交跟踪式太阳能光伏发电系统技术要求及试验方法

1 太阳能光伏发电用向日自动跟踪系统技术一 .结构形式分类、特点、应用及规格太阳能光伏发电系统用向日跟踪系统根据跟踪结构的不同， 可以分为水平单轴跟踪、极轴式单轴跟踪、阵列式双轴跟踪、立柱式双轴跟踪系统。具体定义如下：1.水平单轴跟踪系统： 水平单轴跟踪系统是指光伏方阵可以绕一根水平轴东西方向跟踪太阳。跟踪系统主要由：太阳能电池组件安装支架、水平转轴、水平驱动机构、定日跟踪探头、风速检测探头和跟踪控制器组成。特点及应用：这种跟踪装置结构特点是结构简单、成本较低、更适合于纬度较低的地区， 发电效率比固定纬角的固定式结构高 30%左右。 可以安装在地面也可以安装在屋顶。常用规格： 1000W、 2000W、 3000W、 5000W。2.极轴式单轴跟踪系统： 极轴式单轴跟踪系统具有一根固定纬角的转轴，光伏方阵可以绕该转轴东西向旋转跟踪太阳。 跟踪系统主要由： 光伏组件安装支架、转轴、支架、电动推杆、向日跟踪探头、风速探头及跟踪控制器组成。特点及应用：这种跟踪系统的特点是结构最简单，造价最低。比较适合纬度较高的地区使用， 发电效率比固定纬角的固定式系统高 30%以上。 可以安装在地面也可以安装在屋顶。常用规格： 252Wp、 504Wp、 1000Wp、 1500Wp、 2000Wp 2 3 阵列式双轴跟踪系统： 这种系统具有一根南北方向的纵向转轴和固定在纵向轴上的多根横向转轴组成， 每块太阳能组件小方阵既可绕纵向轴东西向转动又可绕横向转轴上下旋转。 跟踪系统主要由： 纵向转轴、 横向转轴、 东西向推杆、高度角推杆、连杆、支架、组件安装支架、向日跟踪探头、风速探头及跟踪控制器组成。特点及应用：与水平单轴跟踪相比，实现了双轴跟踪，发电效率更高，比固定纬角的固定结构高 45%以上，与立柱式跟踪相比，系统的高度更低，抗风性能更好，单位面积的安装功率更高。既可安装在地面也可安装在屋顶。常用规格： 1000Wp、 1500Wp、 2000Wp、 3000Wp 4 立柱式双轴跟踪系统： 有一根立轴和一根水平轴， 整个光伏方阵由一根立柱支撑， 光伏方阵既可绕立轴跟踪太阳的方位角， 同时绕水平轴跟踪太阳的高度角，它完全无限制地跟踪太阳方位，最大限度地发挥跟踪系统的效能。跟踪系统主要由：组件安装支架、水平轴、水平动力头、电动推杆、立柱、向日跟踪探头、风速探头、跟踪控制器等组成，见图 4 所示。特点及应用：跟踪范围最大、跟踪效率最高，比固定纬角的固定结构高 50%以上。一般仅适合安装在地面。常用规格： 1000Wp、 2000Wp、 3000Wp、 5000Wp、 10000Wp二．跟踪系统命名：命名全部以结构特征英文名子打头字组合而成，后面附上组件安装功率和安装面积。见图 5 所示。3 图 太阳能光伏发电向日跟踪系统命名例 1： THSPV-1000/10 1000W 水平单轴跟踪系统（ 10m2）例 2： TPSPV-500/4.2 500W 极轴式单轴跟踪系统（ 4.2m2）例 3： TADPV-2200/16.2 2000W 阵列式双轴跟踪系统（ 16.2m2）例 4： TCDPV-5400/40 5400W 立柱式双轴跟踪系统（ 40m2）命名注解：T— 代表 Tracking System 跟踪系统。PV — 代表 Photovoltaic 光伏H — 代表 Horizontal Axis 水平轴P — 代表 Pole Axis 极轴A — 代表 Array Type 阵列式C — 代表 Column 立柱式S — 代表 single-axis 单轴D — 代表 Double-axis 双轴三． 太阳能光伏发电向日跟踪系统技术条件1 光伏组件安装功率： 太阳能光伏发电跟踪系统如果自带组件， 按实际安装的4 组件功率标记。不提供组件时，在留出泻风槽的前期下，以可安装 16%转换效率组件的功率标记。