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2021年度光伏跟踪器盘点

光伏支架10周年

小树洞2021年度光伏跟踪器盘点 | 道阻且长,负重前行,每个人都是了不起的勇士 引导语 今年又是一个疫情年,世界各地的人们被国境线隔绝。但是今年又不同往年,人们开始适应了这个新的变化,跟踪器行业又开始热闹起…

小树洞2021年度光伏跟踪器盘点 | 道阻且长,负重前行,每个人都是了不起的勇士

引导语

今年又是一个疫情年,世界各地的人们被国境线隔绝。但是今年又不同往年,人们开始适应了这个新的变化,跟踪器行业又开始热闹起来。几乎家家都有新的故事可以诉说,家家都有新的产品可以比拼。那么2021年,到底有什么样的新闻呢?

目录:

【第一章】资本逐利

    1. 买买买,Gibraltar收购案

    2. 新瓶装旧酒,FTC上市成功

    3. 强强联手,ATI收购STI

【第二章】50GW的伟大壮举

【第三章】专利之争,一场没有硝烟的战争

【第四章】历史的缔造者,CPP成立40周年

    1. 开山鼻祖 Jack E. Cermak

    2. 一代宗师 Jon A. Peterka

【第五章】今年的新品

*这一次情不自禁就写多了,最后强忍着删掉了一半的毒舌评论,为大家留下这一半,信息量还是比以往要大很多,流量不够的朋友请谨慎阅读*

第一章

资本逐利

1、买买买,Gibraltar收购案

2021年的1月5日,Gibraltar集团正式宣布,以2.2亿美元高价收购美国著名螺旋桩生产安装商TerraSmart,于此同时还收购了软件公司Sunfig。而这早已不是Gibraltar第一次收购太阳能公司,此前在2015年和2018年还分别收购了光伏支架公司RBI Solar和电器公司SolarBOS。细细算来,Gibraltar在太阳能领域的投资已经接近3.7亿美元,而当时轰动行业的Flex收购NEXTracker案,也不过3.3亿美元。有钱人的世界往往就是这么朴实无华且枯燥。

2021年度光伏跟踪器盘点▵Gibralter集团收购各家公司的历史TerraSmart一向专注于螺旋桩的设计和生产安装,他们在2020年曾经开发一款跟踪系统TerraTrack。而RBI Solar在2019年也开发过一款多点驱动的跟踪器,名为Sunflower。2021年度光伏跟踪器盘点▵TerraSmart和RBI的跟踪器至此为止,Gibraltar手中已经握有两家光伏跟踪器公司,一家电器BOS生产商和一家项目设计软件公司。Gibraltar编织的一张大网正在缓缓展开。终于,在2021年11月8日,TerraSmart、Sunfig、SolarBOS和RBI Solar同时公开宣布,四家公司进行深入整合,成立一家崭新的多业务公司。公司名称统一称为TerraSmart。而RBI Solar的跟踪器团队放弃了原先的Sunflower设计,整合并入TerraSmart,共同开发下一代TerraTrack跟踪器。2021年度光伏跟踪器盘点

▵四家官方公司合并为TerraSmart

历年来,系统整合后所带来的巨大潜力和优势,吸引着大量的公司不断并购。而在这些并购案中,往往都有跟踪器公司的身影,可以说跟踪器本身对产业所带来的价值,已经得到了行业的充分认可。

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▵历年来的跟踪器行业并购案件

2、新瓶装旧酒,FTC成功上市

2021年4月3日,美国光伏跟踪器新秀FTC,在纽约纳斯达克证据交易所成功敲钟上市,股票代号FTCI。这也是继Arctech、Array和Soltec以外第四家在本国上市成功的光伏跟踪器公司。

2021年度光伏跟踪器盘点▵FTC在纳斯达克上市成功

谈起FTC,就不得不说到FTC开发的Voyager跟踪器系列。小树洞今天要和大家分享的,是其跟踪器背后长达十余年的传奇经历。

故事要从2006年的韩国开始。当时一群年轻人汇聚在首尔,为了能提前抢占大型光伏电站的市场份额,他们决心创立了一家新能源企业,取名OSolar。三年后,一位美国工程师加入了OSolar的团队,并开发了一款全新的平单轴跟踪系统,取名OSolar SAT。可能Robort Dally自己都不曾想到,他设计的这款跟踪器会在接下来的十年内,不断重生,直到今日仍然发挥着余热。

