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支架系统、电力电子和逆变器怎样才能彼此间产生互动，从而达到更高的效能，以及这些创新技术怎样才能提高产品的整体性能，并降低产品的成本，对于太阳能产业的未来是至关重要的。即太阳能光伏发电系统新的安装解决方案对于降低系统平衡成本有着很大的帮助。
当谈到降低太阳能光伏发电系统的系统平衡成本（BOS），人们关注的重点往往是削减材料、运输和人工等方面的支出。而电池板边缘的设计和支架安装等方面的技术创新也是在为实现这一目标所进行的努力。
起初作为一家太阳能系统安装公司，美国西屋太阳能公司（Westinghouse Solar）很快就意识到了，想要保证所有用于进行太阳能组件安装的零件和部件到位—并从这个过程之中获利是极具挑战性的。该公司的市场营销副总裁Gary Mull先生说一个很好的比喻是就像是你买了一辆汽车而第二天送到你车道上的却是一堆盒子，你还需要请工程师来进行组装。
“我们意识到有必要对这个过程进行优化，所以我们设计了一种完全能够集成太阳能电池板支架、布线和接地等安装流程并可以直接使用的新技术，”Mull先生说。
西屋太阳能公司声称自己是第一家引入一种在太阳能电池板框架的周围安装一个槽，使得太阳能电池板能够直接进行安装，并且电池板背面能够直接与屋顶连接的技术。Mull先生说该公司的即时连接安装系统（Instant Connect system）不再需要分别进行上架、接地和布线等操作。“你只需要简单地进行安装、连接，就大功告成了。”他说。
“关注BOS，不仅仅是安装的时间。安装人员还需要经过培训具备相关的知识水平，需要有适应能力并达到质量要求。因此，只有使整个安装过程尽量简单，才能减少阻碍。保持质量的水平，较少的安装操作量能够加强系统的可靠性，更能够减少组装过程中可能产生的问题。” （图片） 迅速转变
还没有准备好接受“一体化”的解决方案？那么像SnapNrack这样的公司能够提供备选方案。他们的产品是一种较为独特的创新电池板安装方法。据该公司的Chris Oestreich先生介绍，SnapNrack公司产品的灵感来源于为先前一个全国最大的光伏（PV）发电系统项目为了减少劳动力成本而进行整合的工程师团队。今天，这种解决方案已经对所有的安装公司公开。
“我们一直与许多的安装公司进行紧密的合作，来了解他们喜欢的产品，他们不喜欢的产品。我们的产品在开发和更新换代的过程中一直与安装公司交流信息，直到我们生产出他们想要的产品，”Oestreich先生说。“这不仅仅是指产品能够简便、快速地使用，它还必须能够与所有类型的太阳能电池板一起工作，包括最新的集成微型逆变器的太阳能电池板。”
几乎所有的支架系统都需要根据所安装组件的尺寸不同来使用不同的夹具，Oestreich先生解释说。“我们开发了一种万能夹具能够适用在任何厚度的组件上，这样就不需要进行多种规格的夹具产品库存。我们有一种能够适用于各种屋顶类型、各种太阳能组件的夹具解决方案。安装所需的只有SnapNrack夹具、太阳能电池板和电子设备。为了进一步简化安装过程，只有一种工具，一个半英寸的插座，需要在整个SnapNrack安装系统中使用。”
Oestreich先生补充说，SnapNrack安装系统的线路是一个开放式的通道设计，可以对电线以及电池板的排列进行管理，使组件能够迅速到位。“其所使用的材料质量都是行业内领先的，并且SnapNrack安装系统能够保持非常具有竞争力的价格。然而，真正节省的是在减少安装的时间上面。”
同时，如果您关注商业平面屋顶和地面，总部设在马萨诸塞州北安多弗的PanelClaw北美公司有一个完美的答案。该公司专注一件事并且只有一件事；降低商业平面屋顶和地面太阳能发电装置的安装成本及周期成本。他们具有一系列的安装解决方案，使用来自熊家族的名称命名（熊类）。
“当我们进入到商业平面屋顶的领域，我们意识到如果要降低产品的生命周期成本，我们必须与整个太阳能产品供应链进行合作。我们询问他们，他们有什么样的问题可以通过使用更好的支架来进行解决，”该公司的总裁兼首席执行官Constantino Nicolaou先生说。
基于问题的反馈，该公司做的第一件事情就是开发一种只有三个组成部分和两个螺母螺栓的产品—北极熊商业屋顶太阳能系统。“然后，我们将混凝土压载技术整合到了我们的系统中，并推出了灰熊系列产品，”Nicolaou先生说。
