光伏行业发展前景及趋势预测

光伏行业发展前景及趋势预测

2020年12月12日，习近平主席在气候雄心峰会上宣布，到2030年，中国非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右。为达到此目标，在“十四五”期间，我国光伏年均新增光伏装机或将在70-110GW之间。

为达成2030年碳达峰，2060年前实现碳中和，光伏行业将成为长期处于高速发展的新能源行业之一，预期2027年将保持70-120GW左右的新增装机量，2027年我国光伏发电行业累计装机量可能在827-938GW之间。

央国企加速光伏制造

或配合产业配套，或保障供应链，在光伏制造领域，央国企开始动作频频。截至目前已有十余家央企和地方国企开展光伏制造项目，六大发电集团中仅大唐未见动作。其中华能与中南光电、华电、国家电投等也开始生产光伏支架。

值得重视的是，除了常见的合作模式外，自建模式逐渐增多。如国家电投以黄河公司为平台，涉及多晶硅、硅片、电池、组件、支架、光伏电站规划设计及建设、运行维护、检测评价及组件回收等全产业链。

2023年开年，国家电投再投5GWHJT光伏电池及组件。华能自建“华能智链光伏组件OEM生产线”。华电洪湖光伏发电暨光伏装备制造项目落户湖北洪湖市...

海上光伏项目起步

随着光伏电站用地矛盾凸显，沿海省份开始向深海挺进。

2022年，新能源标杆省份山东打响规模化海上光伏“第一枪”，将打造“环渤海、沿黄海”双千万千瓦级海上光伏基地，总装机规模高达42GW。

与此同时，首批桩基固定式海上光伏项目竞争配置，正式打响全国海上光伏“第一枪”，10个项目总规模高达11.25GW，由国家电投、国家能源集团、山东能源集团等19家“首吃螃蟹”。按照政策，2022年和2023年的开工规模分别为3.8GW和4.7GW。

序号	项目编号	投资主体
1	HG1	中国电力国际发展有限公司（牵头） 浙江正泰新能源开发有限公司
2	HG14	国家能源集团新能源有限责任公司（牵头） 远景能源有限公司
3	HG15	山东能源集团有限公司（牵头） 明阳智慧能源集团股份公司
4	HG16	国家能源投资集团有限责任公司（牵头） 万华化学集团股份有限公司 天合光能股份有限公司 中铁十四局集团有限公司
5	HG21	中国华能集团有限公司（牵头） 隆基绿能科技股份有限公司 山东海洋集团有限公司
6	HG30	中国广核集团有限公司
7	HG32	山东发展投资控股集团有限公司 国家电力投资集团有限公司 国家能源集团新能源有限责任公司
8	HG34	国家电力投资集团有限公司 力诺集团股份有限公司
9	HG37	中国电力建设股份有限公司 山东海洋集团有限公司
10	HG38	中国大唐集团有限公司 中国东方电气集团有限公司 隆基绿能科技股份有限公司

当然，需要重视的是，当下海上光伏在前期手续办理、项目施工建设、后期运维管理等各个阶段均存在着挑战。而行业困境也将进一步倒逼企业创新，新一轮海上竞赛鸣枪。

光伏支架的选择

根据市场调研和中国“十四五”规划，太阳能发电在“十四五”（2021~2025）期间，光伏发电总装机量会从2.3亿千瓦增长至5.51亿千瓦，平均每年的装机量为0.642亿千瓦（64.2GW）。

根据行业经验，每MW需求30~40吨光伏支架测算，每年光伏支架需求量为193~257万吨。目前市场上支架材料以钢、铝和复合材料为主。各具其优缺点：

钢材与铝材支架之间的优缺点

1、材料强度方面

支架一般采用Q235B钢材与铝合金挤压型材6063 T6，两者设计强度对比见下表：

表1：强度对比表（N/mm2）

材料名称	抗拉、抗压、抗弯	抗剪
钢材Q235B	215	125
6063 T6	150	85

强度方面，6063 T6铝合金大概为Q235 B钢材的68%-69%，所以一般在强风地区、跨度比较大等情况下钢材优于铝合金型材。

2、挠度变形方面

结构的挠度变形与型材的形状尺寸、弹性模量（材料固有的一个参数）有关系，与材料的强度没有直接联系。

表2：在同等的截面条件下两者的综合对比

材料名称	弹性模量	密度
钢材Q235B	206 GPa	7.85g/cm3
6063 T6	70GPa	2.71g/cm3

在同等条件下，铝合金型材变形量是钢材的2.9倍，重量是钢材的35%，造价方面在同等重量下，铝材是钢材的3倍。所以一般在强风地区、跨度比较大、造价方面等条件钢材优于铝合金型材。

