光伏系统跟踪型支架和固定倾角支架的发电性能与可靠性分析

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1、光伏系统跟踪型支架和固定倾角支架的发电性能与可靠性分析张蓝俊徐泽元（晶澳（扬州）太阳能光伏工程有限公司）【摘要】本文介绍了光伏系统的固定倾角支架、单轴跟踪支架以及双轴跟踪支架的特点，并就屮国青海省某地面光伏电站的发电情况进行统计分析。数据表明单轴跟踪支架的单位发电景最高，而双轴跟踪支架反而略低于单轴跟踪支架。经查明原因是该项A所使用的双轴跟踪支架实际故障率相对较高，降低Y全年单位发电量，而单轴跟踪支架在发电量和可靠性的表现上均较好。故建议若在西部环境较为恶劣的地区部署跟踪支架的光伏系统，推荐采用单轴跟踪支架的方案。【关键词】光伏系统；跟踪支架；发电性能；可靠性1

2、.光伏系统的支架通常有三大类光伏支架应用于地面光伏系统：固定倾角支架、单轴跟踪支架、双轴跟踪支架。固定倾角支架在光伏系统项目屮应用最广泛，其成本低廉、结构简单、安装方便。无论是在在风载荷较高的情况下还是在地震多发地区，品质合格的固定倾角支架都能承受较大的机械应力而不必担心结构部件受损的问题。在整个电站寿命期间所需要的运行维护费用也是最少的。但在高纬度地区，不同季节太阳运行高度角以及方位角的变化范围较大，使用固定倾角支架的光伏系统在部分季节的发电效率相对较低。单轴跟踪支架相比于固定倾角支架能获得较为明显的发电量提升，其主要分为两种类型：平单轴跟踪支架和斜单轴跟踪支

3、架。一般采用平单轴跟踪系统居多。通常在平单轴跟踪系统里组件呈水平安装，跟踪方向从向东倾斜到向西倾斜，单个电机和控制器可控制多个跟踪阵列［1］。单轴跟踪系统的传动齿轮和轴承均需要定期检修维护。双轴跟踪系统可提供最高的发电量［2】。双轴跟踪系统通常采用历史数据和传感器互补的跟踪控制方式以获得最高的精度，每个双轴跟踪支架均奋2台电机以调整方位角和倾角。但复杂的控制传动机构使得双轴跟踪系统具冇相对更高的造价和故障率。1.样本项S信息本项目位于青海省，纬度36.3度，项0地区域具冇丰富的辐照资源。根据Meteonormversion7.0的气象数据，在35度最佳倾角斜面上

4、的年辐照量超过1800kWh/m2/year,并且超过60%为直射光。年均温度变化范围为-8.9°C~16.6'C,通常风速区间为6m/s~23m/s。海拔高度为2990m，土地类型为为黄土伴有沙尘。总装机容量为5MW，包含3个子系统：其中2MW为双轴跟踪系统，2MW为平单轴跟踪系统，1MW为固定倾角系统。所冇子系统均采用同批次峰值功率为235Wp的60-cell多晶硅组件，装机容量基本一致。所奋子系统均使用冋型号的国内知名品牌的500kW集中式逆变器（不含隔离变压器）。图2平单轴跟踪支架阵列照片平单轴跟踪支架的光伏系统参数：倾角调节范围：±80?

5、允许跟踪误差：±0.3?跟踪方式：光传感器+历史数据支架安装套数：438每套支架安装光伏组件块数：20安装容量：2.058MW标称平均年故障率：≤5%逆变器：一线品牌4x500kW并网逆变器（光伏电站内所有子系统均为冋型号逆变器）图3双轴跟踪支架阵列照片双轴跟踪支架的光伏系统参数：倾角调节范围：-10?-70?方位角调节范围：0?-320?（180?为正南）允许跟踪误差：±0.3?跟踪方式：光传感器+历史数据支架安装套数：433每套支架安装光伏组件块数：20安装容量：2.035MW标称平均年故障率：≤5%逆变器：一线品牌4

6、x500kW并网逆变器（光伏电站内所有子系统均为冋型号逆变器）1.发电量结果分析青海省六月气候多变，昼夜温差较大，辐照资源充足。在每日约10个小吋的运行过程中跟踪系统可能会经历风沙、阴雨等恶劣天气。因此跟踪系统的控制机构、驱动机构将会承受较为恶劣的运行环境。该电站所奋方阵均采用相冋品牌和型号的逆变器，光伏组件均为同批次60-cell235Wp多晶硅组件，电力计量表计精度0.2级。经现场运维人员导出6月份的运行数据如下：从数据中可以发现，单位发电量最高的是单轴跟踪系统，而不是双轴跟踪系统。单轴跟踪系统比固定倾角的单位发电量要高46.9%，双轴跟踪系统比固定倾角的单

7、位发电量要高43.9%。理论上，双轴跟踪系统应该具奋最高的发电量。奋文献资料显示：单轴跟踪系统相比固定倾角支架可提升25%的发电量［3］,在一些特定情况，双轴跟踪系统比固定倾角瞬吋发电量最高可达41%的差距［4］。现场人员确认了各方阵的光伏组件、光伏组件、直流汇流箱内组串、逆变器设备等均没有问题，也不存在限电的情况。调取该光伏电站该月内各子系统每日发电量清申如下:2MW双轴跟踪系统包含4个500kW的子方阵，相比于固定倾角系统和单轴跟踪系统，从6月6日起数据离散性就开始变大，6月19日恢复一致。调取现场运维记录发现，双轴跟踪系统的4个子方阵在6月6日到6月19日

8、期间内跟踪支架部分出现了