功率单位为 Wp。2 组件安装面积： 安装面积单位为 m2.3 跟踪系统重量（不含组件） ： 单位 Kg4 跟踪范围： 跟踪范围是提高太阳能光伏发电系统效率的关键指标， 跟踪范围越大， 跟踪效率越高。 水平单轴跟踪系统是光伏方阵绕水平转轴自东向西跟踪太阳、 极轴式单轴也是光伏方阵绕极轴自东向西跟踪， 阵列式双轴跟踪系统光伏方阵是由绕纵轴的自东向西跟踪和绕横轴的高度角跟踪， 立柱式双轴跟踪系统的光伏方阵是由绕立柱自东向西跟踪和绕水平轴的高度角跟踪。 四种系统都有自东向西的跟踪， 双轴跟踪还有高度角跟踪， 同时考虑到与国际通用名称统一，这样统一将跟踪分为 : 东西向跟踪范围 :（ angle east-west） ，标注：—几度— +几度最小跟踪范围： -500 — +500 高度角跟踪范围 :（ elevation angle） ，标注：—几度— +几度最小跟踪范围： 0 — +600 5.跟踪精度： 是指跟踪系统每次跟踪调整后，太阳光线与组件方阵平面的法线之间的夹角。 这个数值与跟踪探头的灵敏度和机械传动精度有关。 单位为：度。平板式跟踪系统要求小于 1.0 度，聚光发电跟踪系统要求小于 0.05 度。6.跟踪步长 ：是指间歇式跟踪两次跟踪之间的时间间隔。是上一次跟踪结束到下一次跟踪开始的时间，单位为：秒。平板跟踪系统要求小于 500 秒，聚光发电跟踪系统应小于 50 秒。5 7.发电效率提高率： 跟踪式发电系统的发电效率比固定纬度角发电系统的发电效率高多少， 这是跟踪系统的一项关键的综合能效数据。 水平单轴跟踪系统应大于 25%，极轴式单轴跟踪系统应大于 25%，双轴跟踪系统应大于 40%。8.夜间返回功能： 为了能第二天早晨系统及时进入跟踪状态，系统在太阳落下后，应自动返回东面或回中位。同时为防止夜间台风来临，能回平的回平，能回中的回中，将受风面减小到最小。9.遇台风回平功能： 为了确保系统安全，在较大台风来临后，系统应能自动回平或回中。回平时间应小于 20min。10.阴雨天自动停止跟踪功能： 当天气转阴，跟踪系统应能够自动停止跟踪 。11.雨后重启自动跟踪功能： 当天气由阴转晴后，系统应能够自动启动并跟踪太阳。12.手动控制功能： 为了便于系统调试，跟踪系统应具备手动控制功能。13.驱动系统消耗功率： 跟踪系统工作一个昼夜，驱动系统消耗的平均功率。14.跟踪系统对电源的适应性： 跟踪系统在规定的最低电压和最高电压范围内应能正常工作。四 . 太阳能光伏发电向日跟踪系统安全性要求太阳能光伏发电跟踪系统必须要保证自身的应具备的功能和性能指标外，还必须符合电气安全性能、 同时系统长期在户外运行， 要承受太阳光的紫外线辐射、雨雪侵袭、高低温、台风等灾害袭击。为了确保系统能在严酷的环境安全运行 25 年以上，必须对产品制定严格的考核指标。1．跟踪控制器外壳及电缆接口防护等级： 控制器外壳及外露电缆接口防护等级应达到 IP65 级。6 2 高、低温及湿热性能： 跟踪控制系统应能够在 -30-+700C 的环境温度和 95%的湿度条件下正常运行。3.抗疲劳能力： 跟踪控制器应在交替循环 2000 次后仍能正常运行。4. 抗风性能要求： 跟踪系统应在 60Km/h(7 级风 )风速下能够正常工作， 不会发生故障， 当风速高于 60K m/h 后， 跟踪系统应自动回平， 并在风速达到 120K m/h时，系统不会发生损坏。7 7500W 太阳能光伏发电基本参数：功率： Wp 组件：单晶硅 250W 30 块组件面积： 8.1*6.61 驱动功率： 120w DC 24v 功率消耗：小于 35w 跟踪范围：东西向 260 高度角 70 跟踪精度： 0.7 度系统重量： 3050 组件 750kg 工作风速：小于 20m/s 最大风速： 140km/h 提高发电量： 45%以上