Yksikseliset aurinkoseurantajat: suunnittelu, kotikäyttöön tarkoitetut vaihtoehdot ja maatasoiset kiinnitysjärjestelmät

Mitä yksitelinen seurantajärjestelmä tekee

Ayksikselinen aurinkoseurantalaite kääntää aurinkopaneeleja yhden akselin ympäri seuratakseen aurinkoa koko päivän ajan. Yleisin asennusmuoto on vaakasuuntainen pohjois–etelä-akseli, joka kallistaa paneelit itään aamulla, pitää ne tasaisina keskipäivällä ja kallistaa ne länteen iltapäivällä. Tällainen vaakasuuntainen yksitelinen seurantajärjestelmä (HSAT) lisää tyypillisesti 15–25 % vuosittaisesta energiantuotannosta verrattuna kiinteästi kulmaan asennettuun järjestelmään samassa sijainnissa, riippuen leveyspiiristä ja ilmastosta.

Hyöty johtuu kokonaan geometriasta. Kiinteä järjestelmä on optimoitu yhteen ajanhetkeen; seurantajärjestelmä on optimoitu jokaiseen ajanhetkeen. Kun näet yksitelisiä seurantajärjestelmiä käyttäviä aurinkopaneeleja vertailussa kiinteästi kulmaan asennettuihin järjestelmiin, kyseinen prosenttiluku on se, mitä myydään – ja se vahvistetaan vertailemalla tuotettuja kilowattitunteja asennettua kilowattia kohti, ei moduulien teknisiä tietoja.

Miten seurantamekanismi toimii

Jokaisessa yksitelisessä järjestelmässä on samat neljä alajärjestelmää:

Nykyiset ohjaimet ovat tähtitieteellisiä, mikä tarkoittaa, että ne laskevat auringon sijainnin päivämäärästä, ajasta ja GPS-koordinaateista – optista anturia ei tarvita, joten se ei voi poiketa tai likaantua. Tämä on tärkeää luotettavuuden kannalta: yksikäsitteinen akseli aurinkopaneelien seurantajärjestelmä se voi menettää enemmän energiaa kuin se saa, jos sen toiminta perustuu likaiseen anturiin.

Takaisinseuranta on ominaisuus, johon kannattaa kiinnittää huomiota. Aamulla ja iltaisin rivit heittäisivät muuten varjoaan naapuririveihinsä. Takaisinseuranta kiertää rivejä hieman pois optimaalisesta kulmasta poistaa varjostuksen, ja tiukissa asennuksissa se palauttaa 2–5 % vuosittaisesta tuotannosta, joka muuten menetettäisiin.

Maatasoiset järjestelmät: missä seurantajat kannattavat

Maan päällä asennetut aurinkoenergian seurantajärjestelmät ovat ydinsovellus. Taloudellisuus toteutuu, kun kolme ehtoa täyttyy:

1. Suuri, tasainen ja varjoton alue — seurantajat vaativat välimatkan rivejen välillä eivätkä ne sovi yhteiseen katolle.

1. Korkea suora säteilyintensiteetti — seurantajat hyödyntävät suoraa säteilyä; voimakkaasti hajaantuneessa säteilyilmastossa hyöty pienenee 8–12 %:iin.

1. Riittävä mittakaava ajureiden kustannusten kattamiseksi — ajurin ja ohjaimen kustannus kilowattia kohden laskee voimakkaasti noin 100 kW:n yläpuolella.

Hyöty- ja suurten kaupallisten sivustojen osalta yksiaukseiset seurantajat ovat tulleet oletusvalinnaksi korkean DNI:n alueilla, kuten Lähi-idässä, Yhdysvallojen eteläisessä länsiosassa, Australiassa ja Latinalaisessa Amerikassa.