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▵OSolar的跟踪器项目

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▵OSolar的推杆结构设计

时间来到在2010年,OSolar与Conergy展开了一系列的商业合作,并成功地在当年向SunEdsion出售了55MW的地面光伏跟踪系统。SunEdison在使用了OSolar的跟踪器后,果断了提出了收购其跟踪器专利的要求,双方一拍即合。

2011年3月,SunEdsion正式收购韩国OSolar公司,并且成立了跟踪器的独立事业部,负责对OSolar SAT跟踪器进行一系列的升级,其中包括了全面的风洞测试和新结构优化设计,这些研究持续了整整一年。

所有的更新终于在2012年开发完成。这次升级成为了光伏跟踪器领域的一次里程碑事件,并因此成就了一款经典的跟踪器产品,SunEdsion给它取名为AP90

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▵AP90的推杆结构设计

然而好景不长,2016年4月20日,当年的光伏巨头SunEdsion,终于在连年投资失败的雾霾阴影中,走向了其发展的终点,申请破产。在SunEdsion破产后的不久,一家全新的跟踪器公司在美国德州成立,命名为FTC。两家公司的“衔接”如此紧密,可能并不仅仅只是巧合。

FTC内部有8名高管,其中CEO、CFO,CTO,CHRO,CAO都来自于SunEdsion公司,另外SunEdsion的原CEO:Ahmad Chatila也是FTC的董事会成员。最重要的是FTC还取得了SunEdsion的AP90跟踪器使用权。

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▵来自SunEdsion的FTC高管们

自从FTC成立,公司开足马力,对研发持续投入,于2018年成功升级了AP90跟踪器,并在此基础上开发了一款全新的跟踪器系列,这就是我们今天看到的Voyager跟踪器。

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▵FTC的Voyager跟踪器

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▵从OSolar到FTC的跟踪器传承

后面的故事大家就都清楚了,FTC凭借着新款Voyager跟踪器,成功在2020年挤进全球跟踪器发货量前十,并且在2021年上市。

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▵2020全球和全美跟踪器排名

FTC分别名列第9和第5

FTC的成功经历,可以说就是一场跟踪器研发升级的典型案例。我们不仅见证了跟踪器的历史更替,也仿佛看见了跟踪器的未来。

3、强强联手,ATI收购STI

2021年11月11日,跟踪器行业爆出一个重大新闻,全球排名第二的美国跟踪器公司Array以6.52亿美元的价格,收购了全球排名第5的西班牙跟踪器公司:STI Norland。这也是Array于2020年登陆NASAQ以后,最大的一笔投资交易。

本次收购,对于两者而言都有着重大的意义。由于Array的市场大都在美国,而STI的销售量的95%都在美国以外的市场,所以双方之间并没有过多的商务交集,相反的是他们两者可以将各自的市场优势进行互补。

STI深耕西班牙市场多年,而拉美市场大都为西语国家,很多EPC和业主都来至于西班牙,所以拉美市场的客户也正是STI的资深客户。长久以来Array都在不断尝试进入拉美市场,小树洞相信通过STI的穿针引线,Array的拉美梦很快能够实现。

但是我们回头看Array和STI各自的产品,他们在设计理念和细节上的差异,就很难轻易融合了。

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▵ATI和STI的各自产品

在小树洞看来,双方可以在商务和市场方面进行强强联手,但是两个公司的技术团队是否能相互合作,推出一款全新的跟踪器产品,还有待时日。

 

第二章

50GW的伟大壮举

2021年11月3日,世界排名第一的光伏跟踪器生产商NEXTracker(以下称NX)宣布,其发售至全球的跟踪器安装量已达50GW。而这离NX完成20GW的成就,才仅仅过去了2年。

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NX由Daniel Shuger及其合伙人创建于2013年,区别于当时大部分光伏支架公司既开发固定支架,又开发跟踪器的做法。NX公司在成立之初就只专注于光伏跟踪器的研发和销售。成立不到1年,NX就达到了全球跟踪器销量第二的位置,并且在2015年登顶第一,6年过去了,从未跌落。

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▵NX历年出货量统计

2015年,当时世界500强Flextronics以3.3亿美元的价格收购了NX,引起了行业的巨大反响。其后,NX更是施展着其非凡的市场营销手段,不停地并购公司、扩展业务,可以说是风生水起,让人眼花缭乱。

2021年12月16日,美国参议院财政委员会,将对国内太阳能跟踪器生产商的制造激励措施纳入美国“重建更好法案“(BBB)预算草案初稿中。这对美国的跟踪器市场是巨大利好,NX在其中的推动作用不可忽视。

