地面光伏電站大規模平斜單軸跟蹤支架形式應用的研究

荀向陽

摘要：在大型的地面光伏電站中，光伏組件所能夠接受的太陽輻射能量和電站所占的土地面積都會受到各種形式的光伏支架所產生的影響。本文通過研究不同經濟緯度、木用個有效地提高興代風力發電廠的能源總量，其成本與可靠性如何制約風力發電項目的收益率問題進行了系統性的對比與研究。追蹤支架能夠具備雙提尚光休電功及 b 業代中放的發電編號和投資收益推廣其應用的重要性等關鍵問題，通過相互比較再進行分析后，小傾角斜單軸追蹤支架有利于提高光伏電站的總發電量，提高投資總收益率，并向著未來創造出較好的應用前景。

關鍵詞：光伏電站;追蹤支架;發電量;投資收益

在光伏電站中。首先，這些組件的支撐形態會對其所接受到的太陽輻射量產生影響。其次，會繼續影響光伏電站的功率和發電能力。其中，光伏電站建設使用地將受到各種形式的支架所影響。支架選擇不僅可以直接影響光伏電站建設的經濟指標，還可以直接影響建設項目的用地指標及其建設規模。本文通過對不同的支架類型形式的火力發電站在其占地面積、能耗及投資收益等方面的相關性進行了比較和分析，討論了不同類型支架在火力發電站中的應用和推廣遠景。

1支架形式分類

目前大型光伏電站的太陽電池組件支架主要由下列四種支架共同組成，固定式支架的主要特點之一就是有一定的傾角，安裝偏角的最好選擇主要由以下幾種條件所決定，如地理位置、全年太陽輻射的分布、直接輻射與散射輻射的比例及特定場地環境條件等。最佳安裝傾角的確定需要使用專門的系統設計軟件對其進行優化和設計，它所對應的傾角必須是該系統在當年全部發電量最高時的。

就一般情況來說，采用追蹤式支架的光伏電站因為其所消耗的占地面積與其他的相比較大，支架的優點之處就是因為其建筑造價高，運行和維修費用成本高，追溯式支架的設計性價比也不是一定高，在實際應用中工作的情況中就要求我們必須針對這部分具體的設計項目做出更加有針對性、分析和進行對比，在所有支架設計方案中挑選出一個優化最佳的支架設計。在國內電價政策和社會主義市場經濟的促進和推動下，只有一些數量較少的幾家光伏電站選擇了平單軸追蹤和斜單軸追溯支架，另外，這種雙軸追溯支架也已經得到了較大規模的研究和示范使用。

2占地面積比較

當光伏發電廠的經緯度值基本相等時，固定傾角跟蹤支架的土地面積也應該是最小，平單軸跟蹤支架的土地占地面積與偏大﹐斜單軸跟蹤支架所需要占用的土地面積相較為偏大，并且土地占有率隨著傾角增大慢慢提高;但是當各種支架結構的形式都相同時，等容量光伏電站總體的占地面積就會因為經濟緯度的不斷提高而逐步增加并且變大，最大甚至要達到原來的兩倍;就斜單軸追蹤支架來說，，等容量光伏電站的占地面積會因為傾角的變大而逐步變大，優點之一就是對土地的利用率最高，建設項目用地指標最優，與小型傾角式單軸追蹤和微型單軸追蹤相比，光伏電站的占地面積提高幅度不大，建設用地指標也比較好。光伏發電站在選擇時主要考慮以上四個因素。考慮到在高緯度區域，如果采取了一種大角度、高傾斜的單軸追溯支架，光伏電站將使其占地面積可以增加幾倍。本技術方案盡量采取不可能少。通過采用軸承來追蹤支架，接收到的太陽輻射有較大的增益，如果增益大于變化范圍，其傾角將越小。

3發電量增益分析

對于光伏電站來說，發電量主要是由太陽輻射來決定的。由于陣列屏蔽、線損、溫度等因素的影響，太陽輻射與發電之間的增益比并不是完全一致的。

4投資收益分析

由前面的一些理論研究分析結果我們可得，若要更加大幅度地提高光伏電站的利用率，提高光伏電站在市場上的投資和收益之比，可以考慮使用追蹤式支架，并且這種支架具有良好的市場應用前景，目前已經造成了追蹤式支架尚未能夠大規模推廣，包括追蹤式支架在行業中成本的增加、可靠性及其在運維過程中的成本三個重要原因。由圖表所知，實際發電量遠低于理論預測發電量，這主要是由于水平單軸跟蹤支架的穩定性不足。在經濟分析中應考慮跟蹤支架的失效率，并應注意跟蹤支架的可靠性，與對應的理論發電量相比，采用跟蹤支架的光伏電站的發電量應相差4個百分點。

通過這些數據來進行對比和分析，根據其結果我們可以發現，采用固定支架方式的光伏電站和平傾角式單軸追蹤支架的投資收益率也是完全相同，投資收益率在增加幅度上提高較大的主要就是斜單軸追蹤支架，小傾角式斜單軸追蹤支架的主要優點之一是它們在風險上具有穩定和可靠的特點，但是它們所消耗的土地面積很低，其中我們重點關注和考察的就是較大的市場應用潛力。

5結論

為了顯著地提高大型光伏電站的風力和發電能力，追蹤式支架雖然是一個很好的選擇，但由于追蹤式支架在使用中的成本、安全性、可靠性和占地面積上有所增加，其實用價值也會得到很大降低。水平單軸追溯式支架在成本上比較低的情況下減少了一些，低緯度地區的光伏發電廠在太陽能發電方面的效果也更明顯。雖然該項目的占地面積比上年增加不多，但由于它的可靠性和穩定能力較差等因素，一般而言，很難能夠在一定程度上提升該電站投資回報率，推廣和應用的根本原則就是要提高電站的可靠性和穩定能力;而且成本較稍高的就是采用了小傾角式單軸追溯支架。雖然建筑規模和建筑面積上年增長較少，但其發電量相對較高。單軸跟蹤支架與運行維護成本以及安全性、可靠性同等重要，這在一定程度上大大提高了電站的投資回報。

參考文獻

[1]楊晨，韓娟，方海，劉偉慶，吳啟凡.面向水面光伏電站的UPVC-FRP復合浮體系統受力試驗與模擬[J/OL].工程力學，2021（08）：97-110[2021-08-04].http：//kns.cnki.net/kcms/detail/11.2595.O3.20210730.1739.022.html.

[2]陳清，趙植城，吳麗華，王春林，郭培育，汪四友.大型地面光伏電站中光伏方陣容量的優化設計[J].太陽能，2021（03）：51-56.

[3]國家電投首個漁光互補配套儲能項目并網[J].云南電力技術，2020，48（06）：94.