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。

跟踪支架的适用条件

高“直射比”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。表1：第二批领跑者8个基地的直射比与DNI情况

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。表2：不同地点双轴跟踪式比固定式发电量提高理论测算值

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。

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。

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。

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。

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。

在风大的地区，跟踪式支架曾经发生过被吹翻的问题。下图为某领跑者项目，跟踪支架被大风掀翻的案例。

针对这一问题，在实践中可以采取灵活的设计方案!青海海南州特高压基地项目，黄河上游集团水电开发有限公司中标2.4GW，就采用了多种安装方式相结合的设计方案。

根据黄河水电之前实证基地的数据，光伏电站建成后，场区内风速、风向会发生明显变化，13m/s以上的极大风速将明显降低。根据风载分布的不同，对光伏电站的发电单元

进行了优化设计。