不过对于小树洞这样的工程师来说,NX对于行业的作用,不仅在于对跟踪器的商业化运作,还在于其对行业技术方向的引领。从成立以来,NX开辟了全新的跟踪器技术领域,单排独立,自供电等等理念深入人心,彻底改变了以往的传统跟踪器设计思路。

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▵NX的几个首创技术点

虽然看上去前几年NX只有一款产品Horizon 1P,但是用心的朋友会发现,这款产品的细节几乎每年都在发生变化,可以说NX的技术创新也在不断迭代。

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▵NX对其立柱接头的设计迭代

这些年来,NX公开了多本技术白皮书,讨论目前行业的弊端和他们坚持的设计方向,尽管这些白皮书有夹带私货的嫌疑,但是却引起了很多行业的共鸣。很多公司相继进入了以往没有重视的领域,研究和开发出了类似NX的技术。虽然他们在市场上仍然是NX的竞争对手,但是在技术层面却不可避免地成为了NX的跟随者。

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▵NX发布的核心技术白皮书

公众号内留言“NX白皮书”,即可获得所列白皮书

每当有新的白皮书发布后,小树洞都会对照自己在设计上的思路,尽管有些地方不能苟同,但是在许多设计手法上,经常能发现“殊途同归”,大家想到了一块去。而这些内容也为将来的研究,提供了很多可以借鉴的范例。

不管是任何一个企业或者个人,必须要承担自身对行业的责任。要以开放的心态引导行业走向更加繁荣和稳定。

这也是小树洞的初心。

第三章

专利之争、一场看不见硝烟的战争

专利(patent)一词来源于拉丁语Litterae patentes,意为公开的信件或公共文献。当然口语里也有“这就是我的专利”这样的说法,来显示对这种发明创造的独占权。

光伏跟踪器行业里面,出现过多次专利纠纷案件,比如2017年美国跟踪器公司Array控诉法国跟踪器公司Exosun。而对专利权使用最多的则是跟踪器的头牌NX。

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▵ATI和Exosun的产品

2021年3月12日,NX对美国跟踪器厂家FlexRack提出了专利诉讼,2021年8月25日,NX对美国跟踪器厂家Nevados提起了专利诉讼。两次诉讼都是控告对方的自平衡设计侵犯了NX的技术专利。

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▵FlexRack的TDP 2.0 Tracker(左图)

Nevados的All Terrain Tracker (右图)

该专利编号US9806669,描述的是一种独特的立柱接头设计,这类设计可以实现跟踪器的转动轴和重心处于同一个轴,从而减少自重导致的偏心力矩。

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▵NX的US980669专利

公众号内留言“NX专利”,即可获得完整版专利说明

这早不是NX第一次使用这个专利来对付其他跟踪器厂家了。那么这个所谓的US9806669专利又是什么来头呢?

这一切的故事还得回到3年前。

2018年7月10日,北美Intersolar正在旧金山如火如荼地开展,身为当时跟踪器行业的领头羊NX发布了一个重大新闻,正式收购法国跟踪器公司Optimum Tracker(以下称OT)的技术专利。在当时NX公开的新闻中描述了收购的主要内容是OT的跟踪算法,NX计划将这种算法补充进其自主研发的TureCapture算法中。

这个新闻的描述极具迷惑性,直到几个月后NX的一系列操作,人们才发现了他收购专利的真正意图。

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▵Optimum Tracker的Opti-Sky控制算法传感器

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▵Optimum Tracker的结构设计

4个月后,也就是2018年的11月28日,NX拿起了专利的大刀,首先砍向了当时已经“奄奄一息”的跟踪器公司:SunLink,而整个事件也成为了压垮这家老牌支架公司的最后一根稻草。

事件的起因是SunLink公司在2016年8月31日发布了他们第一款单排独立跟踪器TechTrack,该跟踪器采用立柱接头设计,和NX刚刚收购的US9806669专利非常类似。

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▵SunLink TechTrack的立柱接头设计

现在已经没人可以准确的说出到底是哪家公司先发明的这种独特的立柱接头设计,但是可以确定的是OT的速度最快,首先把这个专利申请了下来。

NX现在的产品早已经使用在世界各地,也多年占据世界第一的位置。那么为什么还要多次对几个“小公司”进行专利控诉呢?