Monofaciaaliset vs. bifaciaaliset

Seurantajat toimivat erinomaisesti bifaciaalisten moduulien kanssa, koska koneen korotettu rakenne ja maan albedovirta mahdollistavat takapinnan tuottavan 5–15 % lisätuottoa. Yksiaukseisen seurannan ja bifaciaalisten moduulien yhdistelmä on nyt standardi hyötyverkkospecifikaatio.

Kotitaloussovellukset: toteuttamiskelpoisia vai ei?

Akotitalousyksiaukseinen aurinkoseurantajajärjestelmä on paljon kapeampi tarjonta kuin sen hyötyverkkoversio, ja on syytä olla rehellinen siitä, miksi näin on.

Mitä toimii:

• Maahan asennetut kotitalousjärjestelmät tarpeellisen maa-alueen ollessa saatavilla – seurantajalla varustettu maahan asennettu järjestelmä voi olla järkevä ratkaisu, kun katolla ei ole riittävästi tilaa, mutta pihalla on.

• Manuaalinen tai kausittainen kallistuskulman säätö — edullinen likiarvo, joka kattaa suurimman osan hyödyistä

• Pienimuotoiset yksinapaiset seurantajat yhdellä toimilaitteella käytettävissä, tehoalueella 1–5 kW

• Olemassa oleviin maatasoisille tukirakenteille asennettavat kallistusavustuslisävarusteet olemassa oleviin maatasoisille tukirakenteille

Mitä harvoin toimii:

• Kattoon asennetut seurantajat — mekaanisesti monimutkaisia, rakenteellisesti vaativia ja vaikeita perustella kaltevalla katolla

• Erittäin pienet järjestelmät — toimilaitteen ja ohjaimen kustannukset kilowattia kohden pysyvät korkeina alle noin 3 kW:n järjestelmissä

Akotitaloudellinen aurinkopaneelien seurantajärjestelmä tarkoittaa siksi yleensä joko kausittain säädettävää kulmaa omaavaa maatasoisia tukevia rakenteita tai pieniä yksipylväsisiä laitteita, ei koko hyötyverkkotasoisia seurantajärjestelmiä. Useimmille kaltevapeitteisille asuintaloille lisämoduulit ovat edullisempi tapa hankkia sama määrä kilowattitunteja.

Mitä täytyy määritellä ostettaessa

Olitpa hankkimassa yksikselistä aurinkopaneelien seurantajärjestelmää yksipylväsiseen asennukseen tai megawattimittaisen HSAT-tilan tarpeisiin, samat kysymykset koskevat kaikkia:

• Tuulikuormitusluokitus — rakenteen sertifioitu suunnittelutuulennopeus sekä varastointistrategia. Seurantajärjestelmien on siirryttävä automaattisesti turvalliselle asennolle tuulennopeuden ylittyessä tietyn rajan.

• Perustus ja maaperä — iskupylväät, painopohjaiset tai betonipohjaiset ratkaisut; tämä on usein yksittäinen suurin kustannusrivi.

• Maaston sietokyky — kuinka paljon kone pystyy ottamaan vastaan pohjois–etelä- ja itä–länsisuuntaista kaltevuutta ilman maanrakennustöitä.

• Ajaminen redundanssilla — voidaanko yksittäisen ajimen vika ohittaa ottamatta koko rivin pois käytöstä?

• Ohjainavoinen järjestelmä — Modbus TCP tai dokumentoitu API, jotta sivun SCADA-järjestelmä voi integroida sen.

• Takuun jakaminen — rakenteen elinikä (yleensä 20–25 vuotta) verrattuna ajimiin ja ohjaimiin (yleensä 10–15 vuotta).

• Käyttö- ja huoltoaccess — laakerit ja ajimet vaativat ajoittaisia tarkastuksia; suunniteltava saavutettavuus huomioiden.

Yksiaukset vs kiinteä kulma vs kaksiaukset

Päätös on vertailu, ei absoluuttinen arvo, joten kolmen vaihtoehdon sivuuttaava esittäminen auttaa.

