光伏支架作为光伏电站的“骨骼”，由锌铝镁材质的型钢和支撑配件组成，易于组装且经济耐用。它用于在各种场景中稳定支撑太阳能电池板，包括屋顶、地面和农业光伏系统。支架分为固定和跟踪两种，后者可随季节调整以优化光照。钢材是其主要原料，随着光伏装机的增长，支架的钢材需求也不断上升。全球清洁能源需求的增加将进一步推动光伏支架市场的扩展。为了让广大读者更好的了解光伏支架市场，扑克百家研究院特整理本文，以飨读者。
光伏支架介绍
光伏支架，也被称为太阳能电池板支架，是用于安装、支撑太阳能电池板的重要设施。它是光伏电站的“骨骼”，为光伏组件提供稳定、可靠的支撑，确保光伏电站在各种环境中都能稳定运行。光伏支架通常由锌铝镁材质的U型钢或C型钢以及支撑连接配件等组合而成，这种设计使得支架不仅易于搬运和组装，还具有易维护、使用寿命长、经济成本低等优点。
光伏支架的主要功能是将光伏组件固定在屋顶、地面、水面等各种光伏电站应用场景中。根据应用场景的不同，光伏支架可以分为屋顶支架、地面支架、农业光伏系统支架等。例如，屋顶光伏发电系统就是将光伏支架及光伏组件安装在建筑物屋顶上，这种方式在城市建筑或用地较为紧张的地方非常常见，可以大大降低对场地的要求。地面光伏电站则通常在地面上建造，由光伏组件、支架结构和电气设备组成，是一种清洁、可再生且越来越普遍的光伏电站建造方式。根据安装方式，光伏支架还可以分为固定支架和跟踪支架，固定支架分为普通固定式支架和固定可调式支架，组件朝向根据不同季节的光照变化进行人工调整。
在光伏支架的制造成本中，原料成本占据了七成以上，其中一半来源于钢材。钢材是光伏支架的主要原材料，其用量随着光伏电站装机容量的增加而增加。光伏支架的钢材部分主要包括横梁、斜梁、斜撑、立柱、斜拉杆等部件，这些部件以型钢为主材，包含C型钢、角钢、H型钢等。例如，在一个采用竖排2*30阵列的光伏电站项目中，一个阵列的钢材用量就达到了530.25KG。
随着全球对清洁能源的需求增加，光伏发电作为一种重要的清洁能源形式，其装机容量也在持续增长。这导致了光伏支架的钢材增量需求也在不断增加。以中国为例，2021年新增光伏装机量达到了54880MW，若全部折算为钢材，新增需求约208万吨。未来，随着光伏发电站的持续扩容，光伏支架的钢材需求量还将继续增加。
总的来说，光伏支架是光伏电站的重要组成部分，其钢材增量需求随着光伏电站装机容量的增加而增加。在未来，随着清洁能源的进一步发展和应用，光伏支架的市场需求还将继续扩大。
光伏支架类型
光伏支架是太阳能光伏发电系统中为了支撑、固定、转动光伏组件而设计安装的特殊设备。为了使光伏电站达到最佳的发电效率，光伏支架需结合建设地点的地形地貌、气候及太阳能资源条件，将光伏组件以一定的朝向、排列方式及间距予以固定。光伏支架以光伏阵列能否跟随太阳入射角变化转动，分为固定支架和跟踪支架。固定支架指光伏阵列能够以固定方式接收太阳辐射的支架，支架的设计需要根据当地所处的地理位置、环境、气候等条件，将支架保持在有利于最大面积接收阳光辐射的角度，固定支架分为普通固定式支架和固定可调式支架，对于固定可调式支架而言，组件朝向会根据不同季节的光照变化来进行人工调整。跟踪支架指使光伏阵列可随太阳入射角变化而调整角度的支架，与固定支架相比，跟踪支架制作工艺多了电控设计、驱动触及、配套组装这三道工艺，主要分为平单轴跟踪支架、斜单轴跟踪支架和双轴跟踪支架，使用跟踪支架建立的光伏发电系统，其组件朝向可以自动根据光照状态进行调整，这一优点使其适用于复杂地形，并较多用于集中式光伏装机。
光伏支架成本结构
在整个光伏发电系统的成本构成中，光伏支架及其安装成本在电站投资成本中占比为16.3%，仅次于光伏组件及其安装成本。光伏固定支架和跟踪支架都包括原材料、外协镀锌费、制造费用和人工成本，由于跟踪支架包含回转减速装置、电控箱以及相匹配的智能控制系统，同时，跟踪支架的生产难度相对更高，人工及制造费用相应亦有所增加，导致其生产成本会更高。在固定支架和跟踪支架的生产成本中，原材料占比最高，超过了60%，除原材料外，外协镀锌费用在生产成本中占比较高，人工成本和制造费用在生产成本中占比较低；同时，跟踪支架增加了驱动部分，成本项中也相应增加了回转减速装置和电控箱，分别占生产成本的12.1%和9.9%。受限于生产成本，跟踪支架的单价往往在固定支架的2倍左右，2021年中国跟踪支架价格平均约为0.57元/W，固定支架价格平均约为0.26元/W。
市场现状
