(dǎo)致其生產(chǎn)成本會(huì)更高。在固定支架和跟蹤支架的生產(chǎn)成本中，原材料占比最高，超過了60%，除原材料外，外協(xié)鍍鋅費(fèi)用在生產(chǎn)成本中占比較高，人工成本和制造費(fèi)用在生產(chǎn)成本中占比較低；同時(shí)，跟蹤支架增加了驅(qū)動(dòng)部分，成本項(xiàng)中也相應(yīng)增加了回轉(zhuǎn)減速裝置和電控箱，分別占生產(chǎn)成本的12.1%和9.9%。受限于生產(chǎn)成本，跟蹤支架的單價(jià)往往在固定支架的2倍左右，2021年中國(guó)跟蹤支架價(jià)格平均約為0.57元/W，固定支架價(jià)格平均約為0.26元/W。

3、市場(chǎng)現(xiàn)狀

跟蹤支架相較于固定支架，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的發(fā)電效率，但是由于較高的成本以及可靠性問題，市場(chǎng)占比還處于一個(gè)較低的水平。目前，我國(guó)跟蹤支架的滲透率較低，2021年固定支架需求量為46868MW，跟蹤支架需求量為8012MW，滲透率僅為14.6%，低于國(guó)際平均水平37%，更是遠(yuǎn)低于歐美地區(qū)水平，歐美地區(qū)跟蹤支架的滲透率皆保持在50%以上。2016年開始，在領(lǐng)跑者計(jì)劃帶動(dòng)下，國(guó)內(nèi)跟蹤支架的滲透率曾顯著提升，但是在2019年后，領(lǐng)跑計(jì)劃中跟蹤支架項(xiàng)目的減少以及國(guó)內(nèi)部分地區(qū)存在電力消納問題，導(dǎo)致滲透率開始下滑。從光伏支架的競(jìng)爭(zhēng)格局來看，行業(yè)呈現(xiàn)出明顯的頭部集中態(tài)勢(shì)，2021年，CR3、CR5、CR10分別達(dá)到42.1%、601.%、81%，其中CR5和CR10創(chuàng)下了六年來的新高，江蘇國(guó)強(qiáng)興晟、中信博、新潤(rùn)恒信分別為中國(guó)光伏支架排名前三的廠商，其光伏支架全球出貨量分別為11950MW、6518MW、5625MW。

二、未來影響支架的光伏發(fā)展趨勢(shì)

1、市場(chǎng)需求增加

光伏支架是光伏的重要輔材之一，其性能將直接影響光伏的發(fā)電效益及投資效益，其裝機(jī)需求受光伏新增裝機(jī)的直接推動(dòng)。光伏發(fā)電是中國(guó)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的重要清潔能源利用方式之一，據(jù)《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》，中國(guó)可再生能源發(fā)電將在十四五期間占全社會(huì)用電增量的50%，《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》計(jì)劃2030年光伏與風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)將達(dá)到1200GW，風(fēng)電與光伏累計(jì)裝機(jī)相較于2021年將實(shí)現(xiàn)近似于翻倍的增長(zhǎng)。2022年，中國(guó)第一批大型風(fēng)光電基地已經(jīng)展開建，將推動(dòng)光伏裝機(jī)顯著增長(zhǎng)，進(jìn)而拉動(dòng)光伏支架出貨高速增長(zhǎng)。2022年，中國(guó)新增光伏裝機(jī)量為87.41GW，同比增長(zhǎng)59.27%，較2021年實(shí)現(xiàn)了大幅度的增長(zhǎng)，光伏支架的出貨量也會(huì)實(shí)現(xiàn)大幅增長(zhǎng)。根據(jù)CPIA的預(yù)測(cè)，2030年，中國(guó)光伏裝機(jī)量悲觀狀態(tài)下為120GW，樂觀狀態(tài)下為140GW，未來中國(guó)光伏裝機(jī)量會(huì)逐年增長(zhǎng)，這也必將會(huì)帶動(dòng)光伏支架需求的逐年增長(zhǎng)。

