Слънчеви следящи системи с една ос: проектиране, опции за жилищни сгради и наземни монтажни системи

Какво прави следящата система с една ос

Aследяща система с една ос за слънчеви панели върти масива около една ос, за да следи слънцето през деня. Най-често срещаната конфигурация е хоризонтална ос от север на юг, която накланя панелите на изток сутринта, в хоризонтално положение в обед и на запад следобед. Хоризонтална следяща система с една ос (HSAT) от този тип обикновено добавя 15–25% годишен добив на енергия в сравнение с фиксирана под наклон инсталация на същото място, в зависимост от географската ширина и климата.

Предимството идва изцяло от геометрията. Фиксираната инсталация е оптимизирана за един момент; инсталацията с проследяване е оптимизирана за всеки момент. Когато видите следящи слънчеви панели с една ос сравнени с фиксирана под наклон инсталация, този процент е това, което се предлага — и се потвърждава чрез сравнение на kWh, произведени на kW инсталирана мощност, а не чрез сравнение на техническите характеристики на модулите.

Как работи механизъмът за проследяване

Всяка машина с една ос има едни и същи четири подсистеми:

Съвременните контролери са астрономични, т.е. изчисляват положението на Слънцето въз основа на дата, час и GPS координати — без оптичен сензор, който да се отклонява или замърсява. Това е важно за надеждността: а система за проследяване на слънчеви панели с една ос която зависи от мръсен сензор, може да загуби повече енергия, отколкото спечели.

Обратно проследяване е функцията, която трябва да се поддържа. През ранната сутрин и късния следобед редовете иначе хвърлят сенки върху съседните редове. Обратното проследяване завърта леко редовете далеч от идеалния ъгъл, за да се елиминира засенчването; при плътни разположения това възстановява 2–5 % от годишния добив, който иначе би бил загубен.

Системи, монтирани на земя: където проследяването се оправдава

Наземни соларни трекерни системи са основното приложение. Икономическата изгодност се постига при изпълнение на три условия:

1. Голяма, равна и незасенчена територия — проследяващите системи изискват разстояние между редовете и не могат да споделят покрив.

1. Климат с висока директна интензивност на слънчевото излъчване — проследяващите системи улавят директното слънчево лъчение; при климат с преобладаващо дифузно излъчване прирастването намалява до 8–12 %.

1. Достатъчен мащаб, за да се амортизират задвижващите механизми — разходите за двигател и контролер на киловат рязко намаляват при мощности над приблизително 100 kW.

За електроенергийни предприятия и големи търговски обекти едноосевите следващи системи са станали стандарт в региони с висока директна нормална инсоляция (DNI), като Близкия изток, югозападните части на САЩ, Австралия и Латинска Америка.

Монофациални срещу бифациални

Следващите системи се комбинират особено добре с бифациални модули, тъй като високата конструкция на устройството и албедото на земната повърхност позволяват задната страна на модулите да допринесе с 5–15 % допълнителна енергийна продукция. Комбинацията от едноосево проследяване и бифациални модули вече е стандартна спецификация за електроенергийни предприятия.

Резидентни приложения: реалистични ли са?

Aрезидентна едноосева слънчева следваща система е много по-ограничено предложение в сравнение с нейния електроенергиен аналог и е важно да се говори открито за причините.

Какво работи:

• Резидентни наземни фотоволтаични инсталации при наличност на земя — проследяваща наземна инсталация може да е оправдана там, където пространството на покрива е ограничено, но дворът не е

• Ръчна или сезонна регулировка на наклона — евтино приближение, което осигурява значителна част от ползата

• Еднополюсни следящи системи за малки мащаби задвижвани от един задвижващ елемент, в диапазона 1–5 kW

• Комплекти за допълнителна регулировка на наклона върху съществуващи наземни монтиране

Това рядко работи:

• Следящи системи, монтирани на покриви — механично сложни, структурно натрапчиви и трудни за оправдаване на наклонен покрив

• Много малки системи — разходите за двигател и контролер на киловат остават високи при мощност под около 3 kW

Aдомашен слънчев проследяващ системен модул следователно обикновено означава или сезонно регулируема наклонена наземна монтирана конструкция, или малка еднополюсна машина, а не пълен ред от промишлени проследяващи системи. За повечето жилищни сгради с наклонени покриви допълнителните панели са по-евтин начин да се закупят същите киловатчасове.

