光伏跟踪支架及适用条件

来源:微信公众号“智汇光伏”发布时间:2020-04-14 09:01:29

平价上网时代的来临,促使投资企业采用各种新技术实现降低度电成本(LCOE)。跟踪支架,就是近一两年备受青睐的、能降低度电成本的新技术。

一、光伏跟踪支架的类型

光伏电站支架的类型大致有五种:

1)最佳倾角固定式(之前应用最广泛);

2)平单轴跟踪式(目前应用最广泛的跟踪支架);

3)斜单轴跟踪式;

4)双轴跟踪式;

5)固定可调式(应用量仅次于固定支架,也分多种形式)。

不同的运行方式,最根本的区别就在于它们的发电量差异。当然,初始投资和运行维护成本也会有差别。

几种支架的现场图片如下。


说明:上图仅为个别项目的现场图片,实际项目应用中,每种类型支架都有多种形式。

以固定可调支架为例,实际应用中就有多种形式,如下图所示。


二、跟踪支架对于提高发电量的作用

1、跟踪支架对年发电量的影响

下图为2010年从某个支架厂家那里获得的、在不同地点、不同支架对发电量影响的一些实测数据。


从上图可以看出,与最佳倾角的固定式安装相比,水平单轴跟踪的发电量提升了17%~30%,倾斜5°单轴跟踪的发电量提升了21%~35%,双轴跟踪的发电量提升了35%~43%。但不同纬度下,各种运行方式的发电量提高率显然是不一样的。大致有几个规律:1)最佳倾角固定式(以下简称“方式一”)在低纬度地区,由于最佳倾角较小,所以发电量提高很少(如在8°时,几乎是不变的);在高纬度地区,最佳倾角大,发电量提高明显(如在50°时,提高了约25%)。2)平单轴跟踪式(以下简称“方式二”)这种运行方式跟踪了太阳一天之内入射角的变化,其对发电量的提高率,在低纬度地区要明显优于高纬度地区。一般认为,这种运行方式更适合在纬度低于30°的地区使用,相对于“方式一”,可以提高20%-30%的发电。当然在高纬度地区,相对“方式一”也能提高接近20%。3)斜单轴跟踪式(以下简称“方式三”)这种运行方式显然是结合了“方式一”和“方式二”的优点。如同“方式一”不适合低纬度地区一样,这种运行方式在低纬度地区的表现并不比“方式二”好多少。因此,更适合高纬度地区。这种方式下,阵列两侧的支撑结构(支架、转动轴)受力肯定是不一样的。由于高纬度地区的最佳倾角较大,如果采用“最佳倾角斜单轴”,则两侧受力不均衡就会很大。因此,工程中一般会采用一个较小的倾角。4)双轴跟踪式(以下简称“方式四”)由于跟踪了太阳一天之内、一年之内的入射角的变化,这种方式对发电量的提高显然是最高的。5)固定可调式(以下简称“方式五”)这种运行方式是根据太阳一年之内入射角的变化调整支架倾角,从而实现发电量的提高。从去年开始比较流行,下文会着重说明。

2、跟踪支架对各月发电量的影响

下图为甘肃某光伏电站、各种运行方式一年之内各月发电量情况。


说明:图片来自于王斯成老师ppt

从上图可见,相对于水平面辐射:固定式提高了春、秋、冬三季的发电量,而牺牲了夏季的发电量;单轴跟踪的曲线与水平面曲线几乎是完全平行的;双轴跟踪相对与单轴跟踪,提高了春、秋、冬三季的发电量。

3、跟踪支架对日月发电量的影响

下图为甘肃武威某光伏电站、5月中旬的一天,各种运行方式一天之内各时刻发电量差异。


从上图可以看出:跟踪式(单轴、双轴)相对于固定式,提高了早晚的发电量;由于是春季的数据,所以中午的发电量,双轴与固定式相当,高于单轴。

从上文可以看出,跟踪式安装确实能提高发电量。然而,并不是所有的地方,跟踪式支架都能有很好的效果。那什么样的条件,适合采用跟踪式支架呢?

