太阳能支架这种运行方式跟踪了太阳天之内入 |
发布者:无锡市建城冷弯型钢有限公司 发布时间:2021-01-28 11:34:47 点击次数:234 关闭 |
本的区别就在于它们带来的发电量差异。当然,初始投资和运行维护成本也会有差别。 2010年的时候,我开始关注不同运行方式的比较,从某个支架家那里获得了一些实测的数据,完成下图。 从上图可以看出,与倾角的固定式安装相比,水平单轴跟踪的发电量提升了17%~30%,倾斜5°单轴跟踪的发电量提升了21%~35%,双轴跟踪的发电量提升了35%~43%。但不同纬度下,各种运行方式的发电量提高率显然是不一样的。大致有几个规律: 在低纬度地区,由于倾角较小,所以发电量提高很少(如在8°时,几乎是不变的);在高纬度地区,倾角大,发电量提高明显(如在50°时,提高了约25%)。 这种运行方式跟踪了太阳一天之内入射角的变化,其对发电量的提高率,在低纬度地区要明显优于高纬度地区。一般认为,这种运行方式更适合在纬度低于30°的地区使用,相对于“方式一”,可以提高20%-30%的发电。当然在高纬度地区,相对“方式一”也能提高接近20%。 这种运行方式显然是结合了“方式一”和“方式二”的优点。如同“方式一”不适合低纬度地区一样,这种运行方式在低纬度地区的表现并不比“方式二”好多少。因此,更适合高纬度地区。 这种方式下,阵列两侧的支撑结构(支架、转动轴)受力肯定是不一样的。由于高纬度地区的倾角较大,如果采用“倾角斜单轴”,则两侧受力不均衡就会很大。因此,工程中一般会采用一个较小的倾角。 由于跟踪了太阳一天之内、一年之内的入射角的变化,这种方式对发电量的提高显然是的。 这种运行方式是根据太阳一年之内入射角的变化调整支架倾角,从而实现发电量的提高。从去年开始比较流行,下文会着重说明。 那不同运行方式是如何提高发电量的呢?来两个实际数据做的图(说明:图片来自于王斯成老师ppt)。 从前文来看,无论怎么比,跟踪式的都比固定式的发电量好,那为什么固定式仍是大家喜欢的运行方式呢? 无论是支架投资还是相同装机容量的占地,还是运行维护成本,都遵循如下规律: 如一个10MW的项目,按25年平均满发小时数1300h来考虑,投资增加0.1元/W,则需要增加净收益(年发电量提高增加的收入-运维成本)约10万元才划算(按0.95元/kWh的电价,发电量大约提高0.81%可获得10万元收入)。 如,平单轴跟踪投资大约增加1元/W,需要未来每年净收入增加100万可以持平;而发电量大约提高20%,大约能提高240万的收入!就算考虑一年多几十万的运维费用,也是划算的。那为什么大家不用呢? 跟踪式故障率高是大家普遍反馈的问题。我国现有的光伏电站主要在西北,风沙大,对跟踪轴的损害特别大。一旦出现鼓掌,别说发电量提高了,就连基本的发电量都保障不了!我并没有拿到具体的统计数字,但了解的几个电站,大家都觉得跟踪式的容易坏。 除了故障率,太阳能支架跟踪精度也达不到理想值,尤其是双轴跟踪。因此,发电量的提高也就会低于当初的预期。 三种角度(每年调节3次),可提高发电量6.2%,前后间距要增加,占地面积会增大; 15°和36°(每年调节2次),可提高发电量2.9%,前后间距不变,占地面积不变; 55°和36°(每年调节2次),可提高发电量1.6%,前后间距要增加,占地面积会增大。 根据电站运维人员反馈:倾角调节是件非常累人的事情,大家都不愿意去调,导致发电量低于预期值。但固定可调式的故障率如何尚未收到反馈。 跟踪式安装方式确实能提高发电量。然而,并不是所有的地方,跟踪式支架都能有很好的效果。那什么样的条件,适合采用跟踪式支架呢? 