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光伏跟踪系统:技术成熟 蓝海是否到来?

来源:电子产品世界 时间:2015-11-10 00:00:00

    根据市场调研公司IHS最新发布的一份报告指出,全球大型地面安装光伏发电站将继续采用单轴光伏组件跟踪器,而这些系统将成为未来五年在北美的首选技术。美国引领单轴跟踪器市场的发展,预计2019年美国将成为全球最大的单轴跟踪器市场,占全球所有安装项目的36%。

  IHS还预计,2019年全球单轴跟踪器收入将提高120%,达到近20亿美元,每年部署平均增长7%,达到33GW的安装量。

  跟踪系统缘何在美受到如此追捧?是什么驱使其拥有平均每年7%的增长量?
  目前光伏产业降低成本的几个大方向集中在硅材料、高效电池、组件、逆变器、支架等重要部件,以及开展智能运维、加强监控等环节上,目的在于提高光伏电站的发电量,增加投资收益率。

  北美的电站投资开发商与中国光伏电站投资开发商的思路一致,也在寻求多种方法最大幅度的提高光伏电站发电量,而他们找到的办法之一,是采用太阳能跟踪系统。

  多家主流美国公司偏好使用跟踪系统,如SunPower、First Solar和SunEdison,以及该国其他领先的EPC公司,尤其广泛使用单轴跟踪器。

  这主要依据跟踪系统的设计原理,由于地球自转公转的影响,对于地球上某一个固定地点,一年四季太阳循环运转,其光照角度也在不断变化。安装光伏跟踪系统,是为了保持太阳电池板随时跟踪太阳,增加光伏阵列接收到的太阳辐射量,从而提高太阳能光伏发电系统的总体发电量。

  根据IHS数据显示,具有高辐照的智利、墨西哥及其他新兴市场也支持单轴跟踪器,中国、印度也在增长,尤其在最近几年价格大幅下滑后,增长势态明显。

  “这将成为一种趋势,其实国内对跟踪系统的使用进行的很早,只是最初的跟踪系统市场被做坏了,一些企业制造的产品不符合要求,一些跟踪系统频繁出现问题,缺乏可靠性,导致许多投资商不敢再尝试,这对电站开发商和后期做跟踪系统的企业而言,是一种损失。”中信博新能源首席技术官王士涛介绍道。

  出现问题最多的环节之一在于一个关键部件-传感器,传感器安装在太阳电池方阵上,与其同步运行。光线方向一旦发生细微改变,传感器则将失衡,系统输出信号产生偏差,当偏差达到一定幅度时,传感器输出相应信号,执行机构开始进行纠偏,使光电传感器重新达到平衡-即由传感器输出信号控制的太阳电池方阵平面与光线成角时停止转动,完成一次调整周期。

  针对产品稳定性问题,中信博提出“智能跟踪2.0系统”,称不再采用光敏元器件,任何的外部污染都不会影响传感器的正常运行。同时,跟踪系统采用GPS授时的方式来获取当地的时间和经纬度,系统内部采用高精度的天文算法来获得跟踪角度,外部的条件不会影响到跟踪系统获取相应跟踪位置的信息,全天候跟踪太阳,这些是跟踪系统稳定性的前提。

  成本与价格是另一道难题,虽然最近几年跟踪系统价格有所下降,但还是增加了一定成本,采用跟踪系统将提高7%~10%的系统成本,而且还需要承担装置运行风险、后期维修成本等。此外,长年累月的运行,跟踪器会出现故障和磨损。如果跟踪器出现故障,系统发电将明显下降。

  王士涛表示:“成本计算需要看综合指数,与固定支架相比,中信博平单轴跟踪系统可使年发电量提高约10%~30%(视项目地点变化),综合度电成本比固定支架更低,2-3年左右可收回首期投资成本,斜单轴跟踪系统可使年发电量提高最高达30%左右,双轴跟踪系统可提高约40%。”

  对于中信博最新推出的2.0版智能跟踪系统会不会增加成本?王士涛回答:“这种冗余备份的系统,从产品设计角度来考虑,均摊到每瓦的成本很少,与给客户带来的额外收益相比是可以忽略的。我们在给客户做技术方案时,测算发电量提高比例高于投资成本增加比例在5%以上。比如,如果投资成本上升8个点,发电量提高13个点,那么收益将增加5个点,而这5个点的收益是可以确保的,不会由于系统的可靠性不够而浪费。”

  截至目前,中信博的产品体系涵盖跟踪系统和固定支架系统(含固定可调支架)两大类,其中跟踪系统包括平单轴跟踪系统、斜单轴跟踪系统和双轴跟踪系统,这些系统已在国内外的电站得到了一定量的应用。

  据统计,2015年国内“智能跟踪”系统的市场预期将达到300至500MW,到2016年可能会达到吉瓦以上。中国和印度目前更偏好固定倾角跟踪器,主要由于充裕的大型国内钢铁制造商及低劳动力成本。然而,IHS预计,随着现有供应商开发新产品并且新的供应商进军该市场,采用单轴跟踪器的安装项目将迅速增加。

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