三、跟踪支架的适用条件

1、高“直射比”地区

在进行太阳能资源分析时,“直射比”是一个非常重要的参数。直射比= 水平面直接辐射:水平面直接辐射跟踪式支架,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。表1:第二批领跑者8个基地的直射比与DNI情况


从上表可以看出,在直射比高的地区(包头、乌海、张家口),DNI数值高于水平面总辐射,采用双轴跟踪,发电量会有较高的提升;在直射比较低的地方(淮南、淮北、济宁),双轴跟踪则效果不会很好。

下表为15个不同地点,采用双轴跟踪式安装方式,与采用最佳倾角固定式相比,发电量提高比例的理论测算值。表2:不同地点双轴跟踪式比固定式发电量提高理论测算值


 


图:直射比与发电量提高的相关性

从图1可以看出,双轴跟踪式相对于固定式发电量的提高比例,与项目场址的直射比有较好的相关性,相关性系数达到0.96。因此,在决定项目是否采用跟踪式之前,一定要关注项目场址的直射比。

2、低纬度地区

1)发电量的提升效果

纬度对跟踪式的发电量提高影响很大。低纬度地区,平单轴会有较好的效果;高纬度地区,平单轴效果不明显,需要斜单轴或双轴跟踪。

为了排除直射比的影响,从表2的15个样本数据中,抽取了6个样本,组成3组进行对比

表3:纬度对跟踪效果的影响


注:斜单轴为最佳倾角斜单轴,下同。

上表3组数据中,每组的两个场址的直射比基本相同。从平单轴相对于固定式增加的发电量来看,低纬度点的增加比例明显高于高纬度点。从斜单轴相对于固定式增加的发电量来看,基本与直射比成正比;但从斜单轴相对于平单轴的增加量(差值一栏),可明显看出,差值大,即斜单轴相对于平单轴的效果更好。综上所述,仅从发电量提高来看,低纬度地区,适合用平单轴;高纬度地区,适合用斜单轴或双轴跟踪。

2)占地面积差异

以转换效率为16%的光伏组件为例,不同形式、不同纬度下,1万kW光伏方阵的占地面积如下表所示。

表4:不同安装方式下,光伏方阵占地面积的理论测算值(单位:hm2/万kW)


从上表可以看出,在高纬度地区,采用平单轴跟踪的安装方式,占地面积略有增加;但采用斜单轴、双轴跟踪式,占地面积将大大增加。在北纬40°地区,斜单轴跟踪的占地面积几乎为固定式的2倍。

在用地比较紧张、土地成本高的高纬度地区,不大适合用斜单轴、双轴跟踪式。

对于高纬度地区的项目,从提高发电量角度,宜采用斜单轴、双轴跟踪;但从占地面积的角度,斜单轴、双轴跟踪式会大大增加占地面积。

鉴于上述原因,在低纬度地区采用平单轴跟踪,是相对不错的方案;在高纬度地区,在土地成本比较便宜的情况下,可考虑采用斜单轴、双轴跟踪。

四、性价比分析

跟踪式确实能提高发电量,但同时也会增加项目投资、运维成本。与固定式相比,跟踪式的成本增加主要体现在三方面:

1)支架成本提高,

2)占地面积增加,

3)运维费用增加。

1运维成本

1)相对于固定式支架,跟踪式支架高度较高,清洗、维修难度较高,费用会增加;

2)跟踪系统导致自耗电较高;

3)跟踪系统故障率相对较高。

2占地面积

如前文所述,采用跟踪式的安装方式,占地面积大大增加,将提高项目的土地成本。

3性价比分析

以某1万kW光伏电站(电价0.88元/kWh)为例,假设最佳倾角固定式的平均年满发小时数为1200h,采用平单轴跟踪发电量提高15%,采用双轴跟踪发电量提高25%。假设跟踪式的运行维护成本不增加。

表5:跟踪式安装方式的经济性分析


从上表可以看出,在上述假设条件下,1万kW的项目,采用平单轴跟踪式安装方式,每年会增加158万元的收入,如果初始成本(包含基础、支架、土地成本)增加低于1.55元/W,则采用平单轴跟踪式相对划算;采用双轴跟踪式安装方式,每年会增加264万元的收入,如果初始成本增加低于2.59元/W,则采用平单轴跟踪式相对划算。如果项目所在地的平均年满发小时数高于1200h,则上述标准可以适当增加;如果低于1200h,上述标准需适当降低。如下表所示。

表6:不同发电小时数情况下,跟踪式收益提高的折现值


由于跟踪式支架的价格一定。因此,在发电量高的地区,跟踪式的经济效益会更加明显。

五、典型应用案例

从前文的分析可以看出:

就跟踪式安装方式的使用条件来看:

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。

就性价比来看:

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。


针对这一问题,在实践中可以采取灵活的设计方案!青海海南州特高压基地项目,黄河上游集团水电开发有限公司中标2.4GW,就采用了多种安装方式相结合的设计方案。

根据黄河水电之前实证基地的数据,光伏电站建成后,场区内风速、风向会发生明显变化,13m/s以上的极大风速将明显降低。根据风载分布的不同,对光伏电站的发电单元进行了优化设计。


发电单元布置主要有以下改进:

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!

