地面光伏电站大规模平斜单轴跟踪支架形式应用的研究

荀向阳

摘要：在大型的地面光伏电站中，光伏组件所能够接受的太阳辐射能量和电站所占的土地面积都会受到各种形式的光伏支架所产生的影响。本文通过研究不同经济纬度、木用个有效地提高兴代风力发电厂的能源总量，其成本与可靠性如何制约风力发电项目的收益率问题进行了系统性的对比与研究。追踪支架能够具备双提尚光休电功及 b 业代中放的发电编号和投资收益推广其应用的重要性等关键问题，通过相互比较再进行分析后，小倾角斜单轴追踪支架有利于提高光伏电站的总发电量，提高投资总收益率，并向着未来创造出较好的应用前景。

关键词：光伏电站;追踪支架;发电量;投资收益

在光伏电站中。首先，这些组件的支撑形态会对其所接受到的太阳辐射量产生影响。其次，会继续影响光伏电站的功率和发电能力。其中，光伏电站建设使用地将受到各种形式的支架所影响。支架选择不仅可以直接影响光伏电站建设的经济指标，还可以直接影响建设项目的用地指标及其建设规模。本文通过对不同的支架类型形式的火力发电站在其占地面积、能耗及投资收益等方面的相关性进行了比较和分析，讨论了不同类型支架在火力发电站中的应用和推广远景。

1支架形式分类

目前大型光伏电站的太阳电池组件支架主要由下列四种支架共同组成，固定式支架的主要特点之一就是有一定的倾角，安装偏角的最好选择主要由以下几种条件所决定，如地理位置、全年太阳辐射的分布、直接辐射与散射辐射的比例及特定场地环境条件等。最佳安装倾角的确定需要使用专门的系统设计软件对其进行优化和设计，它所对应的倾角必须是该系统在当年全部发电量最高时的。

就一般情况来说，采用追踪式支架的光伏电站因为其所消耗的占地面积与其他的相比较大，支架的优点之处就是因为其建筑造价高，运行和维修费用成本高，追溯式支架的设计性价比也不是一定高，在实际应用中工作的情况中就要求我们必须针对这部分具体的设计项目做出更加有针对性、分析和进行对比，在所有支架设计方案中挑选出一个优化最佳的支架设计。在国内电价政策和社会主义市场经济的促进和推动下，只有一些数量较少的几家光伏电站选择了平单轴追踪和斜单轴追溯支架，另外，这种双轴追溯支架也已经得到了较大规模的研究和示范使用。

2占地面积比较

当光伏发电厂的经纬度值基本相等时，固定倾角跟踪支架的土地面积也应该是最小，平单轴跟踪支架的土地占地面积与偏大﹐斜单轴跟踪支架所需要占用的土地面积相较为偏大，并且土地占有率随着倾角增大慢慢提高;但是当各种支架结构的形式都相同时，等容量光伏电站总体的占地面积就会因为经济纬度的不断提高而逐步增加并且变大，最大甚至要达到原来的两倍;就斜单轴追踪支架来说，，等容量光伏电站的占地面积会因为倾角的变大而逐步变大，优点之一就是对土地的利用率最高，建设项目用地指标最优，与小型倾角式单轴追踪和微型单轴追踪相比，光伏电站的占地面积提高幅度不大，建设用地指标也比较好。光伏发电站在选择时主要考虑以上四个因素。考虑到在高纬度区域，如果采取了一种大角度、高倾斜的单轴追溯支架，光伏电站将使其占地面积可以增加几倍。本技术方案尽量采取不可能少。通过采用轴承来追踪支架，接收到的太阳辐射有较大的增益，如果增益大于变化范围，其倾角将越小。

3发电量增益分析

对于光伏电站来说，发电量主要是由太阳辐射来决定的。由于阵列屏蔽、线损、温度等因素的影响，太阳辐射与发电之间的增益比并不是完全一致的。

4投资收益分析

由前面的一些理论研究分析结果我们可得，若要更加大幅度地提高光伏电站的利用率，提高光伏电站在市场上的投资和收益之比，可以考虑使用追踪式支架，并且这种支架具有良好的市场应用前景，目前已经造成了追踪式支架尚未能够大规模推广，包括追踪式支架在行业中成本的增加、可靠性及其在运维过程中的成本三个重要原因。由图表所知，实际发电量远低于理论预测发电量，这主要是由于水平单轴跟踪支架的稳定性不足。在经济分析中应考虑跟踪支架的失效率，并应注意跟踪支架的可靠性，与对应的理论发电量相比，采用跟踪支架的光伏电站的发电量应相差4个百分点。

通过这些数据来进行对比和分析，根据其结果我们可以发现，采用固定支架方式的光伏电站和平倾角式单轴追踪支架的投資收益率也是完全相同，投资收益率在增加幅度上提高较大的主要就是斜单轴追踪支架，小倾角式斜单轴追踪支架的主要优点之一是它们在风险上具有稳定和可靠的特点，但是它们所消耗的土地面积很低，其中我们重点关注和考察的就是较大的市场应用潜力。

5结论

为了显著地提高大型光伏电站的风力和发电能力，追踪式支架虽然是一个很好的选择，但由于追踪式支架在使用中的成本、安全性、可靠性和占地面积上有所增加，其实用价值也会得到很大降低。水平单轴追溯式支架在成本上比较低的情况下减少了一些，低纬度地区的光伏发电厂在太阳能发电方面的效果也更明显。虽然该项目的占地面积比上年增加不多，但由于它的可靠性和稳定能力较差等因素，一般而言，很难能够在一定程度上提升该电站投资回报率，推广和应用的根本原则就是要提高电站的可靠性和稳定能力;而且成本较稍高的就是采用了小倾角式单轴追溯支架。虽然建筑规模和建筑面积上年增长较少，但其发电量相对较高。单轴跟踪支架与运行维护成本以及安全性、可靠性同等重要，这在一定程度上大大提高了电站的投资回报。

参考文献

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