Solsporingsenheder med én akse: Design, muligheder til boligbrug og systems monteret på jorden

Hvad en enakset tracker gør

Aenkeltakset soltracker roterer anordningen omkring én akse for at følge solen gennem dagen. Den mest almindelige konfiguration er en vandret nord–syd-akse, der kilter panelerne mod øst om morgenen, lige ud ved middagstid og mod vest om eftermiddagen. En vandret enakset tracker (HSAT) af denne type giver typisk en stigning på 15–25 % årlig energiudbytte i forhold til en fastmonteret anordning på samme sted, afhængigt af breddegrad og klima.

Forøgelsen skyldes udelukkende geometri. En fast anordning er optimeret til ét tidspunkt; en sporet anordning er optimeret til hvert tidspunkt. Når du ser enakset sporing af solpaneler angivet i forhold til fastmonterede anordninger, er det den procentvise stigning, der sælges – og den verificeres ved sammenligning af producerede kWh pr. installeret kW, ikke ved sammenligning af modulspecifikationer.

Sådan fungerer sporemekanismen

Alle enakset maskiner har de samme fire subsystemer:

Moderne kontrollere er astronomiske, hvilket betyder, at de beregner solens position ud fra dato, tid og GPS-koordinater – ingen optisk sensor, der kan afvige eller blive beskidt. Det er afgørende for pålideligheden: en enkeltakset solpanelsporingssystem det afhænger af en snavset sensor, kan tabe mere energi, end det vinder.

Tilbagekørsel er funktionen, der skal prioriteres. Om morgenen og sent på eftermiddagen ville rækker ellers kaste skygge på deres naboer. Ved backtracking roteres rækkerne let væk fra den ideelle vinkel for at undgå skygge, og i tætte opstillinger genvinder man 2–5 % af den årlige udbytte, der ellers ville gå tabt.

Jordmonterede systemer: Hvor tracker-systemer er rentable

Jordbundsbasede solfølgningssystemer er den primære anvendelse. Økonomien holder, når tre betingelser er opfyldt:

1. Stort, fladt og uskygget land — tracker-systemer kræver afstand mellem rækkerne og kan ikke deles på et tag.

1. Klima med høj direkte strålingsintensitet — tracker-systemer optager direkte stråling; i klimaer med meget diffus stråling falder gevinsten til ca. 8–12 %.

1. Tilstrækkelig skala til at afskrive drivmekanismerne — omkostningerne til drivmekanismer og styringsenhed pr. kW falder kraftigt ved en kapacitet over ca. 100 kW.

Til brug i forsyningsvirksomheder og store erhvervssite er enakse sporere blevet standarden i områder med høj DNI som Mellemøsten, dele af det sydvestlige USA, Australien og Latinamerika.

Monofaciale versus bifaciale moduler

Sporere kombineres særligt godt med bifaciale moduler, fordi maskinens forhøjede konstruktion og jordens albedo giver den bagside en yderligere effekt på 5–15 %. Kombinationen af enakse sporering og bifaciale moduler er nu en standardspecifikation for forsyningsvirksomheder.

Residentielle anvendelser: Realistiske eller ej?

Aresidential single axis solar tracker er en langt mere begrænset mulighed end dens forsyningsmæssige forbrødre, og det er værd at være ærlig om grunden hertil.

Hvad virker:

• Residentielle jordmonterede anlæg med tilgængelig jord – et sporet jordmonteret anlæg kan give mening, hvor tagpladsen er begrænset, men haven ikke er det

• Manuel eller sæsonbaseret vinkeljustering — en billig tilnærmelse, der indfanger meget af fordelene

• Småskala enkeltaksle tracker-systemer drevet af en enkelt aktuator i effektklassen 1–5 kW

• Eftermonteringskit til tilt-assist på eksisterende jordmontager

Hvad sjældent virker:

• Tracker-systemer monteret på tag — mekanisk komplekse, strukturelt invasiv og svære at retfærdiggøre på skråtage

• Meget små systemer — omkostningerne for driv- og styringsenhed pr. kW forbliver høje ved effekter under ca. 3 kW

Ahjemmesolsporingsanlæg betyder derfor normalt enten en sæsonjusterbar skråningsmontering på jorden eller en lille enkeltstående mast, ikke en fuld række af forsyningsværkssporingsanlæg. For de fleste huse med skrå tag er ekstra moduler en billigere måde at købe de samme kilowatt-timer på.