跟踪式支架,顾名思义,就是通过支架跟踪太阳光的入射角度,尽量让太阳光垂直于光伏组件。只有直接辐射比例大的地方,跟踪才有意义。 与直射比相关的另外一个参数就是“法向直接辐射”,简称DNI,即一直垂直于太阳能入射方向的直接辐射。直射比大的地方,DNI也会相对偏大。下表为8个领跑者基地的直射比与DNI情况。 从上表可以看出,在直射比高的地区(包头、乌海、张家口),DNI数值高于水平面总辐射,采用双轴跟踪,发电量会有较高的提升;在在直射比较低的地方(淮南、淮北、济宁),双轴跟踪则效果不会很好。 下表为15个不同地点,太阳能支架采用双轴跟踪式安装方式,与采用倾角固定式相比,发电量提高比例的理论测算值。 从图1可以看出,双轴跟踪式相对于固定式发电量的提高比例,与项目场址的直射比有较好的相关性,相关性系数达到0.96。 纬度对跟踪式的发电量提高影响很大。低纬度地区,平单轴会有较好的效果;高纬度地区,平单轴效果不明显,需要斜单轴或双轴跟踪。 为了排除直射比的影响,从表2的15个样本数据中,抽取了6个样本,组成3组进行对比 从平单轴相对于固定式增加的发电量来看,低纬度点的增加比例明显高于高位度点。 从斜单轴相对于固定式增加的发电量来看,基本与直射比成正比;但从斜单轴相对于平单轴的增加量(差值一栏),可明显看出,差值大,即斜单轴相对于平单轴的效果更好。 综上所述,仅从发电量提高来看,低纬度地区,适合用平单轴;高纬度地区,适合用斜单轴或双轴跟踪。 以转换效率为16%的光伏组件为例,不同形式、不同纬度下,1万kW光伏方阵的占地面积如下表所示。 表4:不同安装方式下,光伏方阵占地面积的理论测算值(单位:hm2/万kW) 从上表可以看出,在高纬度地区,采用平单轴跟踪的安装方式,占地面积略有增加;但采用斜单轴、双轴跟踪式,占地面积将大大增加。在北纬40°地区,斜单轴跟踪的占地面积几乎为固定式的2倍。 根据上文的分析,对于高纬度地区的项目,从提高发电量角度,宜采用斜单轴、双轴跟踪;但从占地面积的角度,斜单轴、双轴跟踪式会大大增加占地面积。 鉴于上述原因,在低纬度地区采用平单轴跟踪,是相对不错的方案;在高纬度地区,在土地成本比较便宜的情况下,可考虑采用斜单轴、双轴跟踪。 跟踪式确实能提高发电量,但同时也会增加项目投资、运维成本。与固定式相比,跟踪式的成本增加主要体现在三方面:1)支架成本提高,2)占地面积增加,太阳能支架3)运维费用增加。 1)相对于固定式支架,跟踪式支架高度较高,清洗、维修难度较高,费用会增加; 如前文所述,采用跟踪式的安装方式,占地面积大大增加,将提高项目的土地成本。 以二类电价区(电价0.88元/kWh)1万kW的项目为例,假设倾角固定式的平均年满发小时数为1200h,采用平单轴跟踪发电量提高15%,采用双轴跟踪发电量提高25%。假设跟踪式的运行维护成本不增加。 采用平单轴跟踪式安装方式,每年会增加158万元的收入,如果初始成本(包含基础、支架、土地成本)增加低于1.55元/W,则采用平单轴跟踪式相对划算; 采用双轴跟踪式安装方式,每年会增加264万元的收入,如果初始成本增加低于2.59元/W,则采用平单轴跟踪式相对划算。 如果项目所在地的平均年满发小时数高于1200h,则上述标准可以适当增加;如果低于1200h,上述标准需适当降低。如下表所示。 由于跟踪式支架的价格一定。因此,在发电量高的地区,跟踪式的经济效益会更加明显。
在太阳能资源好、发电量高的地区,即年总辐射量高的地区,跟踪式支架的性价比会更高。返回搜狐,查看更多 |
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