为了使整个光伏发电系统得到最大功率输出，结合建设地点的地理、气候及太阳能资源条件，将太阳能组件以一定的朝向，排列方式及间距固定住的支撑结构，通常为钢结构和铝合金结构，或者两者混合。

四、设计

跟踪支架对于提高发电量的作用

1、跟踪支架对年发电量的影响

下图为2022年从某个支架厂家那里获得的、在不同地点、不同支架对发电量影响的一些实测数据

从上图可以看出，与最佳倾角的固定式安装相比，水平单轴跟踪的发电量提升了17%~30%，倾斜5°单轴跟踪的发电量提升了21%~35%，双轴跟踪的发电量提升了35%~43%。但不

同纬度下，各种运行方式的发电量提高率显然是不一样的。大致有几个规律：1)最佳倾角固定式(以下简称“方式一”)在低纬度地区，由于最佳倾角较小，所以发电量提高很

少(如在8°时，几乎是不变的);在高纬度地区，最佳倾角大，发电量提高明显(如在50°时，提高了约25%)。2)平单轴跟踪式(以下简称“方式二”)这种运行方式跟踪了太阳

一天之内入射角的变化，其对发电量的提高率，在低纬度地区要明显优于高纬度地区。一般认为，这种运行方式更适合在纬度低于30°的地区使用，相对于“方式一”，可以

提高20%-30%的发电。当然在高纬度地区，相对“方式一”也能提高接近20%。3)斜单轴跟踪式(以下简称“方式三”)这种运行方式显然是结合了“方式一”和“方式二”的优

点。如同“方式一”不适合低纬度地区一样，这种运行方式在低纬度地区的表现并不比“方式二”好多少。因此，更适合高纬度地区。这种方式下，阵列两侧的支撑结构(支

架、转动轴)受力肯定是不一样的。由于高纬度地区的最佳倾角较大，如果采用“最佳倾角斜单轴”，则两侧受力不均衡就会很大。因此，工程中一般会采用一个较小的倾角

。4)双轴跟踪式(以下简称“方式四”)由于跟踪了太阳一天之内、一年之内的入射角的变化，这种方式对发电量的提高显然是最高的。5)固定可调式(以下简称“方式五”)这

种运行方式是根据太阳一年之内入射角的变化调整支架倾角，从而实现发电量的提高。从去年开始比较流行，下文会着重说明。

上表3组数据中，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纬度点。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。

占地面积差异

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)

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。

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

以某1万kW光伏电站(电价0.88元/kWh)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

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。

表6：不同发电小时数情况下，跟踪式收益提高的折现值

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。