2、分布式光伏應(yīng)用廣泛

分布式光伏通常是指利用分散式資源，裝機(jī)規(guī)模較小的、布置在用戶附近的發(fā)電系統(tǒng)，主要是指居民光伏和商業(yè)光伏；集中式光伏是指在沙漠、戈壁、山地、水面等場(chǎng)地集中建設(shè)的光伏電站，所獲的電力直接并入國(guó)家電網(wǎng)，國(guó)家電網(wǎng)通過接入高壓輸電系統(tǒng)供給遠(yuǎn)距離負(fù)荷。隨著光伏發(fā)電技術(shù)的不斷提升帶來發(fā)電成本的降低，以及政策支持的加大，例如整縣推進(jìn)分布式光伏建設(shè)項(xiàng)目展開落實(shí)等，分布式光伏成為新增光伏裝機(jī)的主力。分布式光伏以中國(guó)為例，在2019年“光伏+”政策的推動(dòng)下，全國(guó)分布式光伏裝機(jī)新增容量達(dá)到11.5GW，同比增長(zhǎng)17.4%。而在2020年，分布式光伏的裝機(jī)容量更是達(dá)到了22.78GW，同比增長(zhǎng)了98.6%。分布式光伏通常采用的為固定支架，分布式光伏支架的廣泛運(yùn)用將會(huì)帶來固定支架需求量的上升，而這則有可能導(dǎo)致光伏支架滲透率停滯不前甚至出現(xiàn)下降，與國(guó)際和歐美地區(qū)的發(fā)展趨勢(shì)相背離。

3、價(jià)格不斷下探

近年來，在光伏行業(yè)降本增效的需求下，光伏發(fā)電的成本不斷下降，主要是以下三點(diǎn)原因：一是規(guī)模效應(yīng)，光伏行業(yè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)量大幅增加，隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，光伏設(shè)備的制造成本也隨之降低，大規(guī)模生產(chǎn)帶來的規(guī)模效應(yīng)可以降低材料、組件和設(shè)備的生產(chǎn)成本。二是技術(shù)進(jìn)步，光伏技術(shù)不斷創(chuàng)新和進(jìn)步，新的材料、工藝和設(shè)備被引入，提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率和性能。三是市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)：光伏行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，各個(gè)企業(yè)為了爭(zhēng)奪市場(chǎng)份額和利潤(rùn)空間，不斷推陳出新，提高生產(chǎn)效率和降低成本，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)推動(dòng)了技術(shù)進(jìn)步和制造過程的改進(jìn)，從而降低了光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本。隨著技術(shù)進(jìn)步和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的進(jìn)一步推動(dòng)，光伏發(fā)電的成本還將繼續(xù)降低，為可再生能源的發(fā)展提供更廣闊的前景，光伏發(fā)電在全球范圍內(nèi)將會(huì)得到廣泛應(yīng)用和推廣。光伏支架作為光伏重要的輔材，在光伏總體成本下降的背景下，光伏支架的成本也會(huì)逐漸下降，光伏支架的價(jià)格將不斷下探。2021年，中國(guó)跟蹤支架價(jià)格平均約為0.57元/W，固定支架價(jià)格平均約為0.26元/W。根據(jù)CPIA的預(yù)測(cè)，到2025年，中國(guó)跟蹤支架價(jià)格平均將會(huì)下降至0.46元/W，固定支架價(jià)格平均約為0.24元/W。

