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平單軸跟蹤支架
平單軸跟蹤支架是指支架?chē)@一根水平方向的軸跟蹤太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，這個(gè)水平的軸可以是南北方向也可以是東西方向，南北方向時(shí)的發(fā)電量較高，因此平單軸跟蹤支架的軸一般為南北方向。
國(guó)際市場(chǎng)推廣較為成功的一種平單軸跟蹤支架為美國(guó)SUNPOWER公司的T0平單軸支架。這種支架的最大特點(diǎn)是采用連桿將若干排支架連接起來(lái)，用單個(gè)電動(dòng)推桿推動(dòng)若干排支架同步旋轉(zhuǎn)，見(jiàn)下圖。
美國(guó)SUNPOWER公司的T0平單軸支架主要技術(shù)參數(shù)如表1。
表1 T0平單軸跟蹤支架主要參數(shù)
| 控制系統(tǒng) | PLC控制，變頻器驅(qū)動(dòng)，帶反向跟蹤防陰影功能（Back-tracking），采用傾角傳感器作為反饋 |
| 跟蹤軸及角度 | 水平軸、南北向 |
| 跟蹤范圍 | -45°～45° |
| 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) | 電動(dòng)推桿 |
| 單個(gè)系統(tǒng)最大容量 | 250kWp |
| 主要材料 | 主要結(jié)構(gòu)為熱浸鋅鋼材，軸承為高分子耐磨自潤(rùn)滑材料UHMW-PE |
| 最大風(fēng)速 | 177km/h（3秒平均） |
| 占地 | GCR=0.35～0.5 |
我國(guó)第一個(gè)光伏特許權(quán)項(xiàng)目——甘肅敦煌10MWp光伏并網(wǎng)發(fā)電特許權(quán)示范項(xiàng)目工程，就采用了平單軸跟蹤支架（與T0的結(jié)構(gòu)有所不同，支架與支架之間沒(méi)有連桿相連）。該工程于2009年8月28日開(kāi)工建設(shè)，2010年12月31日投產(chǎn)，工程25年設(shè)計(jì)年平均發(fā)電量為1804.6萬(wàn)kWh，2011年度實(shí)際發(fā)電量約1820萬(wàn)kWh。
斜單軸跟蹤支架
斜單軸跟蹤支架是指一種圍繞一根南北向傾斜的軸旋轉(zhuǎn)跟蹤太陽(yáng)的支架。在中高緯度地區(qū)，與平單軸跟蹤系統(tǒng)相比，斜單軸跟蹤系統(tǒng)的發(fā)電量有較大幅度的提高。當(dāng)然，由于旋轉(zhuǎn)軸呈傾斜狀態(tài)，斜單軸跟蹤支架的造價(jià)也高于平單軸支架。
斜單軸跟蹤支架一般采用三點(diǎn)式支撐結(jié)構(gòu)，具體的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和控制方法也有很多種。下面分別以美國(guó)SUNPOWER公司的T20以及捷克POULKE公司的TRAXLE等兩種斜單軸支架進(jìn)行介紹。
（1）T20斜單軸跟蹤支架
與T0支架相似，T20也采用機(jī)械聯(lián)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，如圖9-18所示。單個(gè)電動(dòng)推桿推動(dòng)的光伏方陣容量可達(dá)250kWp。之所以稱(chēng)為T(mén)20是指跟蹤軸與水平面的角度為20°，實(shí)際上在應(yīng)用時(shí)也可以根據(jù)具體情況作調(diào)整。斜單軸跟蹤支架跟蹤軸傾角的確定比較復(fù)雜，至少需要從發(fā)電量、占地、安裝和維護(hù)等方面綜合考慮。主要技術(shù)參數(shù)如表2。
表2 T20斜單軸跟蹤支架主要參數(shù)
| 控制系統(tǒng) | PLC控制，變頻器驅(qū)動(dòng)，帶反向跟蹤防陰影功能（Back-tracking），采用傾角傳感器作為反饋 |
| 跟蹤軸及角度 | 傾斜軸、南北向，角度20°左右 |
| 跟蹤范圍 | -45°～45° |
| 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) | 電動(dòng)推桿 |
| 單個(gè)系統(tǒng)最大容量 | 250kWp |
| 主要材料 | 主要結(jié)構(gòu)為熱浸鋅鋼材，軸承為高分子耐磨自潤(rùn)滑材料UHMW-PE |
| 最大風(fēng)速 | 177km/h（3秒平均） |
| 占地 | GCR=0.20～0.24 |
（2）TRAXLE斜單軸跟蹤支架
與T20支架不同的是，TRAXL斜單軸支架不采用機(jī)械聯(lián)動(dòng)的方式。每個(gè)支架單獨(dú)配一個(gè)小型的直流電動(dòng)推桿，這個(gè)推桿由位于支架前端垂直于方陣面的雙面光伏組件（兩面均有光伏電池）來(lái)供電，這個(gè)雙面光伏組件還作為光線傳感器來(lái)使用，如下圖所示。
當(dāng)支架的方陣面偏離太陽(yáng)光線的角度超過(guò)一定值時(shí)，雙面光伏組件接收到的輻照產(chǎn)生的電壓差達(dá)到電動(dòng)推桿啟動(dòng)的閾值時(shí)，電動(dòng)推桿啟動(dòng)使得光伏支架跟蹤太陽(yáng)；支架到達(dá)指定位置時(shí)，雙面光伏組件接收到的輻照產(chǎn)生的電壓差小于電動(dòng)推桿工作的閾值，支架停止跟蹤。雙面光伏組件的兩個(gè)面用于識(shí)別支架偏離太陽(yáng)的方向，以使得支架能跟隨太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的方向而運(yùn)動(dòng)。主要技術(shù)參數(shù)如表3。
表3 TRAXL斜單軸跟蹤支架主要參數(shù)
| 控制系統(tǒng) | 采用雙面光伏組件作為傳感器和電動(dòng)推桿的電源，控制電路簡(jiǎn)單，無(wú)須控制器 |
| 跟蹤軸及角度 | 傾斜軸、南北向，角度根據(jù)具體應(yīng)用確定 |
| 跟蹤范圍 | -60°～60°（最大） |
| 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) | 電動(dòng)推桿 |
| 單個(gè)支架容量 | 1-15㎡（0.1-2.2kW） |
| 主要材料 | 主要結(jié)構(gòu)為熱浸鋅鋼材，軸承為干摩擦軸承，具體材料未知 |
| 最大風(fēng)速 | 140km/h |
| 跟蹤精度 | ±10° |
方位角單軸跟蹤支架
方位角單軸跟蹤支架可以看成是將某一個(gè)固定式支架安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的基座上構(gòu)成的，如圖9-20。這種支架在跟蹤時(shí)，方陣面與水平面的夾角保持不變，變化的是方陣面的方位角。
雙軸跟蹤支架
雙軸跟蹤支架可以看成是一個(gè)傾角可以自動(dòng)調(diào)節(jié)的支架安裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的基座上，如圖9-21。所謂雙軸，就是指支架可以沿2個(gè)獨(dú)立的軸旋轉(zhuǎn)，一般一個(gè)軸使得支架的方位角可以自由旋轉(zhuǎn)，另一個(gè)軸使得支架的傾角可以自由旋轉(zhuǎn)。這樣，雙軸跟蹤支架始終可以保持與太陽(yáng)光線垂直，是所有跟蹤支架中發(fā)電量最高的。
原文始發(fā)于微信公眾號(hào)（坎德拉學(xué)院）：降本增效背景下，有必要全面了解下光伏跟蹤支架