光伏电站的运行方式大致有五种:
最佳倾角固定式(目前应用最广泛);
平单轴跟踪式;
斜单轴跟踪式;
双轴跟踪式;
固定可调式。
不同的运行方式,最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。
一、不同运行方式的发电量提高
1运行周期内发电量的对比
下图为2010年时获得的不同场址(纬度、海拔)、不同运行方式时,实测的光伏项目发电量对比情况。
各种运行方式一年之内各月发电量差异
从上图可见,相对于水平面辐射:
3一天之内逐时发电量的对比
各种运行方式一天之内各时刻发电量差异(武威、5月中旬)
跟踪式(单轴、双轴)相对与固定式,提高了早晚的发电量;
由于是春季的数据,所以中午的发电量,双轴与固定式相当,高于单轴。
二、不同运行方式的应用
从前文来看,无论怎么比,跟踪式的都比固定式的发电量好,那为什么固定式仍是大家最喜欢的运行方式呢?
1占地面积、投资收益的差异
1)占地面积的差异
无论是支架投资还是相同装机容量的占地,还是运行维护成本,都遵循如下规律:
双轴跟踪式>斜单轴跟踪式>平单轴跟踪式>固定可调式>最佳倾角固定式
下表为以转换效率为16%的光伏组件为例,不同纬度下1万kW光伏项目方阵区占地面积的对比。
不同运行式下不同纬度光伏方阵建设用地指标表(hm2/10MW)
2)投资收益的差异
如一个10MW的项目,按25年平均满发小时数1300h来考虑,投资增加0.1元/W,则需要增加净收益(年发电量提高增加的收入-运维成本)约10万元才划算(按0.95元/kWh的电价,发电量大约提高0.81%可获得10万元收入)。
如,平单轴跟踪投资大约增加1元/W,需要未来每年净收入增加100万可以持平;而发电量大约提高20%,大约能提高240万的收入!就算考虑一年多几十万的运维费用,也是划算的。那为什么大家不用呢?
2故障率与跟踪精度
跟踪式故障率高是大家普遍反馈的问题。我国现有的光伏电站主要在西北,风沙大,对跟踪轴的损害特别大。一旦出现鼓掌,别说发电量提高了,就连基本的发电量都保障不了!我并没有拿到具体的统计数字,但了解的几个电站,大家都觉得跟踪式的容易坏。
除了故障率,跟踪精度也达不到理想值,尤其是双轴跟踪。因此,发电量的提高也就会低于当初的预期。
三、固定可调式的介绍
下图是青海某地一年采用3种角度和2种倾角的发电量情况。
采用三种不同角度时,各月发电量
不同角度调节方案时,拟合值后各月发电量
相对于最佳倾角:
1)三种角度(每年调节3次),可提高发电量6.2%,前后间距要增加,占地面积会增大;
2)15°和36°(每年调节1次),可提高发电量2.9%,前后间距不变,占地面积不变;
3)55°和36°(每年调节1次),可提高发电量1.6%,前后间距要增加,占地面积会增大。
因此,采用固定式最佳倾角和一个较小的角度是比较合适的。
千斤顶式
液压杆式
推杆式
圆弧式
根据电站运维人员反馈:倾角调节是件非常累人的事情,大家都不愿意去调,导致发电量低于预期值。