三、光伏支架用鋼新增需求測(cè)算

光伏支架的原材料基本均為鋼材，主要包括橫梁、斜梁、斜撐、立柱、斜拉桿等部件，以型鋼為主材，包含C型鋼、角鋼、H型鋼，部分支架也使用鋼管與方矩管。王敏和何文俊在《光伏組件橫排及豎排布置時(shí)支架用鋼量對(duì)比》文章中，以越南某30MW光伏電站項(xiàng)目為例，對(duì)光伏組件橫排和豎排布置分別計(jì)算光伏支架并進(jìn)行用鋼量分析。在這個(gè)光伏電站項(xiàng)目中，采用60塊光伏組件為一個(gè)陣列來設(shè)計(jì)，一個(gè)陣列的裝機(jī)容量為22.2KW，包括了豎排2*30橫排陣列和4*15陣列，平均一個(gè)陣列用鋼總重為562.19千克，其中橫梁和斜梁使用C型鋼，重量為473.48千克，立柱使用鋼管，重量為65.43千克，斜撐和斜立柱使用角鋼，重量為23.28千克。按照上述數(shù)據(jù)可以測(cè)算得出，平均每MW光伏裝機(jī)需要的支架消耗鋼材25.33噸，其中C型鋼為21.33噸，占比為84.22%，鋼管為2.95噸，占比為11.64%，角鋼為1.05噸，占比為4.14%。2022年，中國(guó)新增光伏裝機(jī)量為87408MW，若全部折算為鋼材，則新增2022年光伏支架的鋼材需求量為221.35萬噸。

根據(jù)CPIA預(yù)測(cè)，從樂觀的情況來看，2023年至2027年，全球光伏新增裝機(jī)量將從330GW提高至516GW，CAGR為6.59%，平均每年新增裝機(jī)量為406GW，新增鋼材需求量為1028.4萬噸，其中C型鋼為866.12萬噸，鋼管為119.71萬噸，角鋼為42.58萬噸；中國(guó)光伏新增裝機(jī)量將從120GW提高至140GW，CAGR為2.23%，平均每年新增裝機(jī)量為127GW，新增鋼材需求量為321.69萬噸，其中C型鋼為270.93萬噸，鋼管為37.44萬噸，角鋼為13.32萬噸。從悲觀的情況來看，全球光伏新增裝機(jī)量將從280GW提高至436GW，CAGR為6.53%，平均每年新增裝機(jī)量為343.8GW，新增鋼材需求量為870.85萬噸，其中C型鋼為733.43萬噸，鋼管為101.37萬噸，角鋼為36.05萬噸；中國(guó)光伏新增裝機(jī)量將從95GW提高至120GW，CAGR為3.39%，平均每年新增裝機(jī)量為104GW，新增鋼材需求量為263.43萬噸，其中C型鋼為866.12萬噸，鋼管為119.71萬噸，角鋼為42.58萬噸。

光伏支架的生產(chǎn)成本中，原材料的占比最高，原材料基本均為鋼材，光伏支架未來的發(fā)展?fàn)顩r將會(huì)對(duì)鋼材的增量需求產(chǎn)生一定的影響。光伏支架是光伏重要的輔材之一，光伏未來的發(fā)展趨勢(shì)會(huì)直接影響著光伏支架的需求情況，市場(chǎng)需求的增長(zhǎng)將會(huì)直接推動(dòng)光伏支架的出貨增長(zhǎng)，分布式光伏的廣泛應(yīng)用可能會(huì)導(dǎo)致支架滲透率停滯不前甚至出現(xiàn)下降，光伏整體降本增效需求下會(huì)使得光伏支架的單價(jià)不斷下探?？傮w而言，未來光伏支架的出貨需求會(huì)隨著光伏的裝機(jī)需求不斷增長(zhǎng)，從而帶動(dòng)著鋼材的增量需求。從樂觀的情況來看，2023年至2027年，全球光伏平均每年新增裝機(jī)量為406GW，新增鋼材需求量為1028.4萬噸；中國(guó)光伏平均每年新增裝機(jī)量為127GW，新增鋼材需求量為321.69萬噸。從悲觀的情況來看，全球光伏平均每年新增裝機(jī)量為343.8GW，新增鋼材需求量為870.85萬噸，中國(guó)光伏平均每年新增裝機(jī)量為104GW，新增鋼材需求量為263.43萬噸。