光伏電站中各種類型的支架分析

光伏電站中各種類型的支架及安裝方式分析光伏電站的運(yùn)行方式大致有五種：最佳傾角固定式（目前應(yīng)用最廣泛）；平單軸跟蹤式；斜單軸跟蹤式；雙軸跟蹤式；固定可調(diào)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(huì)有差別。一、不同運(yùn)行方式的發(fā)電量提高一些實(shí)測(cè)的數(shù)據(jù)，如下圖。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(gè)規(guī)律：1） 最佳傾角固定式（以下簡(jiǎn)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(jiǎn)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(duì)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(duì)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(duì)“方式一”也能提高接近20%。3） 斜單軸跟蹤式（以下簡(jiǎn)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(dòng)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(huì)很大。因此，工程中一般會(huì)采用一個(gè)較小的傾角。

4） 雙軸跟蹤式（以下簡(jiǎn)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(duì)發(fā)電量的提高顯然是最高的。5） 固定可調(diào)式（以下簡(jiǎn)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(huì)著重說明。那不同運(yùn)行方式是如何提高發(fā)電量的呢？來兩個(gè)實(shí)際數(shù)據(jù)做的圖（說明：圖片來自于王斯成老師ppt）。,水平面-■一固定賴瑋度的單輔水平跟蹤雙軸全跟蹤[W34567*9】。II”各種運(yùn)行方式一年之內(nèi)各月發(fā)電量差異從上圖可見，相對(duì)于水平面輻射:固定式提高了春、秋、冬三季的發(fā)電量，而犧牲了夏季的發(fā)電量;單軸跟蹤的曲線與水平面曲線幾乎是完全平行的;雙軸跟蹤相對(duì)與單軸跟蹤，提高了春、秋、冬三季的發(fā)電量。mot-mot-各種運(yùn)行方式一天之內(nèi)各時(shí)刻發(fā)電量差異（武威、5月中旬）從上圖可以看出：跟蹤式（單軸、雙軸）相對(duì)與固定式，提高了早晚的發(fā)電量；由于是春季的數(shù)據(jù)，所以中午的發(fā)電量，雙軸與固定式相當(dāng)，高于單軸。

二、不同運(yùn)行方式的應(yīng)用從前文來看，無論怎么比，跟蹤式的都比固定式的發(fā)電量好，那為什么固定式仍是大家最喜歡的運(yùn)行方式呢？其一，初始投資、占地、運(yùn)維成本無論是支架投資還是相同裝機(jī)容量的占地，還是運(yùn)行維護(hù)成本，都遵循如下規(guī)律：雙軸跟蹤式〉斜單軸跟蹤式＞平單軸跟蹤式〉固定可調(diào)式〉最佳傾角固定式如一個(gè)10MW的項(xiàng)目，按25年平均滿發(fā)小時(shí)數(shù)1300h來考慮，投資增加0.1元/W，則需要增加凈收益（年發(fā)電量提高增加的收入-運(yùn)維成本）約10萬元才劃算（按0.95元/kWh的電價(jià)，發(fā)電量大約提高0.81%可獲得10萬元收入）。如，平單軸跟蹤投資大約增加1元/W，需要未來每年凈收入增加100萬可以持平；而發(fā)電量大約提高20%，大約能提高240萬的收入！就算考慮一年多幾十萬的運(yùn)維費(fèi)用，也是劃算的。那為什么大家不用呢？其二，故障率與跟蹤精度跟蹤式故障率高是大家普遍反饋的問題。我國現(xiàn)有的光伏電站主要在西北，風(fēng)沙大，對(duì)跟蹤軸的損害特別大。一旦出現(xiàn)鼓掌，別說發(fā)電量提高了，就連基本的發(fā)電量都保障不了！我并沒有拿到具體的統(tǒng)計(jì)數(shù)字，但了解的幾個(gè)電站，大家都覺得跟蹤式的容易壞。除了故障率，跟蹤精度也達(dá)不到理想值，尤其是雙軸跟蹤。因此，發(fā)電量的提高也就會(huì)低于當(dāng)初的預(yù)期。三、固定可調(diào)式之所以把“固定可調(diào)式”單拎出來說，純粹因?yàn)槿ツ暌詠?，這種方式比較火。下圖是青海某地一年采用3種角度和2種傾角的發(fā)電量情況。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10H12采用三種不同角度時(shí)，各月發(fā)電量

不同角度調(diào)節(jié)方案時(shí)，擬合值后各月發(fā)電量相對(duì)于最佳傾角：0三種角度（每年調(diào)節(jié)3次），可提高發(fā)電量6.2%，前后間距要增加，占地面積會(huì)增大;015°和36°（每年調(diào)節(jié)1次），可提高