平价上网时代的来临，促使投资企业采用各种新技术实现降低度电成本（LCOE）。

　　不同的运行方式，根本的区别就在于它们的发电量差异。当然，初始投资和运行维护成本也会有差别。

　　说明：上图仅为个别项目的现场图片，实际项目应用中，每种类型支架都有多种形式。

　　下图为2010年从某个支架家那里获得的、在不同地点、不同支架对发电量影响的一些实测数据。

　　从上图可以看出，与倾角的固定式安装相比，水平单轴跟踪的发电量提升了17%~30%，倾斜5°单轴跟踪的发电量提升了21%~35%，双轴跟踪的发电量提升了35%~43%。但不同纬度下，各种运行方式的发电量提高率显然是不一样的。大致有几个规律：

　　在低纬度地区，由于倾角较小，所以发电量提高很少（如在8°时，几乎是不变的）；在高纬度地区，倾角大，发电量提高明显（如在50°时，提高了约25%）。

　　这种运行方式跟踪了太阳一天之内入射角的变化，其对发电量的提高率，在低纬度地区要明显优于高纬度地区。一般认为，这种运行方式更适合在纬度低于30°的地区使用，相对于“方式一”，可以提高20%-30%的发电。当然在高纬度地区，相对“方式一”也能提高接近20%。

　　这种运行方式显然是结合了“方式一”和“方式二”的优点。如同“方式一”不适合低纬度地区一样，这种运行方式在低纬度地区的表现并不比“方式二”好多少。因此，更适合高纬度地区。

　　这种方式下，阵列两侧的支撑结构（支架、转动轴）受力肯定是不一样的。由于高纬度地区的倾角较大，如果采用“倾角斜单轴”，则两侧受力不均衡就会很大。因此，工程中一般会采用一个较小的倾角。

　　由于跟踪了太阳一天之内、一年之内的入射角的变化，这种方式对发电量的提高显然是的。

　　这种运行方式是根据太阳一年之内入射角的变化调整支架倾角，从而实现发电量的提高。从去年开始比较流行，下文会着重说明。

　　下图为甘肃武威某光伏电站、5月中旬的一天，各种运行方式一天之内各时刻发电量差异。

　　从上文可以看出，跟踪式安装确实能提高发电量。然而，并不是所有的地方，跟踪式支架都能有很好的效果。那什么样的条件，适合采用跟踪式支架呢？

　　跟踪式支架，顾名思义，就是通过支架跟踪太阳光的入射角度，尽量让太阳光垂直于光伏组件。只有直接辐射比例大的地方，跟踪才有意义。

　　与直射比相关的另外一个参数就是“法向直接辐射”，简称DNI，即一直垂直于太阳能入射方向的直接辐射。直射比大的地方，DNI也会相对偏大。下表为8个领跑者基地的直射比与DNI情况。

　　从上表可以看出，在直射比高的地区（包头、乌海、张家口），DNI数值高于水平面总辐射，采用双轴跟踪，光伏支架发电量会有较高的提升；在直射比较低的地方（淮南、淮北、济宁），双轴跟踪则效果不会很好。

　　下表为15个不同地点，采用双轴跟踪式安装方式，与采用倾角固定式相比，发电量提高比例的理论测算值。

　　从图1可以看出，双轴跟踪式相对于固定式发电量的提高比例，与项目场址的直射比有较好的相关性，相关性系数达到0.96。

　　纬度对跟踪式的发电量提高影响很大。低纬度地区，平单轴会有较好的效果；高纬度地区，平单轴效果不明显，需要斜单轴或双轴跟踪。

　　为了排除直射比的影响，从表2的15个样本数据中，抽取了6个样本，组成3组进行对比

　　从平单轴相对于固定式增加的发电量来看，低纬度点的增加比例明显高于高纬度点。

　　从斜单轴相对于固定式增加的发电量来看，基本与直射比成正比；但从斜单轴相对于平单轴的增加量（差值一栏），可明显看出，差值大，即斜单轴相对于平单轴的效果更好。

　　综上所述，仅从发电量提高来看，低纬度地区，适合用平单轴；高纬度地区，适合用斜单轴或双轴跟踪。

　　以转换效率为16%的光伏组件为例，不同形式、不同纬度下，1万kW光伏方阵的占地面积如下表所示。

　　表4：不同安装方式下，光伏方阵占地面积的理论测算值（单位：hm2/万kW）

　　从上表可以看出，在高纬度地区，采用平单轴跟踪的安装方式，占地面积略有增加；但采用斜单轴、双轴跟踪式，占地面积将大大增加。在北纬40°地区，斜单轴跟踪的占地面积几乎为固定式的2倍。

　　对于高纬度地区的项目，从提高发电量角度，宜采用斜单轴、双轴跟踪；但从占地面积的角度，斜单轴、双轴跟踪式会大大增加占地面积。

　　鉴于上述原因，在低纬度地区采用平单轴跟踪，是相对不错的方案；在高纬度地区，在土地成本比较便宜的情况下，可考虑采用斜单轴、双轴跟踪。

　　跟踪式确实能提高发电量，但同时也会增加项目投资、运维成本。与固定式相比，跟踪式的成本增加主要体现在三方面：

　　1）相对于固定式支架，跟踪式支架高度较高，清洗、维修难度较高，费用会增加；

　　如前文所述，采用跟踪式的安装方式，占地面积大大增加，将提高项目的土地成本。

　　以某1万kW光伏电站（电价0.88元/kWh）为例，假设倾角固定式的平均年满发小时数为1200h，采用平单轴跟踪发电量提高15%，采用双轴跟踪发电量提高25%。假设跟踪式的运行维护成本不增加。

　　采用平单轴跟踪式安装方式，每年会增加158万元的收入，如果初始成本（包含基础、支架、土地成本）增加低于1.55元/W，则采用平单轴跟踪式相对划算；

　　采用双轴跟踪式安装方式，每年会增加264万元的收入，如果初始成本增加低于2.59元/W，则采用平单轴跟踪式相对划算。

　　如果项目所在地的平均年满发小时数高于1200h，则上述标准可以适当增加；如果低于1200h，上述标准需适当降低。如下表所示。光伏支架

　　由于跟踪式支架的价格一定。因此，在发电量高的地区，跟踪式的经济效益会更加明显。

　　在太阳能资源好、发电量高的地区，即年总辐射量高的地区，跟踪式支架的性价比会更高。

　　在风大的地区，跟踪式支架曾经发生过被吹翻的问题。下图为某领跑者项目，跟踪支架被大风掀翻的案例。

　　青海海南州特高压基地项目，黄河上游集团水电开发中标2.4GW，就采用了多种安装方式相结合的设计方案。

　　根据黄河水电之前实证基地的数据，光伏电站建成后，场区内风速、风向会发生明显变化，13m/s以上的极大风速将明显降低。根据风载分布的不同，对光伏电站的发电单元进行了优化设计。

　　按风向优化布置，光伏电站受风力影响，承受的载荷由外围到内部逐渐减少。在不同地方，在不影响支架结构强度的情况下，布置不同强度材料的支架，节省了材料。

　　固定支架的抗风能力比较强，支架的投资相对比较低。因此，电站由外到内分别布置固定支架、普通平单轴、优化平单轴。光伏支架

　　因此，在实践中根据跟踪支架的优缺点，采用灵活的布置方案，一定会获得更好的经济收益！
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