益陽生產(chǎn)平單軸光伏支架,平單軸支架

概念
為了使整個光伏發(fā)電系統(tǒng)得到最大功率輸出，結(jié)合建設(shè)地點(diǎn)的地理、氣候及太陽能資源條件，將太陽能組件以一定的朝向，排列方式及間距固定住的支撐結(jié)構(gòu)，通常為鋼結(jié)構(gòu)和鋁合金結(jié)構(gòu)，或者兩者混合。
四、設(shè)計(jì)

光伏跟蹤支架的類型
光伏電站支架的類型大致有五種：
1)最佳傾角固定式(之前應(yīng)用最廣泛);
2)平單軸跟蹤式(目前應(yīng)用最廣泛的跟蹤支架);
3)斜單軸跟蹤式;
4)雙軸跟蹤式;
5)固定可調(diào)式(應(yīng)用量僅次于固定支架，也分多種形式)。
不同的運(yùn)行方式，最根本的區(qū)別就在于它們的發(fā)電量差異。當(dāng)然，初始投資和運(yùn)行維護(hù)成本也會有差別。
幾種支架的現(xiàn)場圖片如下。
說明：上圖僅為個別項(xiàng)目的現(xiàn)場圖片，實(shí)際項(xiàng)目應(yīng)用中，每種類型支架都有多種形式。
以固定可調(diào)支架為例，實(shí)際應(yīng)用中就有多種形式，如下圖所示。

跟蹤支架對于提高發(fā)電量的作用
1、跟蹤支架對年發(fā)電量的影響
下圖為2022年從某個支架廠家那里獲得的、在不同地點(diǎn)、不同支架對發(fā)電量影響的一些實(shí)測數(shù)據(jù)
從上圖可以看出，與最佳傾角的固定式安裝相比，水平單軸跟蹤的發(fā)電量提升了17%~30%，傾斜5°單軸跟蹤的發(fā)電量提升了21%~35%，雙軸跟蹤的發(fā)電量提升了35%~43%。但不

同緯度下，各種運(yùn)行方式的發(fā)電量提高率顯然是不一樣的。大致有幾個規(guī)律：1)最佳傾角固定式(以下簡稱“方式一”)在低緯度地區(qū)，由于最佳傾角較小，所以發(fā)電量提高很

少(如在8°時(shí)，幾乎是不變的);在高緯度地區(qū)，最佳傾角大，發(fā)電量提高明顯(如在50°時(shí)，提高了約25%)。2)平單軸跟蹤式(以下簡稱“方式二”)這種運(yùn)行方式跟蹤了太陽

一天之內(nèi)入射角的變化，其對發(fā)電量的提高率，在低緯度地區(qū)要明顯優(yōu)于高緯度地區(qū)。一般認(rèn)為，這種運(yùn)行方式更適合在緯度低于30°的地區(qū)使用，相對于“方式一”，可以

提高20%-30%的發(fā)電。當(dāng)然在高緯度地區(qū)，相對“方式一”也能提高接近20%。3)斜單軸跟蹤式(以下簡稱“方式三”)這種運(yùn)行方式顯然是結(jié)合了“方式一”和“方式二”的優(yōu)

點(diǎn)。如同“方式一”不適合低緯度地區(qū)一樣，這種運(yùn)行方式在低緯度地區(qū)的表現(xiàn)并不比“方式二”好多少。因此，更適合高緯度地區(qū)。這種方式下，陣列兩側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)(支

架、轉(zhuǎn)動軸)受力肯定是不一樣的。由于高緯度地區(qū)的最佳傾角較大，如果采用“最佳傾角斜單軸”，則兩側(cè)受力不均衡就會很大。因此，工程中一般會采用一個較小的傾角

。4)雙軸跟蹤式(以下簡稱“方式四”)由于跟蹤了太陽一天之內(nèi)、一年之內(nèi)的入射角的變化，這種方式對發(fā)電量的提高顯然是最高的。5)固定可調(diào)式(以下簡稱“方式五”)這

種運(yùn)行方式是根據(jù)太陽一年之內(nèi)入射角的變化調(diào)整支架傾角，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電量的提高。從去年開始比較流行，下文會著重說明。

跟蹤支架的適用條件
高“直射比”地區(qū)
在進(jìn)行太陽能資源分析時(shí)，“直射比”是一個非常重要的參數(shù)。直射比= 水平面直接輻射：水平面直接輻射跟蹤式支架，顧名思義，就是通過支架跟蹤太陽光的入射角度，盡

