光伏发电自动跟踪系统 大幅提高电站收益

来源:发布时间:2012-11-20 14:08:53

索比光伏网讯: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。目前,掌握这一核心技术的公司为山东朝日光伏科技有限公司。


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:光伏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%。

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