3、防腐蚀方面

目前支架主要的防腐蚀方式钢材采用热浸镀锌55-80μm，铝合金采用阳极氧化5-10μm。

铝合金在大气环境下，处于钝化区，其表面形成一层致密的氧化膜，阻碍了活性铝基体表面与周围大气相接触，故具有非常好的耐腐蚀性，且腐蚀速率随时间的延长而减小。

钢材在普通条件下（C1-C4类环境），80μm镀锌厚度能保证使用20年以上，但在高湿度工业区或高盐度海滨甚至温带海水里则腐蚀速度加快，镀锌量需要100μm以上，并且需要每年定期维护。

在防腐蚀方面铝合金远远优异于钢材。

4、其他方面对比

外观：铝合金型材有很多种表面处理方式，如阳极氧化、化学抛光、氟碳喷涂、电泳涂漆等。外表美观并能适应各种强腐蚀作用的环境。

钢材则一般采用热浸镀锌、表面喷涂、油漆涂层等方式。外观差于铝合金型材。在防腐蚀方面也差于铝型材。

截面多样性：铝合金型材一般加工方式有挤压、铸造、折弯、冲压等方式。挤压生产是目前主流生产方式，通过开挤压模的方式，可以达到生产出任意任意截面型材，并且生产速度比较快。

钢材则一般采用辊压、铸造、折弯、冲压等方式。目前辊压是生产冷弯型钢的主流生产方式。截面则需要通过辊压轮组来调节，但一般机器定型后只能生产同类产品，尺寸方面调节，而截面形状无法改变，如C型钢、Z型钢等截面。辊压生产方式则比较固定，生产速度比较快。

5、综合性能对比

1. 铝合金型材质量轻、外表美观、防腐蚀性能极佳，一般用于对承重有要求的屋顶电站、强腐蚀环境、化工厂电站等采用铝合金做支架则会有更好的效果。
2. 钢材强度高、承受荷载时挠度变形小，一般用于普通情况下的电站或用于受力比较大的部件。
3. 造价方面：一般情况下，基本风压在0.6kN/m2，跨度在2m以下，铝合金支架造价为钢结构支架的1.3-1.5倍。在小跨度体系中，（如彩钢板屋顶）铝合金支架与钢结构支架造价相差比较小，并且在重量方面铝合金比钢支架要轻很多，所以非常适合用于屋顶电站。

在大风地区、跨度要求比较大则采用钢支架在经济上有明显的效益。

复合材料具有轻质高强、可设计性好、耐腐蚀、绝缘等特点，复合材料支架应运而生。

复合材料是由多种材料高温聚合而成，其质量受成型工艺、原辅材料、环境、工人素质等多方面因素影响，质量的不稳定及相关标准的缺失困扰着复合材料光伏支架的推广及应用，尤其是户外恶劣环境，抗老化性有待检验。

材质	密度g/cm3	元/吨	元/米	耐久年	优缺点
钢材（锌铝镁）	7.85	6500-8000	13-18	25	强度高，耐腐蚀差。适用风力大电站
铝材	2.71	24000	14-23	25	强度一般，耐腐蚀较好。适用分布式屋顶
复合材料	2.12	35000	12-30	30	强度高，耐腐蚀好。适应性强

综上所述 ，三种材料支架在内陆干燥地区均可适用。钢材支架是已知应用较早且获得认可的光伏支架。如果镀层低于65μm，3年左右会出现局部腐蚀，15年会发生严重腐蚀。

如果防腐涂层能达到30年耐久性，在海上光伏应用将成为首选。因为铝材抗风强度低，且成本较高；复合支架虽然宣传不错，成本比钢架高，实际应用效果有待检验，特别是耐老化性能。

确定目标市场

陆地光伏市场经过多年发展，空间会越来越小，海上光伏潜力巨大。陆地光伏支架现有的防腐工艺不适应海上环境。目前光伏尤其是海上光伏防腐还没有标准。推动并建立海上光伏防腐标准及体系，必将主导巨大的海上光伏市场。