责任编辑:qypsolarbe
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
天津:鼓励具备条件的各类园区建设光伏+储能+充电一体化项目来源:天津市发展和改革委员会 发布时间:2026-11-05 09:04:14

本文介绍了《天津市电动汽车充电基础设施高质量发展行动方案(2026—2030年)》的核心内容,旨在系统推进全市充电设施体系化、智能化、绿色化升级。方案提出到2027年和2030年,分别建成超50万台、65万台充电设施,支撑百万级电动汽车充能需求;聚焦“两区三中心”等重点区域优化网络布局,差异化推进城市、乡镇及偏远地区充电覆盖;实施居民社区配建强化、重型货车专用网络建设、光储充一体化示范、车网互动(V2G)应用、大功率充电推广等八大重点行动;同步加强电力配套、数字监管、安全治理与投融资保障,构建覆盖广泛、结构合理、安全高效、绿色低碳的高质量充电基础设施体系,服务天津交通能源绿色低碳转型和“十五五”发展目标。(198字)

天合开拓者取得对接装置及光伏跟踪器专利,可使次对接端向靠近或远离主对接端的方向移动来源:金融界 发布时间:2026-10-30 13:33:47

天合开拓者光伏支架(江苏常州)有限公司近日获得一项名为“对接装置及其适用的光伏跟踪器”的实用新型专利(授权公告号CN224919601U),该专利聚焦于光伏跟踪器主梁间的机械对接技术。其核心在于设计一种可调节对接装置,用于连接相邻的第一、第二主梁:其中第一主梁的主对接端固定于装置的第一对接部,而第二主梁的次对接端则由带运动机构的第二对接部承托,该机构能驱动次对接端沿轴向靠近或远离主对接端,从而实现安装间隙的动态调节与精准对位。该技术属于光伏主梁安装领域,旨在提升支架装配效率与结构适配性。该公司成立于2019年,专注光伏支架研发制造,目前已累计拥有247项专利。(198字)

通威受邀出席2026钙钛矿与太空光伏技术、设备和材料论坛,分享全尺寸钙钛矿-晶硅叠层电池规模化制备与产业化进展来源:通威股份 发布时间:2026-10-30 09:18:45

通威张一峰博士在常州钙钛矿论坛披露叠层电池产业化突破:210半片电池效率达33.09%,组件功率807.9W;5MW全自动试验线贯通,材料成本降60%;独创气相+溶液两步法实现膜厚不均匀性<1%;2027年将建AI高通量实验平台,加速千兆瓦级量产落地。

机场光伏技术破题 如何从能源消耗者转变为清洁能源生产者来源:中国新闻网 发布时间:2026-10-27 10:06:33

本文聚焦机场光伏技术的创新应用与规模化落地,阐述我国民航基础设施正从能源消耗者向清洁能源生产者转型。以厦门翔安国际机场、西安咸阳国际机场T5航站楼等项目为例,介绍大跨度屋面光伏系统并网运行的实践进展。文章指出,机场具备日照资源优、用电负荷与发电高峰匹配等天然优势,但安全是核心前提——尤其需解决光伏组件眩光干扰飞行、抗风揭、耐盐雾及曲面屋面适配等关键技术难题。通过定制防眩光组件(镜面反射率低至0.40%)、BIM+三维扫描精准施工、全周期安全风险评估及专用行业标准出台,机场光伏已突破示范阶段。专家强调,其技术经验将加速交通领域绿色能源融合进程。

我国科研人员破解柔性光伏“长不大”难题来源:新华社 发布时间:2026-10-27 09:50:53

本文报道了苏州大学李耀文教授团队联合企业成功破解柔性钙钛矿光伏器件“难以大面积制备”的关键技术瓶颈。针对传统共沉积工艺中薄膜面积增大后界面层不均、导致效率与寿命骤降的问题,团队从分子层面揭示塑料基底羟基与有机溶剂间的“排他性竞争”机制,并创新提出“解耦共沉积”策略:引入解耦剂调控界面分子与基底的结合过程,显著提升界面附着力与均匀性。通过校企合作中试,团队已量产有效面积达750平方厘米的商用规格柔性光伏器件,光电转化效率稳定超过20%,较以往提升一倍以上。该成果于10月23日在线发表于《科学》期刊,标志着柔性钙钛矿光伏向产业化迈出关键一步。(198字)

