大型太阳能项目光伏组件在美国的报价已降至惊人的4.5-5.5美分/瓦。与小规模或屋顶光伏相比,这些项目具有规模经济的优势。此外,它们还有另一项重要的技术优势:由于公用事业级大规模光伏项目多部署于地面,追踪支架系统可以使电池板在白天的时间跟随太阳的角度。
追踪支架系统效果显著,与固定支架系统相比,通常能够提升20%的全年发电量。在很多州的项目周期中,追踪支架系统只是略微增加了前期投入的成本,项目往往仍能保持最低的平准化发电成本(LCOE)。除了年发电量的增加,与固定支架系统相比,追踪支架系统在峰值时段能够产生更多的电能。
电池板追踪太阳角度 性能提升显著
大型光伏项目多部署于地面,这提出了一个基本问题——公用事业公司是该选择固定支架还是追踪支架系统?关键的考虑因素包括年发电量以及峰值时段发电量。
PV Watts是量化这种权衡的有效工具。该软件根据光伏系统项目不同的具体设置预测发电量。如果是像新墨西哥州阿尔布开克市这样的阳光充足地区,软件显示,单轴追踪支架系统与最佳斜角固定支架系统相比,同样大小的电池板能够多产生20%以上的电量。但这还不是全部,追踪支架系统在公用事业公司最需要的峰值时段,也能显著提升发电量。
例如,以下是阿尔布开克市7月中一天的小时发电量模拟。14时的最大发电量被设置为100兆瓦小时。请注意,追踪支架系统在峰值时段的8、9、10时以及13、14、15时,比固定支架系统多发的电量。
在13时,预测追踪支架和固定支架具有近乎相同的输出功率,因为他们的角度相同,都是对着“日当正午”。这个时段也会有云,影响太阳光。这引出了固定支架与追踪支架系统的一个问题——在多云的地区,追踪支架系统的效果因为云彩遮挡的原因而有所降低。
来源:PV Watts
追踪支架系统对于典型的公用事业级大规模光伏项目,其前期投入将增加2%-10%。该部分追加投资的数额,与项目位置无关。一般来说,在美国的任何地方,单轴追踪支架系统与固定支架系统相比,都能使发电量提升20%左右。然而在像西雅图这样的多云地区,年度发电量一般仅为阿尔布开克这种光照充足地区的60%,这对项目的经济性分析影响很大。
追踪支架系统的另一个障碍是一种过时的观念:认为追踪系统使维护工作复杂化,并且降低可靠性。但这的确已成为过去,许多成熟的追踪支架系统制造商已在上GW的项目上累积了99.9%的正常运行时间。一些最近的创新包括简化的设计——更少的马达、自我校准、以及免日常维护等。