Urmează-soarele pe o singură axă: proiectare, opțiuni pentru locuințe și sisteme montate pe sol

Ce face un urmăritor pe o singură axă

Aurmăritor solar pe o singură axă rotește panourile în jurul unei axe pentru a urmări Soarele pe parcursul zilei. Configurația cea mai frecventă este o axă orizontală nord–sud, care înclinează panourile spre est dimineața, le ține orizontale la amiază și spre vest după-amiază. Un urmăritor orizontal pe o singură axă (HSAT) de acest tip adaugă, de obicei, 15–25% producție energetică anuală comparativ cu un sistem fix înclinat, în aceeași locație, în funcție de latitudine și climă.

Creșterea provine exclusiv din geometrie. Un sistem fix este optimizat pentru un singur moment; un sistem urmărit este optimizat pentru fiecare moment. Când vedeți panouri solare cu urmărire pe o singură axă comparate cu sistemele fixe înclinate, procentul menționat reprezintă ceea ce se vinde — iar acest lucru este verificat prin compararea kWh produși pe kW instalat, nu prin compararea specificațiilor modulelor.

Modul de funcționare al mecanismului de urmărire

Fiecare mașină pe o singură axă are aceleași patru sub-sisteme:

Controlerele moderne sunt astronomice, ceea ce înseamnă că calculează poziția Soarelui pe baza datei, orei și coordonatelor GPS — fără senzor optic care să se deruteze sau să se îmbâcsescă. Acest lucru este esențial pentru fiabilitate: o sistem de urmărire pe o singură axă pentru panourile solare care depinde de un senzor murdar poate pierde mai multă energie decât câștigă.

Urmărire inversă este caracteristica esențială. Dimineața devreme și seara târziu, rândurile ar proiecta altfel umbre pe vecini. Rotirea inversă (backtracking) rotește ușor rândurile în afara unghiului ideal pentru a elimina umbrirea, iar în configurații dense recuperează 2–5% din producția anuală care altfel s-ar pierde.

Sisteme montate pe sol: unde urmăritoarele sunt rentabile

Sisteme de urmărire solară montate pe sol sunt aplicația principală. Rentabilitatea este justificată atunci când sunt îndeplinite trei condiții:

1. Teren mare, plat și fără umbre — urmăritoarele necesită spațiu între rânduri și nu pot fi instalate pe acoperișuri comune.

1. Climă cu iradiere directă ridicată — urmăritoarele captează radiația directă; în climele cu radiație difuză intensă creșterea se reduce la 8–12%.

1. Dimensiune suficientă pentru amortizarea mecanismelor de acționare — costul motorului și al controlerului pe kW scade brusc peste aproximativ 100 kW.

Pentru instalațiile de tip utility și cele comerciale mari, urmăritoarele cu axă simplă au devenit standard în regiunile cu DNI ridicat, cum ar fi Orientul Mijlociu, unele zone din sud-vestul Statelor Unite, Australia și America Latină.

Monofacial vs bifacial

Urmăritoarele se combină în mod deosebit de bine cu modulele bifaciale, deoarece structura ridicată a mașinii și albedoul solului permit feței posterioare să adauge 5–15% producție suplimentară. Combinarea urmăritorului cu axă simplă și a modulelor bifaciale este acum o specificație standard pentru instalațiile de tip utility.

Aplicații rezidențiale: Realiste sau nu?

Aurmăritor solar rezidențial cu axă simplă este o propunere mult mai limitată decât omologul său de tip utility și merită să fim sinceri cu privire la motivul acestui fapt.

Ce funcționează:

• Instalații rezidențiale montate pe sol cu teren disponibil — o instalație urmăritor pe sol poate fi justificată acolo unde spațiul disponibil pe acoperiș este limitat, dar curtea nu este.

• Reglaj manual sau sezonier al înclinării — o aproximație ieftină care captează o mare parte din beneficiu

• Urmează pe un singur stâlp, de mică scară acționate de un singur actuator, în intervalul 1–5 kW

• Kituri de asistență pentru înclinare pentru modernizare pe suporturile existente la sol

Ceea ce funcționează rar:

• Urmează montate pe acoperiș — complexe din punct de vedere mecanic, invazive din punct de vedere structural și greu de justificat pe un acoperiș înclinat

• Sisteme foarte mici — costul antrenului și al regulatorului pe kW rămâne ridicat sub aproximativ 3 kW

Aurcător solar casnic deci, de obicei înseamnă fie o montură pe sol cu înclinare reglabilă în funcție de anotimp, fie o mașină mică cu un singur stâlp, nu un rând complet de urcătoare pentru uz utilitar. Pentru majoritatea locuințelor cu acoperiș în pantă, modulele suplimentare reprezintă o metodă mai ieftină de a achiziționa aceleași kilowați-oră.