下面小树洞讲讲自己对此的理解。

目前跟踪器市面上有两种自平衡设计。一种是现在NX使用在其Horizon 1P跟踪器上的销轴式转动设计,这种设计起源于SPG的SunSeeker跟踪器。另一种就是OT创建的这种滑动式转动设计。

两种设计尽管都是为了抵消重心偏心所带来的的额外荷载,但是对于跟踪器所带来的效果却不同。而这种不同就体现在对跟踪器“阻尼”的影响上。

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▵SPG Sunseeker的立柱接头设计

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▵SPG Sunseeker的立柱接头设计

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▵跟踪器行业内的自平衡设计汇总

销轴式转动,导致跟踪器形成“荡秋千”的结构形式,当受到外力作用后,跟踪器无法在短时间内自我停止,阻尼较低。

滑动式转动,不仅形成了自平衡的跟踪器结构,还提供了不少的摩擦力,从而变相地提高了跟踪器的阻尼。

NX在现有1P产品上采用的销轴式转动,为了使跟踪器能够在大角度上有足够的临界风速,减少动态风荷载的大小,因此需要装配大量的阻尼器来提高跟踪器的阻尼比。

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▵NX单排一侧的4根减震器

而NX这几年频繁使用专利来“提醒”大家,宣誓主权。鉴于NX的这些动作,小树洞可以大胆猜测,未来NX的下一代1P产品,大概率会采用滑动式转动方案。

 

第四章

历史的缔造者,CPP成立40周年

光伏支架的风工程研究,并不是凭空产生的,绝大部分的成果都源自于建筑结构风工程。今年刚好是著名风工程咨询公司CPP成立的40周年庆,纵观整个CPP的历史,可以说其见证了建筑结构风工程从无到有的每一个阶段。

CPP的全称为:Cermak Peterka Peterson。由三位创始人各自的名字组成。其中两位已经驾鹤西去,却留下了大量的学术遗产,值得小树洞来细细给大家分享他们的故事。

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▵CPP的三位创始人

1、开山鼻祖 Jack E. Cermak

1922年9月8日,Jack Cermak出生于美国科罗拉多州Hastings郡的一个小农场里。科罗拉多州每年都会下雪,后来Jack曾经回忆他在孩童时观察风和雪形成了各种旋涡,此种现象让他感到非常神奇,这应该是Jack第一次接触到他后面所创建的“建筑结构风工程”专业。

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▵风雪共同作用后的奇观

1940年,Jack考入了美国科罗拉多A&M大学(也就是后来的科罗拉多州立大学,CSU)土木工程学院,随后参加了二战,担任美军声波测距员。二战结束后Jack又返回科罗拉多大学,继续完成了其学业,并在1947年和1949年分别获得了土木工程学士学位以及流体力学硕士学位。随后留校任教,并于1951年获得助理教授的职位。

拥有“土木工程”和“流体力学”两大技术背景,Jack打算将建筑结构设计和空气动力学专业相融合,形成一个全新的学科,而这在当时几乎是一个冷门学科 。像许多行业先驱一样,Jack从零开始,不断摸索前进,每一次的尝试都是一场新的征途,而随着研究的逐渐深入,新的难题又不断涌现,科学家们迫切希望有一种新的方法能够来验证理论假说。

一场即将改变整个风工程行业的事件即将发生。

随着Jack手中的难题越积越多,他决心建立一个完全区别于当时先进航空风洞的实验室。取而代之的是一个低速,大空间,多种湍流流体的测试方法。说干就干,1954年,58岁的Jack开始建设当时全世界第一个“大气边界层风洞”,这个新型风洞的诞生,开启了建筑结构风工程的新篇章。1958年风洞建造完毕,依赖新风洞的测试数据和研究成果,建筑结构风工程也走向了发展的快车道。

很快,第二座风洞也在科罗拉多州立大学里拔地而起。

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▵安装在科罗拉多州立大学气象风洞的风扇

取自一架二战退役战斗机的叶片

(来源:CSU)

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▵科罗拉多州立大学气象风洞的平面图

(来源:CSU)

1963年,美国纽约计划建设两座大厦,但是苦于没有设计依据,无法精确计算两座大厦之间的风荷载变化,当时负责风荷载计算的Davenport找到了Jack寻求帮助。在Jack的风洞实验室里,这两座大厦的模型被放置在实验舱的正中央,试验数据源源不断的被记录下来,成为了设计的重要依据。这次试验也是大气边界层风洞首次运用到真实项目中,而这两座大厦就是未来闻名遐迩的美国世贸中心“双子塔”。

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▵双子塔的风洞测试

Daveport教授(左)和Jack教授(右)

1999年,Jack亲手建立的大气边界层风洞,被评为125年来最伟大的125件工程项目之一。尽管在2006年后Jack身患眼疾,几近失明,确仍然以惊人的毅力与其他科学家共同完成了新版ASCE 7的编写。

