太陽能跟蹤器是一種利用追蹤太陽輻射進(jìn)行光伏或光熱發(fā)電的設(shè)備,與傳統(tǒng)固定式支架相比具有轉(zhuǎn)換效率高、自動化程度高的特點(diǎn),是一種高效、先進(jìn)、智能的機(jī)電一體太陽能應(yīng)用支架設(shè)備。
一.光伏跟蹤器
在光伏發(fā)電領(lǐng)域的跟蹤支架系統(tǒng)稱之為光伏跟蹤器,主流光伏跟蹤器采用基于控制器內(nèi)置天文算法程序進(jìn)行太陽軌跡跟蹤運(yùn)行。光伏項(xiàng)目上各類光伏跟蹤器產(chǎn)品介紹如下:
1.平單軸跟蹤器
平單軸跟蹤器產(chǎn)品是目前市場上主流產(chǎn)品,發(fā)電量較固定支架可提升10-20%,因其具備發(fā)電量高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、價格低、土地利用率高這些綜合優(yōu)勢,經(jīng)過市場選擇成為目前光伏項(xiàng)目主流跟蹤器產(chǎn)品,適合中、低緯度地區(qū)集中式光伏電站應(yīng)用,是市場上關(guān)注度極高的一款跟蹤器產(chǎn)品。
2.斜單軸跟蹤器
斜單軸跟蹤器與固定支架相比可提升20%以上發(fā)電量,適合中、高緯度集中式光伏電站應(yīng)用。斜單軸跟蹤器因其土地利用率低、成本高,市場應(yīng)用不如平單軸跟蹤器廣泛。
3.平斜單跟蹤器
平斜單跟蹤器是以平單軸為主體結(jié)構(gòu),光伏組件有一定傾角固定,因此稱為平斜單跟蹤器。平斜單跟蹤器是一種兼顧平單軸跟蹤器結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與斜單軸跟蹤器發(fā)電量高二者優(yōu)勢于一體的跟蹤器產(chǎn)品。根據(jù)國家光伏、儲能實(shí)證實(shí)驗(yàn)平臺(大慶基地)發(fā)布的2024年度數(shù)據(jù)成果顯示,平單軸跟蹤器發(fā)電量較固定式光伏支架提升為15.9%(大慶地區(qū))。平斜單跟蹤器在多個光伏項(xiàng)目均有應(yīng)用,是一款應(yīng)用成熟的產(chǎn)品。
4.單柱雙軸跟蹤器
單柱雙軸跟蹤也叫雷達(dá)式跟蹤器,因其上部支架結(jié)構(gòu)與地面基礎(chǔ)通過一根立柱進(jìn)行支撐,與雷達(dá)天線支撐結(jié)構(gòu)類似而得名。雙軸跟蹤器發(fā)電量與固定式支架相比可提升約30%以上。但因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,故障率高,土地利用率低、成本高等因素,在國內(nèi)大型光伏項(xiàng)目應(yīng)用很少,僅少量應(yīng)用于項(xiàng)目展示或研究應(yīng)用。
5.全維跟蹤器
全維跟蹤器即太陽高度角和方位角兩個維度跟蹤運(yùn)行,本質(zhì)上也是雙軸跟蹤器。其主體結(jié)構(gòu)與平單軸類似,進(jìn)行太陽方位角跟蹤。同時通過推桿驅(qū)動光伏組件進(jìn)行高度角調(diào)節(jié)。由于其跟蹤角度與單柱雙軸跟蹤器相比范圍略小,發(fā)電量不如單柱雙軸跟蹤器高。全維跟蹤器由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、土地利用率低、故障率高、成本高,目前在光伏項(xiàng)目應(yīng)用普及程度不如平單軸,仍和單柱雙軸產(chǎn)品一樣多在一些示范性項(xiàng)目展示和研究應(yīng)用。
6.垂直單軸跟蹤器
垂直單軸跟蹤器與單柱雙軸跟蹤器結(jié)構(gòu)類似,只對太陽方位角進(jìn)行跟蹤,支架傾角固定對太陽高度計不進(jìn)行跟蹤。由于自身結(jié)構(gòu)原因,故障率高、土地利用率低、成本高,目前僅在一些示范性項(xiàng)目少量研究應(yīng)用。
7.聚光跟蹤器
聚光跟蹤器(CPV)出現(xiàn)較早,后來由于市場上晶硅組件價格持續(xù)走低優(yōu)勢更明顯,聚光組件發(fā)電產(chǎn)品目前項(xiàng)目上已很少應(yīng)用。聚光組件需要配套跟蹤精度高的聚光跟蹤器應(yīng)用,通過持續(xù)跟蹤太陽光線通過透鏡將太陽光線聚焦到指甲蓋大小的電池片上進(jìn)行發(fā)電。聚光跟蹤器對太陽高度角和方位角同時跟蹤,采用天文算法+光感傳感器綜合控制提高跟蹤精度,一般跟蹤精度在0.5°以內(nèi)。聚光跟蹤器結(jié)構(gòu)與單柱雙軸跟蹤器或全維跟蹤器類似。
二.光熱跟蹤器
光熱發(fā)電是利用太陽熱輻射對介質(zhì)進(jìn)行加熱,熱能驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電的技術(shù)。采用光熱跟蹤器對太陽輻射進(jìn)行匯聚,光熱發(fā)電項(xiàng)目最常用的跟蹤支架為槽式光熱跟蹤器和定日鏡。
1.槽式光熱跟蹤器
槽式光熱發(fā)電是一種通過拋物面反射鏡聚焦太陽光,加熱傳熱介質(zhì)并驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電的太陽能熱利用技術(shù)。其核心聚光跟蹤結(jié)構(gòu)由拋物面反射鏡、集熱管和跟蹤驅(qū)動裝置組成。反射鏡將太陽光聚焦到集熱管的焦線上,對管內(nèi)流動的傳熱介質(zhì)加熱。高溫介質(zhì)通過換熱器加熱水產(chǎn)生蒸汽,驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電。
2.定日鏡
塔式光熱發(fā)電是一種通過大規(guī)模定日鏡陣列將太陽光聚焦到中央吸熱塔頂部的吸熱器,利用高溫熔鹽等介質(zhì)儲存熱能并驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電的太陽能熱利用技術(shù)。其核心跟蹤單元由數(shù)萬面定日鏡組成,通過雙軸跟蹤系統(tǒng)實(shí)時調(diào)整角度,將太陽光反射至吸熱塔頂部的吸熱器將熔鹽加熱至高溫,通過蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電。