晋能控股光伏制造有限公司与纤纳光电开展钙钛矿-晶硅叠层技术交流来源:晋能清洁能源科技股份公司 发布时间:2026-10-22 09:16:36

晋能控股光伏制造与纤纳光电就钙钛矿-晶硅叠层电池技术深度交流,聚焦大面积、高稳定关键技术攻关及研发线建设。双方将共建“研发-实证-转化”创新联合体,加速产业化落地,助力山西能源转型与光伏新质生产力发展。

通威受邀出席第一届太空光伏材料与技术大会,系统阐释p型异质结太空光伏技术路径来源:通威股份 发布时间:2026-10-22 09:00:03

首届太空光伏大会在宁波召开,通威李果博士提出“p型异质结+超薄化+铜互连”太空光伏技术路线,AM0效率突破21.5%。通威已实现55μm超薄HJT、电镀铜栅线<20μm、钙钛矿-晶硅叠层效率34.94%,加速太空光伏商业化落地。

隆基与ENGIE签署800MW光伏及500MWh储能框架合作协议来源:隆基 发布时间:2026-10-20 09:52:08

10月16日,隆基与全球能源巨头ENGIE签署框架合作协议,将向其供应800MWp高效BC光伏组件(Hi-MO 9系列)及500MWh储能产品,用于支持ENGIE未来两年在欧洲及全球重点市场的光储项目开发。该合作是在双方此前成功共建阿联酋哈兹纳1.5GW光伏项目(隆基供应1.1GW Hi-MO 9组件)基础上的升级,标志着协作从单一项目交付迈向多市场、多品类、长周期的战略协同。所涉BC组件基于HPBC 2.0技术,具备高效率(最高25.2%)、高可靠性及强环境适应性;储能部分采用隆基自研的LONGi ONE全栈光储系统,强调原生一体化设计与高系统效率(RTE达93.5%)。此次合作凸显隆基向清洁能源系统解决方案提供商的转型进程。(199字)

我国拟禁止多项光伏技术出口!来源:商务部 发布时间:2026-10-19 06:27:31

2026年10月16日,中国商务部与科技部联合发布第48号公告,就修订《中国禁止出口限制出口技术目录》公开征求意见,并同步实施出口前登记的临时管理措施。本次修订拟新增人工智能、生物医药和光伏三大领域共40项关键技术,其中光伏领域占重要比重。拟禁止出口的14项技术包括钙钛矿及叠层电池组件生产技术等;拟限制出口的26项技术涵盖单线产能≥3万吨/年的多晶硅工程技术等。光伏相关技术覆盖多晶硅制备、硅片加工及光伏电池制造等关键环节。此次调整旨在强化对战略性新兴技术的出口管控,维护国家技术安全和产业竞争优势。

大英县发改局公示2026年四季度分布式光伏可开放容量及电网承载能力评估结果来源:大英县发展改革局 发布时间:2026-10-15 13:48:18

大英县发展和改革局依据遂宁市发改委关于开展分布式光伏电网承载能力评估工作的相关要求,组织对辖区内电网支撑分布式光伏发电接入的能力进行了系统性评估与分析。本次评估聚焦2026年第四季度,重点测算各区域在保障电网安全稳定运行前提下可新增接入的分布式光伏装机容量,即“可开放容量”。评估结果已形成详细数据表格,涵盖全县各供电片区的容量余量、接入条件及承载状态等关键信息,并予以正式公示,旨在为分布式光伏项目规划、申报与并网提供公开、透明、可依据的参考依据。公示日期为2026年10月14日。

隆基再登《人民日报》!来源:隆基LONGi Solar 发布时间:2026-10-15 06:56:17

《人民日报》聚焦民企能源转型,隆基以BC技术突围获权威肯定。2017年前瞻布局,2023年“All in BC”,2026年BC出货占比超65%,专利达630件,带动30+企业入局。从“规模优先”转向“价值优先”,加速光储氢系统化布局,彰显民企创新韧性与产业引领力。