在仔细地研究了当前的法规和标准之后，该公司意识到对于支架产品目前还没有固定的标准，他继续说。“我们开始与UL进行联系，并希望能够帮助开发相应的规范和标准。我们是北美第一家能够做到每一件产品都符合UL2703标准的公司，”他说。“最终的结果是现在整个行业都能够从接地技术中节省每瓦二至六美分。”PanelClaw公司也是世界上第一家通过Intertek UL2703实验室测试的公司，他补充说。
从商业屋顶转型，该公司的熊猫系统是专门为安装在废弃物填埋场和地面的太阳能设备所设计开发的。“我们很快将会推出一种固定倾角的阳光捕捉系统，称为太阳熊，” Nicolaou先生说。“这种产品的设计不同于目前市场中任何一种固定倾角产品。”
战略优势
大型太阳能产品制造商们肯定都了解到了简化安装系统的好处，以及那些已经提到的优势。事实上，他们中的许多人都已经开始与零部件供应商进行合作，可以帮助提供全面整合的系统。“支架系统、电力电子设备和逆变器等怎样才能够进行互动以提高工作效率，并且这些创新技术怎样才能减少接地、布线和安装的成本，提高整体产品的性能并降低成本。这些才是未来太阳能产业发展的关键，”加拿大太阳能公司（Canadian Solar）的美国执行总经理Alan King先生说。
他强调：“当我谈到更低的成本时，并不意味着较低的购买价格，而是由于产品性能的提高所产生的整体成本，系统整个生命周期中较低的发电成本，我认为这才是至关重要的。”
我们与电力电子技术开发公司紧密合作，他说。“我们只与那些能够达到我们所要求的产品寿命的公司进行合作，我们要求的是25年，”他说。“我们需要控制整合到我们电池板中产品的质量，因此我们可以对我们的客户说电池板和所有的集成电子产品都是能够得到我们公司质量保证的。”
该公司是第一家在两年前就整合了泽普(Zep)安装系统的电池板制造商，他们的Newedge太阳能电池板使用该技术来降低安装的成本。今天，其他的组件制造商也整合了泽普(Zep)安装系统，并使用其他的品牌命名他们便于安装的组件产品。“我们将继续努力对泽普(Zep)安装系统进行精细加工，” King先生说。“我们正在将它纳入我们新推出的为住宅和商业设施所设计的交流电（AC）太阳能电池板中。”
同样，中国的韩华太阳能公司（Hanwha Solar）也在进行投资和寻找他们认为能够加入他们太阳能供应链的有前途的公司作为合作伙伴。其中一家这样的战略合作伙伴是美国的TenK solar®公司。他们的OptiMax波型光伏组件、智能光反射器、逆变器和轻型支架都被整合到了一个集成系统中以便于进行方便、快捷地设计和安装。完全集成的系统还采用了平行布线、最小压载和无屋顶渗透等技术以降低系统的整体平衡成本。
韩华太阳能公司（Hanwha Solar）公司的首席技术官Chris Eberspacher博士表示，所有的太阳能光伏技术所面临的主要挑战是如何保证阳光能够均匀地照射。“这些组件也面对一些常见的比如太阳能光伏电池板是怎样设计的。TenK系统关注的是它们如何能够得到相比其他常见的太阳能电池组件更多的电能产量，他们与3M公司进行合作，使用高科技的光学反射器能够使得更多的光线进入到组件之中。”
TenK系统使用成本低、稳固的结构将反射器与组件相互连接，这使得反射器能够反射更多的光线，从而提高组件电能产量。它将组件的接线方式以及电池与组件的连接方式进行了重新设计，来帮助进行平行连接，这使组件能够更好地在非均匀的照明状态下进行工作。
“下一步是在直流（DC）转换器中添加直流（DC）电子元件以得到一个优化的电流，并驱动低成本的变极器进行固定的直流（DC）输出，Eberspacher博士说：“当完全配置好以后，它将是一种先进的分光反射器，能够反射对太阳能电池有利的光线，并且去除那些无用的光线，因此，组件不会变得过热，这点对于最大限度地提高太阳光的获取率从而生产更多的电能来说是非常重要的。这一技术简化了部件的结构以及部件之间互相连接的操作步骤，使得这些部件能够更高效并且具有较小的利润波动率......它也不会对商业屋顶造成任何的压重或增加的屋顶的重量。”