Hvad der skal specificeres ved køb

Uanset om du indkøber et 1-akset solcellesporingspanel til en enkelt mast eller en megawatt-stor HSAT-farm, gælder de samme spørgsmål:

• Vindlastklassificering — den konstruktionsmæssige vindhastighed, som konstruktionen er certificeret til, samt strategien for stilling i hvileposition. Sporingsanlæg skal automatisk bevæge sig til en sikker position, når en vindgrænse overskrides.

• Fundament og jord — nedslåede pæle, ballast- eller betonfundamenter; dette er ofte den største enkeltpost i omkostningerne.

• Terræntolerance — hvor meget nord–syd- og øst–vest-hældning maskinen kan absorbere uden jordarbejde.

• Driftsredundans — kan en enkelt drivfejl omgås uden at tage en hel række offline?

• Styringsenhedsåbenhed — Modbus TCP eller en dokumenteret API, så SCADA-systemet på anlægget kan integrere den.

• Garantifordeling — konstruktionens levetid (typisk 20–25 år) versus driv- og styringsenhedslevetid (typisk 10–15 år).

• Drift og vedligeholdelsestilgang — lejer og drivsystemer kræver periodisk inspektion; design til adgang.

Enakset versus fast hældning versus toakset

Beslutningen er en sammenligning, ikke en absolut værdi, så det hjælper at placere de tre muligheder side om side.

Den midterste kolonne er det område, hvor markedet har stabiliseret sig. Solcellepaneler med enakset sporingsfunktion udnytter den største del af den tilgængelige gevinst – cirka 80 % af det, som toakset sporingsfunktion leverer – til en brøkdel af omkostningerne, vægten og vedligeholdelsesbyrden. Toakset udstyr er kun berettiget, hvor jord i praksis er gratis, og energiværdien er usædvanligt høj, f.eks. ved koncentreret solvarmeanlæg.

Der findes også en enklere mellemvej, der er værd at kende til: sæsonbaseret vinkeljustering at ændre en fast anordnings vinkel tre eller fire gange om året giver muligvis 5–8 % af gevinsten ved sporing for næsten ingen omkostninger eller kompleksitet. For en lille hjemmehandelsinstallation er det ofte den fornuftige kompromisløsning.

Når man sammenligner tilbud, skal man sikre sig, at basislinjen er ærlig. En sporer's 20 % gevinst måles i forhold til en korrekt skrå fast anordning – ikke i forhold til en dårligt justeret anordning. Spørg altid, hvilken hældningsvinkel og azimuth sammenligningen forudsætter.

Omkostninger og afskrivningstid

Ved en udbytteforøgelse på 20 % og omkostninger på ca. 50 USD pr. kW bliver den ekstra investering i en tracker indhentet på få år i markeder med høj strålingsintensitet – hvilket er grunden til, at elselskaber betragter tracking som standard og ikke som en valgfri mulighed.

Ofte stillede spørgsmål

Spørgsmål: Hvor meget mere energi producerer en enakset tracker? Normalt 15–25 % mere end en fast-vinklet anordning i områder med høj direkte stråling og 8–15 % mere i skyggere klimaer.

Spørgsmål: Er en tracker værdifuld for et privat hjem? Sjældent på en tagmontage. Ved en jordmonteret, privat anlægsanordning med tilstrækkelig plads kan en lille tracker eller en sæsonbaseret vinkeljusteringsmekanisme være fornuftig.

Spørgsmål: Virker trackere i sne- eller støvudsatte omgivelser? Ja, med den rigtige parkeringsstrategi – en stejl parkeringsvinkel får sne til at falde af og mindsker støvophobning. Trackere kan også kommanderes til at gå i parkeringsstilling under støvstorme.

Spørgsmål: Hvad er backtracking, og hvorfor er det vigtigt? Backtracking roterer rækker væk fra den ideelle solvinkel for at undgå skygge på nabopaneler. I tætte opstillinger gendanner det flere procent af den årlige energiudbytte.

Spørgsmål: Enakset eller toakset? Enakset fanger det meste af den tilgængelige gevinst til en brøkdel af omkostningerne og kompleksiteten. Toakset tilføjer kun 5–10 % mere i de fleste lokationer og anvendes udelukkende til koncentreret solenergi og forskningsapplikationer.

Angiver du en tracker eller en sporet jordmontering? Kinpower leverer enakset PV-trackingsystemer og intelligente soltrackere, kombineret med LiFePO4-lagring til hybridanlæg og leveret med certificeret vindlastdokumentation. Se energiløsninger eller udforsk kommercielle og industrielle systemer .