量讓太陽光垂直于光伏組件。只有直接輻射比例大的地方，跟蹤才有意義。與直射比相關(guān)的另外一個參數(shù)就是“法向直接輻射”，簡稱DNI，即一直垂直于太陽能入射方向的

直接輻射。直射比大的地方，DNI也會相對偏大。下表為8個領(lǐng)跑者基地的直射比與DNI情況。表1：第二批領(lǐng)跑者8個基地的直射比與DNI情況
從上表可以看出，在直射比高的地區(qū)(包頭、烏海、張家口)，DNI數(shù)值高于水平面總輻射，采用雙軸跟蹤，發(fā)電量會有較高的提升;在直射比較低的地方(淮南、淮北、濟(jì)寧)，

雙軸跟蹤則效果不會很好。
下表為15個不同地點(diǎn)，采用雙軸跟蹤式安裝方式，與采用最佳傾角固定式相比，發(fā)電量提高比例的理論測算值。表2：不同地點(diǎn)雙軸跟蹤式比固定式發(fā)電量提高理論測算值
從圖1可以看出，雙軸跟蹤式相對于固定式發(fā)電量的提高比例，與項(xiàng)目場址的直射比有較好的相關(guān)性，相關(guān)性系數(shù)達(dá)到0.96。因此，在決定項(xiàng)目是否采用跟蹤式之前，一定要

關(guān)注項(xiàng)目場址的直射比。

低緯度地區(qū)
1)發(fā)電量的提升效果
緯度對跟蹤式的發(fā)電量提高影響很大。低緯度地區(qū)，平單軸會有較好的效果;高緯度地區(qū)，平單軸效果不明顯，需要斜單軸或雙軸跟蹤。
為了排除直射比的影響，從表2的15個樣本數(shù)據(jù)中，抽取了6個樣本，組成3組進(jìn)行對比
緯度對跟蹤效果的影響
注：斜單軸為最佳傾角斜單軸，下同。

占地面積差異
以轉(zhuǎn)換效率為16%的光伏組件為例，不同形式、不同緯度下，1萬kW光伏方陣的占地面積如下表所示。
不同安裝方式下，光伏方陣占地面積的理論測算值(單位：hm2/萬kW)
從上表可以看出，在高緯度地區(qū)，采用平單軸跟蹤的安裝方式，占地面積略有增加;但采用斜單軸、雙軸跟蹤式，占地面積將大大增加。在北緯40°地區(qū)，斜單軸跟蹤的占地

面積幾乎為固定式的2倍。

運(yùn)維成本
1)相對于固定式支架，跟蹤式支架高度較高，清洗、維修難度較高，費(fèi)用會增加;
2)跟蹤系統(tǒng)導(dǎo)致自耗電較高;
3)跟蹤系統(tǒng)故障率相對較高。
2占地積
如前文所述，采用跟蹤式的安裝方式，占地面積大大增加，將提高項(xiàng)目的土地成本。
3性價(jià)比分析
以某1萬kW光伏電站(電價(jià)0.88元/kWh)為例，假設(shè)最佳傾角固定式的平均年滿發(fā)小時(shí)數(shù)為1200h，采用平單軸跟蹤發(fā)電量提高15%，采用雙軸跟蹤發(fā)電量提高25%。假設(shè)跟蹤式的

運(yùn)行維護(hù)成本不增加。

典型應(yīng)用案例
從前文的分析可以看出：
就跟蹤安裝方式的使用條件來看：
高直射比的地方，采用跟蹤式將大大提高項(xiàng)目的發(fā)電量;
低緯度地區(qū)適合采用平單軸跟蹤，高緯度地區(qū)適合采用斜單軸或雙軸跟蹤。
就性價(jià)比來看：

發(fā)電單元布置主要有以下改進(jìn)：
按風(fēng)向優(yōu)化布置，光伏電站受風(fēng)力影響，承受的載荷由外圍到內(nèi)部逐漸減少。在不同地方，在不影響支架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的情況下，布置不同強(qiáng)度材料的支架，節(jié)省了材料。
固定支架的抗風(fēng)能力比較強(qiáng)，支架的投資相對比較低。因此，電站由外到內(nèi)分別布置固定支架、普通平單軸、優(yōu)化平單軸。
因此，在實(shí)踐中根據(jù)跟蹤支架的優(yōu)缺點(diǎn)，采用靈活的布置方案，一定會獲得更好的經(jīng)濟(jì)收益!