跟踪支架相较于固定支架，能够实现更高的发电效率，但是由于较高的成本以及可靠性问题，市场占比还处于一个较低的水平。目前，我国跟踪支架的渗透率较低，2021年固定支架需求量为46868MW，跟踪支架需求量为8012MW，渗透率仅为14.6%，低于国际平均水平37%，更是远低于欧美地区水平，欧美地区跟踪支架的渗透率皆保持在50%以上。2016年开始，在领跑者计划带动下，国内跟踪支架的渗透率曾显著提升，但是在2019年后，领跑计划中跟踪支架项目的减少以及国内部分地区存在电力消纳问题，导致渗透率开始下滑。从光伏支架的竞争格局来看，行业呈现出明显的头部集中态势，2021年，CR3、CR5、CR10分别达到42.1%、601.%、81%，其中CR5和CR10创下了六年来的新高，江苏国强兴晟、中信博、新润恒信分别为中国光伏支架排名前三的厂商，其光伏支架全球出货量分别为11950MW、6518MW、5625MW。
太阳能光伏支架设备钢材应具有什么性能
太阳能光伏支架对钢材性能的要求严格，太阳能光伏支架设备钢材应具有以下性能：
未来影响支架的光伏发展趋势
光伏支架用钢新增需求测算
光伏支架的原材料基本均为钢材，主要包括横梁、斜梁、斜撑、立柱、斜拉杆等部件，以型钢为主材，包含C型钢、角钢、H型钢，部分支架也使用钢管与方矩管。王敏和何文俊在《光伏组件横排及竖排布置时支架用钢量对比》文章中，以越南某30MW光伏电站项目为例，对光伏组件横排和竖排布置分别计算光伏支架并进行用钢量分析。在这个光伏电站项目中，采用60块光伏组件为一个阵列来设计，一个阵列的装机容量为22.2KW，包括了竖排2*30横排阵列和4*15阵列，平均一个阵列用钢总重为562.19千克，其中横梁和斜梁使用C型钢，重量为473.48千克，立柱使用钢管，重量为65.43千克，斜撑和斜立柱使用角钢，重量为23.28千克。按照上述数据可以测算得出，平均每MW光伏装机需要的支架消耗钢材25.33吨，其中C型钢为21.33吨，占比为84.22%，钢管为2.95吨，占比为11.64%，角钢为1.05吨，占比为4.14%。2022年，中国新增光伏装机量为87408MW，若全部折算为钢材，则新增2022年光伏支架的钢材需求量为221.35万吨。
根据CPIA预测，从乐观的情况来看，2023年至2027年，全球光伏新增装机量将从330GW提高至516GW，CAGR为6.59%，平均每年新增装机量为406GW，新增钢材需求量为1028.4万吨，其中C型钢为866.12万吨，钢管为119.71万吨，角钢为42.58万吨；中国光伏新增装机量将从120GW提高至140GW，CAGR为2.23%，平均每年新增装机量为127GW，新增钢材需求量为321.69万吨，其中C型钢为270.93万吨，钢管为37.44万吨，角钢为13.32万吨。从悲观的情况来看，全球光伏新增装机量将从280GW提高至436GW，CAGR为6.53%，平均每年新增装机量为343.8GW，新增钢材需求量为870.85万吨，其中C型钢为733.43万吨，钢管为101.37万吨，角钢为36.05万吨；中国光伏新增装机量将从95GW提高至120GW，CAGR为3.39%，平均每年新增装机量为104GW，新增钢材需求量为263.43万吨，其中C型钢为866.12万吨，钢管为119.71万吨，角钢为42.58万吨。
光伏支架的生产成本中，原材料的占比最高，原材料基本均为钢材，光伏支架未来的发展状况将会对钢材的增量需求产生一定的影响。光伏支架是光伏重要的辅材之一，光伏未来的发展趋势会直接影响着光伏支架的需求情况，市场需求的增长将会直接推动光伏支架的出货增长，分布式光伏的广泛应用可能会导致支架渗透率停滞不前甚至出现下降，光伏整体降本增效需求下会使得光伏支架的单价不断下探。总体而言，未来光伏支架的出货需求会随着光伏的装机需求不断增长，从而带动着钢材的增量需求。从乐观的情况来看，2023年至2027年，全球光伏平均每年新增装机量为406GW，新增钢材需求量为1028.4万吨；中国光伏平均每年新增装机量为127GW，新增钢材需求量为321.69万吨。从悲观的情况来看，全球光伏平均每年新增装机量为343.8GW，新增钢材需求量为870.85万吨，中国光伏平均每年新增装机量为104GW，新增钢材需求量为263.43万吨。
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