光伏发电自动跟踪系统大幅提高电站收益

2012-11-20 14:23| 发布者: apple| 查看: 480| 评论: 5|原作者: apple|来自: solarF

摘要: 由于地球自转和公转的影响，对于地球上某一个固定地点，一年春夏秋冬，每天日升日落，太阳的光照角度都在不断变化。在光伏应用方面，如果始终保持太阳的光线垂直照射在电池组件上，就可以减少光的折射损耗，大幅提高 ...

由于地球自转和公转的影响，对于地球上某一个固定地点，一年春夏秋冬，每天日升日落，太阳的光照角度都在不断变化。在光伏应用方面，如果始终保持太阳的光线垂直照射在电池组件上，就可以减少光的折射损耗，大幅提高光伏电池组件的发电效率，最大限度的利用太阳能。

光伏发电自动跟踪系统能够保持光伏电池板随时正对太阳，使太阳光的光线随时垂直照射光伏电池板，大幅提高光伏组件发电量，降低光伏发电系统的投资成本。在光伏电池组件价格高企之时，光伏跟踪系统在电站投资中的占比相对较小，对于一种投资不大而受益可观的产品，自然备受关注。各光伏发展先驱和装机大国如德国、西班牙、意大利、美国等，相继诞生了许多生产跟踪系统的专业厂家，推出了多种形式的跟踪系统；国内也有几十家企业在研发和生产不同形式的跟踪系统，并且有规模不等的产品被采用。最近几年，随着光伏电池组件价格的大幅跳水，跟踪系统成本所占光伏装机成本的比例大幅上升，使得初始投资额相对较高的自动跟踪系统被渐渐冷落。

技术创新大幅降低跟踪成本

据了解，目前国内光伏系统装机成本平均不到10元/瓦，而目前市场上大多数双轴跟踪系统的成本都在4元/瓦以上，即使扣除固定支架的成本0.5~0.7元/瓦，其跟踪成本占比也高达系统装机成本的30%~35%。此外，采用跟踪系统还需要承担装置运行风险、规避阴影遮挡而多占用的土地费用等等，因此即便提高30%~40%发电量，跟踪已经没有任何经济意义。

不过这一现状有望通过一项全新的技术而彻底改变：该新型技术采用了一种具有完全自主知识产权的结构模式，用一个十字形旋转轴，将光伏电池组件固定架和支撑架连接在一起，由相互垂直的仰角旋转驱动系统和转角驱动系统，依托十字形旋转轴，建立一个与天球面相对应的坐标系，通过坐标点的变化，主动复制太阳的运行轨迹曲线，实现对太阳光的准确对应。该结构大大简化了双轴跟踪系统的驱动和传动结构，控制程序也更加简单，使得精准双轴跟踪的成本在大规模应用时可以做到人民币2元/瓦以下。

双轴跟踪优劣势比较

任何一种跟踪系统，必然有其优势和劣势，光伏电站是一个复杂的系统工程，在低成本高产出的前提下，运营商必须考虑跟踪系统的使用对其他事物的影响。光伏跟踪技术的基本优缺点介绍，如下表所示：

光伏跟踪技术优缺点介绍

实际上，在土地利用方面，应该综合考虑，由于跟踪系统对地面无固定遮盖，运行过程中没有固定的阴影遮挡，且独立支撑，因此在农田、花园、草场都可以安装，不妨碍植物生长，反而可以更充分利用土地资源。而且采用跟踪系统还可以产生更节能、更环保的综合社会效应：电池组件光电转化效率的提高，就相对减少了同等规模电站电池组件的使用量，间接避免了电池组件生产过程中的高耗能、高污染。

与行业同类产品相比，新型跟踪系统除了其明显的成本优势外，还具备以下多项优势：

1．跟踪精度高：＜0.25°（最小控制范围0.1°）。

2．自身能耗少：电机运行功率仅3瓦，日跟踪耗电量＜0.01瓦（实测值），每千瓦组件年跟踪耗电不到1度。

3．质保期延长至20年：极少的易损部件为提供更长的质保期奠定了坚实的基础。

4．适用范围广：水平角度＞270°，俯仰角度＞120°。

5．控制程序简单：完全时钟控制，运行更稳定。

6．运输、安装、施工方便：不需要大型运输及施工机械，更适用于屋顶、山坡等复杂地形。对施工场地要求更低，安装调试容易，两个人无需借助机械可独立完成。

7．抗风性能好：成本的降低，使得朝日光伏跟踪系统单体规格较小，低矮抗风。（目前市场上的跟踪系统之所以规格很大，其主要目的只有一个，即摊低驱动和控制成本，其他别无优点）

8．整体结构合理：电池组件及其固定架的重量完全落在了十字形的旋转轴上，并完全由支撑架来负担，大大减小了驱动系统的负荷。

9．维修养护容易：较小的单体规格，低矮的结构，易于对电池板面进行清洁、维修。

中国国土辽阔，气候条件复杂多样，不同地区采用双轴跟踪，发电量增加的比例相差较大。总体上，纬度越高，光照条件越好，提高的比例越大：在北纬25°以内的大多数地区，发电量提高少于30%；而在北纬35~40°以上的西北部光照条件好的地区，发电量可以提高35%~40%。