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按照驱动结构来划分,光伏跟踪支架可以分为单轴跟踪支架、双轴跟踪支架两大类。单轴跟踪支架又包括平单轴跟踪支架与斜单轴跟踪支架两种,可进行方向旋转,双轴跟踪支架可同时旋转方向与倾角。相较来说,双轴跟踪支架太阳能利用率更优,但其成本较高,技术成熟度较单轴弱;单轴跟踪支架技术成熟,性价比更高。在范围内,平单轴跟踪支架是主流解决方案。
中国光伏迎来了全面平价时代。无论是大型地面电站、各种光伏+项目,还是工商业分布式,都将在没有国家补贴的前提下公平竞争。如何提高电站项目的单瓦发电量(等效利用小时数),成了各家光伏企业热衷于探讨的话题。从观察来看,双面发电组件、大功率逆变器、跟踪支架在平价项目中应用比例较高,且都有一定的发电量提升效果。特别是跟踪支架领域,有行业表示,2021年,相关产品在中国市场的应用至少要翻一番,在地面电站中的占比大幅增长,进一步缩小与欧美市场的差距。
跟踪式支架,顾名思义,就是通过支架跟踪太阳光的入射角度,尽量让太阳光垂直于光伏组件。只有直接辐射比例大的地方,跟踪才有意义。与直射比相关的另外一个参数就是“法向直接辐射”,简称DNI,即一直垂直于太阳能入射方向的直接辐射。直射比大的地方,DNI也会相对偏大。下表为8个领跑者基地的直射比与DNI情况。
高直射比的地方,采用跟踪式将大大提高项目的发电量;低纬度地区适合采用平单轴跟踪,高纬度地区适合采用斜单轴或双轴跟踪。在太阳能资源好、发电量高的地区,即年总辐射量高的地区,跟踪式支架的性价比会更高。在风大的地区,跟踪式支架曾经发生过被吹翻的问题。下图为某领跑者项目,跟踪支架被大风掀翻的案例。
按风向优化布置,光伏电站受风力影响,承受的载荷由外围到内部逐渐减少。在不同地方,在不影响支架结构强度的情况下,布置不同强度材料的支架,节省了材料。固定支架的抗风能力比较强,支架的投资相对比较低。因此,电站由外到内分别布置固定支架、普通平单轴、优化平单轴。因此,在实践中根据跟踪支架的优缺点,采用灵活的布置方案,一定会获得更好的经济收益!
不管是固定支架还是跟踪支架,都需要和光伏组件寿命保持同步,目前组件寿命多为20-25年。因此,支架的硬件强度及耐久性要经过严格测试,且跟踪支架需要进行转动,对其结构和设计提出了更高的要求。光伏工作环境较为恶劣,尤其是在热带气候地区,虽然日照条件好,但也经常会遇到大雨,传动结构的稳定性尤为重要。
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