Ce trebuie specificat la cumpărare

Indiferent dacă achiziționați un panou solar cu urcător pe o axă pentru un singur stâlp sau pentru o fermă HSAT de scară megawatt, se aplică aceleași întrebări:

• Clasificare la încărcarea din vânt — viteza de vânt pentru care structura este certificată, plus strategia de stocare. Urcătoarele trebuie să se deplaseze automat într-o poziție sigură atunci când viteza vântului depășește o anumită limită.

• Fundament și sol — piloni bătuți, balast sau beton; acesta este adesea cel mai mare articol de cost individual.

• Toleranță la teren — cât de mare este panta nord–sud și est–vest pe care o poate absorbi mașina fără lucrări de terasament.

• Redundanță a sistemului de acționare — poate fi ocolită o singură defecțiune a sistemului de acționare fără a scoate din funcționare întreaga linie?

• Deschidere a controlerului — Modbus TCP sau o interfață API documentată, astfel încât sistemul SCADA al situsului să poată fi integrat.

• Împărțirea garanției — durata de viață a structurii (de obicei 20–25 de ani) versus durata de viață a sistemului de acționare și a controlerului (de obicei 10–15 ani).

• Acces pentru întreținere și exploatare (O&M) — rulmenții și sistemele de acționare necesită inspecții periodice; proiectarea trebuie să permită accesul ușor.

Axă simplă vs înclinare fixă vs axă dublă

Decizia este o comparație, nu un fapt absolut, așa că este util să punem cele trei opțiuni una lângă alta.

Colțul din mijloc este acela în care piața s-a stabilizat. Urmărire pe axă unică a panourilor solare capătă majoritatea câștigului disponibil — aproximativ 80 % din ceea ce oferă urmărirea pe două axe — la o fracțiune din cost, greutate și efortul de întreținere. Mașinile cu urmărire pe două axe se justifică doar acolo unde terenul este, de fapt, gratuit și valoarea energiei este neobișnuit de ridicată, cum ar fi centralele termosolare concentrate.

Există, de asemenea, o cale intermediară mai simplă, demnă de menționat: reglaj sezonier al înclinării modificarea unghiului unui sistem fix de trei sau patru ori pe an captează, probabil, 5–8% din câștigul obținut prin urmărire, cu cheltuieli și complexitate aproape nule. Pentru o instalație mică rezidențială, aceasta este adesea soluția rațională de compromis.

La compararea ofertelor, asigurați-vă că baza de comparație este corectă. Câștigul de 20% al unui sistem de urmărire este măsurat în raport cu un sistem fix înclinat — nu în raport cu un sistem fix instalat sub un unghi incorect. corect întrebați întotdeauna care este unghiul de înclinare și azimutul presupuse în comparație.

Costuri și perioadă de recuperare

La o creștere a randamentului de 20 % și cu un cost suplimentar de aproximativ 50 USD/kW, investiția suplimentară într-un sistem de urmărire este recuperată în câțiva ani pe piețele cu iradiere ridicată — motiv pentru care dezvoltatorii de proiecte energetice îl consideră un standard, nu o opțiune.

Întrebări frecvente

Î: Cu câtă energie suplimentară produce un sistem de urmărire pe axă simplă? În mod tipic, cu 15–25 % mai mult decât un sistem fix înclinate în locații cu iradiere directă ridicată și cu 8–15 % în climatul mai noros.

Î: Merită un sistem de urmărire pentru o locuință? Foarte rar pe acoperiș. Pe un sistem rezidențial montat la sol, cu spațiu disponibil, un sistem mic de urmărire sau un mecanism de înclinare sezonieră poate fi rentabil.

Î: Funcționează sistemele de urmărire în medii cu zăpadă sau praf? Da, cu o strategie adecvată de stocare — un unghi mare de stocare elimină zăpada și reduce acumularea prafului. Sistemele de urmărire pot fi, de asemenea, comandate să intre în poziția de stocare în timpul furtunilor de praf.

Întrebare: Ce este urmărirea inversă și de ce este importantă? Urmărirea inversă rotește rândurile în afara unghiului ideal față de soare pentru a evita umbrirea vecinilor. În configurații dense, aceasta recuperează mai mulți procent din producția anuală.

Întrebare: Sistem cu o singură axă sau cu două axe? Sistemul cu o singură axă captează cea mai mare parte a câștigului disponibil, la o fracțiune din cost și complexitate. Cel cu două axe adaugă doar 5–10% în plus în majoritatea locațiilor și este rezervat aplicațiilor de energie solară concentrată și cercetare.

Specificați un sistem de urmărire sau o tablou fotovoltaic urmărit pe sol? Kinpower furnizează sisteme fotovoltaice de urmărire cu o singură axă și urmăritoare solare inteligente, combinate cu stocare LiFePO4 pentru centrale hibride și livrate împreună cu documentația certificată privind încărcarea vântului. Consultați soluțiile energetice sau explorați sistemele comerciale și industriale .