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平單軸跟蹤器逆向跟蹤陰影躲避技術解讀
時間:2019-08-05 來源:坎德拉學院
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對于平單軸跟蹤系統,如果采用逆跟蹤技術,可在減少陣列間距的同時,又能使光伏陣列間沒有遮擋,那么就可以很好地解決跟蹤系統面臨的光伏發電量和占地面積的抉擇問題。當確定使用逆跟蹤技術后,為了提高發電量,還需要確定跟蹤支架的東西間距,因為東西距離大,早晚逆跟蹤算法啟動的機會相對來說就會少一些,那么可保證組件平面上所接收的輻射量相對較大。當然,實際間距的選擇還需要看可利用的土地面積。

逆跟蹤算法:早上和傍晚的時候,支架能夠反向旋轉,使前排組件陰影剛好沒遮到后排,實現入射角最大、發電量最大的目標。

1、跟蹤角度的計算根據圖1所示為南北軸向平單軸,某時刻的太陽位置,高度角為α,方位角為β,根據三角函數關系可得到:θ=arctan(tanα/sinβ)正常跟蹤時,跟蹤器上的組件跟隨著太陽運行軌跡變化而運動,其運行基本原理是確保組件在東西方向上跟太陽光線成直角,因此,正常情況下,跟蹤角γ 和夾角θ 恒有:γ+θ=90° 

圖1 平單軸跟蹤支架南北軸與太陽的夾角θ示意圖

1、逆向跟蹤的啟動算法以L 和 W為邊,當θ+γ=90°時,為正常跟蹤與逆追蹤的臨界角。那么γ臨界角=acos(W/L),如果γ> acos(W/L),開始逆跟蹤。根據三角函數,可計算得到逆向跟蹤角度:γ逆向跟蹤角:asin(K*sinθ)-θ,其中K=L/W

圖2 無逆跟蹤時早晚存在的陰影 

圖3 逆跟蹤時角度的計算

假設某項目平單軸跟蹤支架組件縱向雙排安裝,2*10塊組件。寬度3.32米,長度10.1米,跟蹤范圍-45°-45°。

使用PVsyst模擬得到輸出結果,以1月1日為例,早上的九點和十點時刻,太陽的高度角分別為5.81°和15.16°,根據上述公式可計算得到太陽高度角的東西分量θ分別為7都和20.8°,理論上為了保證輻射的最大化,跟蹤角度應為83°和69.2°,但是此時均超過了跟蹤范圍 45°,因此如果沒有采用逆跟蹤技術,此時的追蹤角度為45度。如果采用逆跟蹤,根據上述公式可計算得到分別為10°和37°。

3、逆向跟蹤對發電量的影響在使用PVsyst軟件計算逆跟蹤對發電量的影響,需要考慮以下兩點:1、無論是否采用逆跟蹤技術,光伏方陣接受的直接輻射并沒有變,散射和反射可能有變化,一般情況下,逆跟蹤的反而變小,也就是說,如果在PVsyst軟件中采用“線性遮擋”模式,那么逆跟蹤方式的發電量反而會略小。2、如果在PVsyst軟件中采用第三種陰影計算模式(根據Layout組串連接模式),那么逆跟蹤應有明顯的優勢。

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