Какво да уточните при покупката

Дали закупувате едноосова проследяваща слънчева панел за еднополюсна конструкция или за ферма с HSAT в мегаватов мащаб, прилагат се едни и същи въпроси:

• Класификация по вятърна натовареност — проектната скорост на вятъра, за която е сертифицирана конструкцията, както и стратегията за стопиране. Проследяващите системи трябва автоматично да се преместват в безопасно положение при надвишаване на определен праг на скоростта на вятъра.

• Фундамент и почва — забити пилони, баластни или бетонни; това често е най-голямата отделна статия в разходите.

• Толерантност към терена — колко голям наклон от север на юг и от изток на запад може да поеме машината, без да се извършват земни работи.

• Резервираност на задвижването — дали при повреда на един задвижващ модул е възможно заобикаляне на повредата, без да се извежда целият ред от експлоатация?

• Отвореност на контролера — Modbus TCP или документиран API, за да може SCADA-системата на обекта да се интегрира с него.

• Разделение на гаранцията — срок на експлоатация на конструкцията (обикновено 20–25 години) спрямо срок на експлоатация на задвижващите модули и контролера (обикновено 10–15 години).

• Достъп за поддръжка и експлоатация — лагерите и задвижващите модули изискват периодична проверка; проектът трябва да осигурява удобен достъп.

Едноосови срещу фиксирани под наклон срещу двуосови

Решението е сравнение, а не абсолютна стойност, затова е полезно да се поставят трите възможности един до друг.

Средният стълб показва къде пазарът се е установил. Едноосева следяща система за слънчеви панели постига голямата част от възможната печалба — приблизително 80 % от това, което осигурява двуосевата система — при дробна част от разходите, теглото и натоварването за поддръжка. Двуосевите системи са оправдани само там, където земята е практически безплатна, а стойността на енергията е необичайно висока, например в концентрирани слънчеви термални централи.

Съществува и по-проста средна алтернатива, която е полезно да се знае: сезонна регулировка на наклона промяната на ъгъла на фиксирана решетка три или четири пъти годишно може да осигури около 5–8 % от прираста в производителността, който се постига с проследяване, и то почти без допълнителни разходи или усложнения. За малка домашна инсталация това често е разумният компромис.

При сравняване на оферти уверете се, че базовата линия е коректна. Прирастът от 20 % за проследяваща система се измерва спрямо фиксирана решетка с наклон — а не спрямо решетка с неподходящ ъгъл. правилно винаги уточнявайте какъв ъгъл на наклон и азимут се предполагат за сравнението.

Разходи и възвръщаемост

При 20 % по-висок добив и допълнителни разходи от около 50 щ.д. / kW, допълнителната инвестиция във проследяващо устройство се възстановява за няколко години на пазарите с висока интензивност на слънчевото излъчване — затова производителите на електроенергия считат проследяването за стандартна практика, а не за опция.

Често задавани въпроси

В: Колко повече енергия произвежда едноосовият проследяващ систем? Обикновено с 15–25 % повече от фиксирана наклонена решетка в местности с високо директно излъчване и с 8–15 % повече в по-облачни климатични зони.

В: Струва ли си проследяващо устройство за домашна употреба? Рядко на покрив. При наземно монтирана домашна решетка с достатъчно свободно пространство малко проследяващо устройство или механизъм за сезонна промяна на наклона може да се окаже рентабилно.

В: Работят ли проследяващите устройства в снежни или прашни среди? Да, при подходяща стратегия за стояне — стръмен ъгъл на стояне освобождава от сняг и намалява натрупването на прах. Проследяващите устройства могат също така да бъдат зададени да преминават в режим на стояне по време на прашни бури.

В: Какво е обратно проследяване и защо е важно? Обратното проследяване завърта редовете далеч от идеалния ъгъл към слънцето, за да се избегне засенчване на съседните редове. При плътни подредби то възстановява няколко процента от годишния добив.

В: Едноосови или двуосови системи? Едноосовите системи улавят повечето от възможната печалба при само част от разходите и сложността. Двуосовите системи добавят само още 5–10 % в повечето райони и се използват предимно при концентрирани слънчеви системи и научноизследователски приложения.

Определяте ли трекер или проследявана наземна архитектура? Kinpower доставя едноосови PV проследяващи системи и интелигентни слънчеви трекери, комбинирани с LiFePO4 натрупване за хибридни централи и предоставени заедно с сертифицирана документация за ветрови натоварвания. Вижте енергийните решения или изследвайте търговските и индустриални системи .