2012年8月21日,Jack病逝于自己的家中,他对建筑结构风工程做出的卓越贡献,也当之无愧的被人们称为“风工程之父”。

Jack逝世后,他所热爱的研究却并没有结束,风工程的接力棒交到了另一位大师级人物的手中。

1、一代宗师 Jon A. Peterka

1964年的一天,当时读大三的Jon Peterka走进了科罗拉多大学的风洞实验室,几声敲门声后,一位白发老人打开了办公室的门,笑吟吟的带Jon走进了他的办公室。

Jon的专业是土木工程,此行目的本来只是为了能够找到一个实习的机会,方便顺利毕业。没想到的是,这次实习却机缘巧合地开启了他长达50多年的研究生涯,而带他入门的那个白发老人,正是当时的行业掌门人,Jack Cermak。

Jon在Jack的指导下顺利的完成了本科和硕士学位,并于1968获得了布朗大学的流体机械及热力学博士学位。随后加入了在美国田纳西州Huntsville的导弹指挥基地。

刚刚到达这个导弹基地的Jon便展示出了其惊人的计算天赋。

当时美军正在研制一款新型战术弹道导弹,编号MGM52,也就是后来闻名世界的“长矛”导弹。但是研制之初,这款导弹在发射台上多次爆炸,许多科学家对爆炸原因一筹不展。Jon得知这个消息后,在很短的时间内就手动计算出了长矛导弹的爆炸时间,这与真实的时间居然仅仅只差了0.01秒。

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▵MGM52“长矛”战术弹道导弹

在Huntsville的日子里,Jon时刻都惦记着结构风工程的研究,终于在1971年,Jon决心回到导师Jack的身边,开始了在科罗拉多州立大学教书育人的工作。

1981年对于CPP来说是一个非常重要的年份,由于越来越多的建筑公司找到了学校帮忙,因此在这一年Jack和Jon合作成立了一个风工程咨询公司,取名CP/A(Cermak Peterka and Associate),专门对各类建筑建设提供风工程咨询服务。三年后,Ron Peterson将自己对污染扩散学和气象学的专业知识带入了这个咨询公司,此后公司就正式更名为CPP,Jack为第一任CPP主席。

Jon对风工程的贡献还在于对风荷载标准的制定上,他是第一个在荷载规范中,将fastest mile风速更改为peak gust风速的科学家,也是首个起草美标风洞测试标准ASCE 49的科学家。

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▵Fastest mile风速转换为3s gust风速计算举例

(来源:UAA civil engineering)

Jon在他的老师Jack退休后,成为了CPP的第二任主席,然后一直坚持到2013年才退休。

2019年5月21日,在离78岁生日还差5天的时候,Jon永远的离开了这个世界,也永远离开了他热爱终生的事业。

2020年1月4日,光伏支架风工程行业的泰山北斗:David Banks,顺利当选为CPP的第三任主席,这也预示着CPP开始转向了一个崭新的领域。

40年筚路蓝缕,CPP的一代又一代科学家推动了风工程行业的发展,奉献了自己的青春和热情,值得我们向他们致敬。

 

第五章

今年新品

1、Monoline+

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公司:PV Hardware国家:西班牙发布日期:2021年3月22日特点:有线多点电信号驱动

2、iTracker

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公司:Soltigua国家:意大利发布日期:2021年4月1日特点:来自一个意大利粉丝的致敬

3、Agile 1P

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公司:TrinaTracker国家:西班牙发布日期:2021年4月15日特点:传统的双排联动设计

4、SFOne

2021年度光伏跟踪器盘点

公司:Soltec国家:西班牙发布日期:2021年6月17日特点:奇思妙想不能天马行空

5、TracSmarT Dual Row

2021年度光伏跟踪器盘点

公司:Solar Steel国家:西班牙发布日期:2021年6月27日特点:大哥都是对的。

6、Sunrider

2021年度光伏跟踪器盘点

公司:Mecasolar国家:西班牙发布日期:2021年7月16日特点:Solar Steel说的没错。

7、AgriTracker

2021年度光伏跟踪器盘点

公司:Axial Structural Solutions国家:西班牙发布日期:2021年10月18日特点:抢占农光互补市场。

8、SkyLine II

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公司:Arctech国家:中国发布日期:2021年10月25日特点:这次我说了算。

9、Spilt Boost

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公司:NEXTracker国家:美国发布日期:2021年10月28日特点:没什么好想法,玩个升级吧。

10、L:Tec 1P

2021年度光伏跟踪器盘点

公司:Ideematec国家:德国发布日期:2021年11月4日特点:搞个1P要考虑那么久吗?

 

 

来源:

微信公众号:小树洞谈光伏支架

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作者: 小编

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