在什么地方运用跟踪式支架最适合?

在什么地方运用跟踪式支架最适合?

跟踪式安装方式确实能提高发电量,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?
一、高“直射比“的地区

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。

在什么地方运用跟踪式支架最适合?

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。

在什么地方运用跟踪式支架最适合?

在什么地方运用跟踪式支架最适合?

图1: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。
二、“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
纬度对跟踪效果的影响,请看下图:

在什么地方运用跟踪式支架最适合?

注:斜单轴为最佳倾角斜单轴,下同。
 上表数据中,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位度点。
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
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。
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)

在什么地方运用跟踪式支架最适合?

 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。
3小结
根据上文的分析,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。
三、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
以二类电价区(电价0.88元/kWh)1万kW的项目为例,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。
跟踪式安装方式的经济性分析,请看下表:

在什么地方运用跟踪式支架最适合?

 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。
不同发电小时数情况下,跟踪式收益提高的折现值

在什么地方运用跟踪式支架最适合?

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。
四、综合分析

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。
来源:王淑娟
 

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