平單軸跟蹤器逆向跟蹤陰影躲避技術(shù)解讀

:平單軸跟蹤器的軸向一般是采用南北軸，其運(yùn)行基本原理是確保組件在東西方向上跟太陽(yáng)光線成直角，所以平單軸跟蹤器跟蹤的是太陽(yáng)的方位角，而不是高度角。由于跟蹤的范圍一般是在-60°-60°，如果組件實(shí)時(shí)跟著太陽(yáng)追蹤，在早上或傍晚太陽(yáng)高度角較小的時(shí)候，需要的跟蹤角度一般會(huì)超過跟蹤范圍，而停留在±60°位置，此時(shí)前面一排組件會(huì)對(duì)后面一排產(chǎn)生遮擋。

（來源：微信公眾號(hào)“坎德拉學(xué)院” ID:pvmeng）

對(duì)于平單軸跟蹤系統(tǒng)，如果采用逆跟蹤技術(shù)，可在減少陣列間距的同時(shí)，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(tǒng)面臨的光伏發(fā)電量和占地面積的抉擇問題。當(dāng)確定使用逆跟蹤技術(shù)后，為了提高發(fā)電量，還需要確定跟蹤支架的東西間距，因?yàn)闁|西距離大，早晚逆跟蹤算法啟動(dòng)的機(jī)會(huì)相對(duì)來說就會(huì)少一些，那么可保證組件平面上所接收的輻射量相對(duì)較大。當(dāng)然，實(shí)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(shí)候，支架能夠反向旋轉(zhuǎn)，使前排組件陰影剛好沒遮到后排，實(shí)現(xiàn)入射角最大、發(fā)電量最大的目標(biāo)。

1、跟蹤角度的計(jì)算根據(jù)圖1所示為南北軸向平單軸，某時(shí)刻的太陽(yáng)位置，高度角為α，方位角為β，根據(jù)三角函數(shù)關(guān)系可得到：θ=arctan（tanα/sinβ）正常跟蹤時(shí)，跟蹤器上的組件跟隨著太陽(yáng)運(yùn)行軌跡變化而運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行基本原理是確保組件在東西方向上跟太陽(yáng)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(yáng)的夾角θ示意圖

1、逆向跟蹤的啟動(dòng)算法以L 和 W為邊，當(dāng)θ+γ=90°時(shí)，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(jù)三角函數(shù)，可計(jì)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(wú)逆跟蹤時(shí)早晚存在的陰影 

圖3 逆跟蹤時(shí)角度的計(jì)算

假設(shè)某項(xiàng)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(zhǎng)度10.1米，跟蹤范圍-45°-45°。

使用PVsyst模擬得到輸出結(jié)果，以1月1日為例，早上的九點(diǎn)和十點(diǎn)時(shí)刻，太陽(yáng)的高度角分別為5.81°和15.16°，根據(jù)上述公式可計(jì)算得到太陽(yáng)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(yīng)為83°和69.2°，但是此時(shí)均超過了跟蹤范圍 45°，因此如果沒有采用逆跟蹤技術(shù)，此時(shí)的追蹤角度為45度。如果采用逆跟蹤，根據(jù)上述公式可計(jì)算得到分別為10°和37°。

3、逆向跟蹤對(duì)發(fā)電量的影響在使用PVsyst軟件計(jì)算逆跟蹤對(duì)發(fā)電量的影響，需要考慮以下兩點(diǎn)：1、無(wú)論是否采用逆跟蹤技術(shù)，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(fā)電量反而會(huì)略小。2、如果在PVsyst軟件中采用第三種陰影計(jì)算模式（根據(jù)Layout組串連接模式），那么逆跟蹤應(yīng)有明顯的優(yōu)勢(shì)。

原標(biāo)題:平單軸跟蹤器逆向跟蹤陰影躲避技術(shù)解讀