摘 要:目前國內的光伏項目正如雨后春筍般地投資建設,而光伏支架的選擇成為了建設一個電站首先需要考慮的因素,不同的支架設計模式將產生截然不同的電站效益。本文提出一個全新的支架設計方案,并對此方案實際進行數據采集及分析,通過對其運用價值的評估與分析使得光伏支架的設計同時具備性能的優越性和投資價格的合理性。
關鍵詞:可調式斜單軸 支架 價值評估
一、引言
在光伏電站系統中,如何提高光伏系統的整體效率一直備受關注。逆變器、組件、變壓器、控制器等光伏設備提高1%的效率需耗費大量的人力物力,但目前光伏系統的設計環節中,往往忽視了支架的重要性。
比較傳統的光伏支架分為兩種:固定式支架系統與跟蹤式支架系統。固定式支架在國內運用較為廣泛,其優勢在于價格低廉、結構穩定,但對于整個光伏系統而言,年平均日照時數較低。跟蹤式支架系統基本可以分為單軸跟蹤與雙軸跟蹤兩種類型,其優勢在于年平均日照時數高,但價格昂貴,技術要求較高。
目前絕大多數跟蹤系統都采用PLC模塊控制,但是軟件與硬件的配合對技術要求很高而且也存在一定的出錯率,其中雙軸跟蹤系統的出錯率高于單軸跟蹤。目前運用的各種支架安裝形式的測試數據比較如下圖表所示:
二、可調式支架的優勢
可調式支架是一種按照太陽在各個季節的高度角差異所開發的新型光伏支架。原中國科學院電工所所長李安定首先提出可調式支架的解決方案,其優勢較為明顯。在固定式光伏支架的設計基礎上額外增加一個半自動支架角度調節裝置,并通過調節該裝置來追蹤太陽高度角的變化,從而提高日照時數,其優勢在于效率較高――相比固定式最佳傾角安裝的光伏支架年平均日照時數提高5%―8.5%、支架成本較低――相比最佳傾角安裝支架增加3%左右的成本、支架整體穩定性較高、適用范圍較廣。
三、 可調式斜單軸跟蹤系統的價值評估
(1)支架性能分析
可調式斜軸跟蹤支架結合了斜單軸與可調式支架的所有優勢,將斜單軸的方位角追蹤與可調式支架的高度角追蹤相結合。常州紫旭光電有限公司率先對可調式斜單軸支架進行研究,并對雙軸跟蹤、斜軸跟蹤、可調式支架、固定角度支架的實驗數據進行分析。
在相同壞境下可調式斜單軸跟蹤支架年均日照時數為7.45小時,雙軸跟蹤7.63小時,斜軸跟蹤7.32小時。現以固定式支架最佳傾角日照時數為基礎,對這三種跟蹤形式進行分析:
(2)成本分析
目前國內支架生產廠商很多、價格不一,現以紫旭光電光伏支架2010年10月份支架銷售價格為例:
以最佳傾角支架安裝為基礎,可調式安裝提高整個支架成本的8.33%。
以斜單軸跟蹤支架安裝為基礎,可調式斜軸跟蹤提高整體支架成本的2.22%,雙軸跟蹤支架提高整體支架成本的44.44%。
四、 總結
雙軸跟蹤支架相對于普通斜單軸支架增加了44.44%的投資成本,年均日照時數在斜軸跟蹤的基礎上提高5.5%;而可調式斜單軸跟蹤支架相對于普通斜軸跟蹤支架僅增加了2.22%的投資成本,卻能夠在斜軸跟蹤的基礎上提升2.31%的日照時數。
由此看出,可調式斜單軸跟蹤支架的單位成本投資回報率遠遠高出雙軸跟蹤支架。因此,目前對于大中型光伏電站而言,可調式斜單軸跟蹤系統是一個高性價比的選擇。