党的二十届三中全会强调，深化科技体制改革，要推动技术革命性突破，促进各类先进生产要素向发展新质生产力集聚。国家能源集团新能源研究院（以下简称“国能新能源院”）深入践行国家能源集团“1331”科技创新战略，坚定“创新是企业的责任”的理念，紧扣行业发展重大问题，依托重大工程实施重大科技创新，在以光伏发电为代表的新能源领域探索出提质增效的新路径。

向新探索 破解研发难题

我国集中式光伏项目集聚在三北地区的风光大基地，多数分布在沙漠、戈壁、荒漠地区，这些地区环境恶劣，风沙大、气温低、施工窗口期短。项目周边劳动人员紧缺，特别在部分沙漠地区，不适宜长时间户外劳动，施工周期难以把控，对风光大基地项目建设的收益率提出了更高的挑战。国能新能源院着眼于行业现实问题，力图以创新技术应用，解决风光大基地的人员缺乏和施工效率低等关键问题，以促进项目开发收益良性增长。

由国能新能源院和国电综合能源内蒙古公司、隆基绿能科技股份有限公司组成的研发团队，紧扣行业发展问题，开展“一体化组件”创新技术的攻关研究，依托鄂尔多斯采煤沉陷区300万千瓦光伏基地，开展先进技术的工程示范。目前，“一体化组件”完成调试安装，标志着国内首个针对“沙戈荒”大基地项目开发的新型组件支架示范工程取得阶段性成功。该项目形成了多个首创、首次、首台技术研究成果，关键技术研究成果达到国际领先水平，成为国内首个全天候光伏方阵机械化施工项目，国际首创光伏“一体化组件”设备及工程示范标杆。

“一体化组件”囊括了钢包边光伏组件、模块化支架、机械安装平台以及整体机械化吊装施工工艺等部分，通过多项创新技术，实现光伏电站施工建设的降本增效，提升运输效率，降低施工强度，并具有一定的抵抗不均匀沉降造成光伏组件和支架破坏的能力。整个项目全过程均为自主研发，技术可控，拥有自主知识产权，且全产业链国产化，具备大规模推广应用的可复制性。

催生新模式 提质增效续引擎

通常，光伏组件和固定支架的安装效率为1.18人×日/组串，“一体化组件”创新解决方案采用机械化安装平台，安装效率为0.85人×日/组串，相比常规方案生产效率提升28%。按照一个班组5人估算，每天工作8小时，常规方案日产量为60.6千瓦，而机械化模块施工，日产量高达84.1千瓦。

大型地面电站通常采用的光伏组件为铝合金边框，即通过4个螺栓将组件与独立2×13布置的钢支架进行连接。而“一体化组件”采用C型钢包边，组件和支架间不需要螺栓，以插入式连接，支架主要构件采用无螺栓承插式节点，将组件和2×6或2×7小单元支架视为一个整体模块。承插式的模块拼装，极大程度地简化了结构件和工序。

同时，轻量化的模块安装，通过安装平台和吊装机械完成施工，大幅降低了安装人员的劳动强度。在光伏电站施工过程中，首先进行机械安装平台的现场搭建，即由2名技术人员和6名施工人员用时3天完成4条机械化生产线的搭建和调试。4条机械安装平台生产线同时开工，在50人×日和4台机械台班情况下，每天可完成1兆瓦峰值钢包边光伏组件和模块化支架的拼装和吊装施工，整体施工效率提升20%。

“一体化组件”解决方案从概念提出，到研发验证，再到大规模应用，历经磨难，在低质内卷的光伏市场寻得“破题思路”。在光伏电站中，使用自动化机械安装平台，将工业产线搬入光伏电站，提高机械化、少人化、智能化施工占比；首创钢包边光伏组件，并采用光伏组件四边无螺栓紧固，进而实现大规模应用；首次将2×13（一个光伏组串）划分为2×7和2×6两个固定模块单元，模块单元间相互独立，减少不均匀沉降对支架和组件造成的破坏，并减少桩基础的数量和施工量；首次在支架上使用模块支架和承插式连接节点，减少螺栓的使用，提高安装效率；首次大规模采用组件支架吊装施工，创新多种专用工器具和施工工艺，进一步提高机械化施工占比和施工效率。

（作者：乔加飞，系国家能源集团新能源技术研究院设计优化研究中心主任）