另一家同样形成了这种战略伙伴关系的中国公司是Upsolar公司。该公司总部设在上海，在全球范围内都具有一定的影响力，在欧洲、美国、中东和非洲都设有分公司。虽然太阳能电池板的制造是其核心业务，但是他们仍然与电力电子、框架、支架和安装产品供应商保持着良好的合作伙伴关系，因此他们能够为客户提供整套的“可立即使用”解决方案，该公司的首席技术官Stephane Dufrenne先生说。“在减少系统平衡成本方面还有很多的事情可以做，” Dufrenne先生说。该公司为泽普太阳能公司（Zep Solar）提供集成组件框架，能够同时降低安装的时间和成本，能够进一步提高系统的性能，并且他们还和DC优化器和微型逆变器制造公司进行合作。
“我们的AC组件，或ACM，就是创新的一个最好的例子，我们定期通过与Enphase能源公司和泽普太阳能公司（Zep Solar）进行战略合作，将他们的创新技术运用到我们的产品之中。ACM具有一个微型逆变器连接到Zep框架结构之中，这对于整个住宅屋顶光伏领域来说是一种改变游戏规则的技术，”Dufrenne先生说。“建立这些合作关系的同时，保持专注于我们的科研（R&D）能力，让我们能够在组件和系统上达到在降低产品成本的同时，不断地改善产品的性能。”
另一家同样形成了这种战略伙伴关系的中国公司是Upsolar公司。该公司总部设在上海，在全球范围内都具有一定的影响力，在欧洲、美国、中东和非洲都设有分公司。虽然太阳能电池板的制造是其核心业务，但是他们仍然与电力电子、框架、支架和安装产品供应商保持着良好的合作伙伴关系，因此他们能够为客户提供整套的“可立即使用”解决方案，该公司的首席技术官Stephane Dufrenne先生说。“在减少系统平衡成本方面还有很多的事情可以做，” Dufrenne先生说。该公司为泽普太阳能公司（Zep Solar）提供集成组件框架，能够同时降低安装的时间和成本，能够进一步提高系统的性能，并且他们还和DC优化器和微型逆变器制造公司进行合作。
“我们的AC组件，或ACM，就是创新的一个最好的例子，我们定期通过与Enphase能源公司和泽普太阳能公司（Zep Solar）进行战略合作，将他们的创新技术运用到我们的产品之中。ACM具有一个微型逆变器连接到Zep框架结构之中，这对于整个住宅屋顶光伏领域来说是一种改变游戏规则的技术，”Dufrenne先生说。“建立这些合作关系的同时，保持专注于我们的科研（R&D）能力，让我们能够在组件和系统上达到在降低产品成本的同时，不断地改善产品的性能。”
无框架结构
回到美国，Solaria公司的首席执行官Daniel Shugar先生说，只要使用电池板自带的追踪器并集成电子设备，该公司就能够降低整个系统的成本。“这能够带来较低的成本和较高的效率，”他说。“一个大型太阳能电池板上安装的铝制框架，其制作和安装成本约为20美元。铝材是一种商品，所以成本方面很难降低。你只能根据市场中的售价购买铝材。因此，我们考虑如何才能彻底去除框架，从而减少结构的成本。”
他继续说：“此外，由于框架是相当重而且宽的，而我们的产品去除了运输的成本，同时也去除了接地的需求，因为导电的材料也被去除掉了。框架还因为会藏污纳垢而降低电池板的性能，而我们这种无框架的设计同时也能提高电池板的电能年产量，能够节省很多。”
Solaria公司的太阳能电池板使用夹子进行连接，能够保持稳固，他解释说。阳光追踪器的设计围绕在电池板的周围，使得它们能够成为一体。根据Shugar先生的介绍，这样的设计也加快了安装的速度，因为简单的夹子有一个自上而下的附件，避免了标准安装所需使用的所有螺丝、螺帽和螺栓。此外，连接的夹子只有三到四英寸大小，每块电池板上只需要使用四个夹子。
“我们的技术在电池板表面覆盖的玻璃上加入了透镜。这是一种非常具有成本效益的方法，这种技术降低了太阳能电池材料成本的60％。并且这种技术的副产品是我们电池板上玻璃的厚度比任何标准的电池板都要厚，”他说。“这种玻璃的强度是厚度的平方。如果玻璃达到两倍的厚度，那么它的强度将达到4倍。有了这样的强度，它就不再需要框架的加固。夹子能够有效地工作并通过所有的测试和认证。”
Solaria公司的水平追踪器能够进行±60度的旋转，使其能够生产更多的电能，并且每一行能够进行独立操作，在阵列中不需要使用任何的机械设备，且不需要调整东/西的方向。“我们可以根据自然的地形进行安装。这同时也降低了安装成本，且消除了许多环境因素的影响，”Shugar先生说。
12/4/2013
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