光伏电站中各种类型的支架及安装方式分析

1、光伏电站中各种类型的支架及安装方式分析光伏零部件来源: 王淑娟作者: 王淑娟2014/8/28 13:46:28 我要投稿北极星太阳能光伏网讯:光伏电站的运行方式大致有五种：最佳倾角固定式（目前应用最广泛）；平单轴跟踪式；斜单轴跟踪式；双轴跟踪式；固定可调式。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。一、不同运行方式的发电量提高2010 年的时候，我开始关注不同运行方式的比较，从某个支架厂家那里获得了一些实测的数据，完成下图。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

2、%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2

3、0% 。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

4、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。那不同运行方式是如何提高发电量的呢？来两个实际数据做的图（说明：图片来自于王斯成老师ppt ） 。各种运行方式一年之内各月发电量差异从上图可见，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。各种运行方式一天之内各时刻发电量差异（武威、5 月中旬）从上图可以看出：跟踪式（单轴、双轴）相对与固定式，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。二、不同运行方式的应

5、用从前文来看，无论怎么比，跟踪式的都比固定式的发电量好，那为什么固定式仍是大家最喜欢的运行方式呢？其一，初始投资、占地、运维成本无论是支架投资还是相同装机容量的占地，还是运行维护成本，都遵循如下规律：双轴跟踪式斜单轴跟踪式平单轴跟踪式固定可调式最佳倾角固定式如一个 10mw 的项目，按25 年平均满发小时数1300h 来考虑，投资增加0.1 元/w，则需要增加净收益 （年发电量提高增加的收入-运维成本） 约 10 万元才划算 （按 0.95 元/kwh 的电价，发电量大约提高0.81%可获得 10 万元收入）。如，平单轴跟踪投资大约增加1 元/w，需要未来每年净收入增加100 万可以持平；而发

6、电量大约提高 20% ，大约能提高240 万的收入！就算考虑一年多几十万的运维费用，也是划算的。那为什么大家不用呢？其二，故障率与跟踪精度跟踪式故障率高是大家普遍反馈的问题。我国现有的光伏电站主要在西北，风沙大，对跟踪轴的损害特别大。一旦出现鼓掌，别说发电量提高了，就连基本的发电量都保障不了！我并没有拿到具体的统计数字，但了解的几个电站，大家都觉得跟踪式的容易坏。除了故障率，跟踪精度也达不到理想值，尤其是双轴跟踪。因此，发电量的提高也就会低于当初的预期。三、固定可调式之所以把“固定可调式”单拎出来说，纯粹因为去年以来，这种方式比较火。下图是青海某地一年采用3 种角度和 2 种倾角的发电量情况。采用三种不同角度时，各月发电量不同角度调节方案时，拟合值后各月发电量相对于最佳倾角：? 三种角度（每年调节3 次），可提高发电量6.2%，前后间距要增加，占地面积会增大；?15和 36（每年调节1 次），可提高发电量2.9%，前后间距不变，占地面积不变；?55和 36（每年调节1 次），可提高发电量1.6%，前后间距要增加，占地面积会增大。因此，采用固定式最佳倾角和一个较小的角度是比较合适的。前一段时间，跟无锡昊阳的张总做了个技术交流，我们一起比较了四种固定可调式的支架。千斤顶式液压杆式推杆式圆弧式根据电站运维人员反馈：倾角调节是件非常