Keskimmäinen sarake on se, johon markkina on asettunut. Aurinkopaneelin yksikselinen seuranta kattaa suurimman osan saatavilla olevasta hyödystä – noin 80 % siitä, mitä kaksiakselinen seuranta tarjoaa – vain murto-osan kustannuksista, painosta ja huoltovaatimuksista. Kaksiakselisia laitteita kannattaa käyttää ainoastaan silloin, kun maan käyttö on käytännössä ilmaista ja energian arvo poikkeuksellisen korkea, kuten konstrioitujen aurinkolämpövoimaloiden tapauksessa.

On myös yksinkertaisempi keskitie, joka kannattaa tuntea: vuodenajan mukainen kulman säätö kiinteän paneeliryhmän kulman muuttaminen kolme tai neljä kertaa vuodessa tuottaa ehkä 5–8 %:n osan seurantahyödystä lähes ilman kustannuksia tai monimutkaisuutta. Pienelle kotikäyttöön tarkoitetulle asennukselle tämä on usein järkevä kompromissi.

Vertaillessa tarjouksia varmista, että vertailuperusta on rehellinen. Seurantajärjestelmän 20 %:n hyöty mitataan kiinteän, vinossa asennetun paneeliryhmän suhteen – ei huonosti kulmassa olevan ryhmän suhteen. oikein kysy aina, mikä kaltevuuskulma ja azimuth-kulma vertailussa oletetaan.

Kustannukset ja takaisinmaksuaika

20 %:n tuottotuloksen ja noin 50 USD/kW lisäkustannusten tapauksessa seurantajärjestelmään tehty lisäinvestointi saadaan takaisin muutamassa vuodessa korkean säteilyintensiteetin markkinoilla – siksi teollisuuden kehittäjät pitävät seurantaa oletusvalintana eikä vaihtoehtona.

UKK

K: Kuinka paljon enemmän energiaa yksiaukseinen seurantajärjestelmä tuottaa? Tyypillisesti 15–25 % enemmän kuin kiinteä kallistusasento korkean suoran säteilyn alueilla ja 8–15 % pilvisemmissä ilmastovyöhykkeissä.

K: Kannattaako seurantajärjestelmä kotikäyttöön? Harvoin katolla. Maahan asennettuun asuinrakennuksen aurinkopaneelijärjestelmään, jossa on riittävästi tilaa, pieni seurantajärjestelmä tai kausittainen kallistusmekanismi voi olla kannattava.

K: Toimivatko seurantajärjestelmät lumisissa tai pölyisissä olosuhteissa? Kyllä, oikealla lepäysstrategialla – jyrkkä lepäyskulma mahdollistaa lumen putoamisen ja vähentää pölyn kertymistä. Seurantajärjestelmiä voidaan myös ohjata lepäysasentoon myrskypölyn aikana.

K: Mikä on takaisinseuranta ja miksi se on tärkeä? Takaisinseuraus kääntää rivit pois ihanteellisesta aurinkokulmasta estääkseen naapuripaneeleiden varjostumisen. Tiukissa asetteluissa se saa takaisin useita prosentteja vuotuisesta tuotannosta.

K: Yksiaukset vai kaksiaukset? Yksiaukset hyödyntävät suurimman osan saatavilla olevasta tuottotuloksesta vain murto-osan kustannuksista ja monimutkaisuudesta. Kaksiaukset lisäävät enimmillään 5–10 % lisätuottoa useimmissa paikoissa, ja niitä käytetään pääasiassa keskitetyn aurinkoenergian ja tutkimuskäyttöjen yhteydessä.

Määritelläänkö seurantajärjestelmä vai seurattava maapohjainen järjestelmä? Kinpower tarjoaa yksiaukset aurinkopaneeliseurantajärjestelmiä ja älykkäitä aurinkoseurantajia, jotka on yhdistetty LiFePO4-varastointiin hybridivoimalaitoksia varten ja toimitettu sertifioitulla tuulikuormadokumentaatiolla. Katso energiaratkaisut tai tutustu kaupallisille ja teollisille järjestelmille .