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光伏支架的分类及各自特点

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发表时间:2023-12-15 12:45

作为国家战略性新兴产业之一,我国光伏产业近二十年来实现了不断发展超越。现阶段,光伏产业专业化分工优势明显,产业链融通发展正加速形成。光伏企业凭借持续的研发投入及工艺创新,在提升光电转换效率、推动绿色低碳发展方面作出了巨大贡献。


然而随着光伏电站装机量的不断增加,光伏行业也遇到了新的挑战,比如发电效率有限,由于光照强度直接决定了组件的效率,传统固定光伏支架一般都会固定一个安装倾角来吸收阳光,通常这个角度不可以调节,而太阳是东升西落的,季节不同高度也不同,即由于地球的自转与公转,导致固定的光伏支架接受光照面积有限,影响发电效率,因此需要能够跟踪太阳照射角度的跟踪支架会大幅提升发电效率。


另一方面光伏安装场地问题也需要发展效率更高的光伏,如由于缺少平整土地资源,以及光伏也不得占用农田耕地等原因,很多光伏项目建设在沙漠、戈壁、荒滩等地区。在此情况下,常规跟踪技术无法解决早晚逆跟踪阶段因地势不平产生阴影遮挡造成的发电损失;同时,常规跟踪技术只考虑晴天发电量,阴雨天光照有限,发电量低,也就是说光伏是典型的靠天吃饭。因此,发展智能跟踪技术,充分发挥不同地形及不同天气状态下跟踪支架的发电优势,提升光伏系统发电量,对光伏系统的提效降本是具有深度意义。


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下面我们就来说说光伏行业重要的组成部分光伏支架的内涵及分类。



什么是光伏支架?


光伏支架,顾名思义就是固定光伏组件的架子,它是运用在太阳能光伏电站系统中的支撑结构,其主要承担保护光伏组件免受大风等外界因素破坏的重任,因此坚固就是其重要的产品属性。但实际上,这看似结构简单的支架也是存在升级空间的。


光伏支架的分类


光伏支架它可以分为固定式支架和跟踪式支架。固定支架是按照字面意思理解,它是固定不动的;而跟踪支架是可以随着太阳转动,可以增加太阳光对光伏板的照射时间,从而增加电能。那么,固定式支架和跟踪式支架具体有哪些不同呢?


固定支架的特点


固定支架一般以一年中获得太阳辐照大的倾角作为组件的安装倾角,角度一般不可调或需要季节性手动调节(部分新品可实现远程或自动调节),固定支架结构较为简单,主要由立柱、主梁、檩条、基础等部件组成。


固定支架材质多采用锌铝镁,它需要提前设计好朝向,安装好以后是不能自主转动的,多使用于光伏车棚、水泥建筑物屋顶、彩钢瓦屋顶上等,一般是在分布式光伏电站系统的安装使用。


跟踪支架的特点


而跟踪支架通过实时跟踪太阳方位,主动调整组件朝向以合理利用太阳辐照,进而提升发电量,实现更高发电收益。跟踪支架一整套完整的机电控制系统,因此一般也被称为跟踪系统,主要由三部分组成:结构系统(可旋转支架)、驱动系统、控制系统,相比固定支架主要多了驱动系统和控制系统。


跟踪式支架与固定支架的结构不同,它相对来说复杂一些,因为它主要是为了实现跟踪太阳运行轨迹的功能,所以比固定式支架多加了驱动系统和控制系统。这里面的控制系统是主要控制部件,我们可以把它比喻成控制跟踪支架的“大脑”,它控制着支架的转动朝向,实时的向支架驱动系统发出指令,来完成整个跟踪支架的运行和角度调整,这一形式很大程度上提高了光伏电站的发电效率。


跟踪支架的分类


为了应对各个地域光照纬度的不同,跟踪光伏支架从结构上还可以分为单轴和双轴;单轴指的是只能在一个平面内旋转,双轴是可以360度转动。


具体来说:单轴式跟踪支架:支架只能绕一条水平或竖直轴旋转,跟踪太阳的日运动或季节变化。其中,单轴分为平单轴、斜单轴。斜单轴更加适合中高纬度地区,平单轴更加适合中低纬度地区。当然平单轴有时候也分平单平组件和平单斜组件两种情形。


双轴式跟踪支架:支架可同时绕两个轴旋转,跟踪太阳的日运动和季节变化,并保持光伏板垂直于光线方向。双轴式支架更加适合高海拔、高纬度、阳光照射条件好的区域,但跟踪支架需要传动及控制系统,一次性的投入比较高,初装费用与后期维护费用也会相应增加。


双轴跟踪支架的优势:


相对于单轴式跟踪支架,双轴式跟踪支架则具有以下优势:


更高的光能利用效率:双轴跟踪支架可以同时绕两个轴旋转,使光伏板始终朝向太阳,较多地捕捉太阳能,因此其光能利用效率更高。


更好的适应性:双轴跟踪支架不仅可以跟踪太阳的日运动,还可以根据季节和经纬度的变化进行调整,从而适应不同的气候和环境条件,提高了光伏系统的稳定性和可靠性。


由于双轴跟踪支架的光能利用效率更高,其较固定支架能提高25%—45%的发电量,占比逐年增加,具有更广阔的经济效益及市场前景,是提升光伏发电能效、降低度电成本的重要技术发展方向。我国近年来跟踪支架使用率也在提高,越来越多的光伏示范基地出现跟踪支架的身影。


然而,双轴跟踪的光伏支架效率虽然大幅提升,但成本却相对较高,因此,要想跟踪支架能够快速普及,广泛应用,降低双轴跟踪支架的成本为尤为重要,这也是双轴跟踪技术研发的重要方向。

   

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