光伏平單軸跟蹤支架發(fā)展綜述

光伏平單軸跟蹤支架發(fā)展綜述江蘇新恒源能源技術(shù)有限公司范聰一、平單軸跟蹤支架簡(jiǎn)介光伏平單軸跟蹤支架由鋼結(jié)構(gòu)支架、電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、電控系統(tǒng)組成，其組件朝向根據(jù)光照情況進(jìn)行調(diào)整，可減少組件與太陽(yáng)直射光之間的夾角，獲取更多的太陽(yáng)輻照，可以提升20%的發(fā)電量（不同緯度地區(qū)有差異），能夠明顯降低度電成本（LCOE）o對(duì)于跟蹤支架產(chǎn)品，除了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工、鍍鋅等工序之外，還有電控設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。光伏支架屬于非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，每個(gè)項(xiàng)目的產(chǎn)品都需要符合不同國(guó)家地區(qū)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、自然條件及客戶的其他要求，為客戶定制化設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)。二、平單軸的發(fā)展歷程平單軸的發(fā)展歷程可以追溯到上世紀(jì)70年代末期，當(dāng)時(shí)是在美國(guó)加利福尼亞州的沙漠中，由于太陽(yáng)光輻射強(qiáng)烈，光伏電站效率低下，所以首次使用平單軸技術(shù)。由于其可以提升發(fā)電量的優(yōu)點(diǎn)，平單軸技術(shù)在不斷發(fā)展，逐漸成為光伏電站中的重要組成部分。三、平單軸的市場(chǎng)應(yīng)用目前，平單軸主要應(yīng)用于光伏電站、少量用于農(nóng)業(yè)溫室等領(lǐng)域。在光伏電站中，平單軸的應(yīng)用可以提高光伏電站的發(fā)電效率，減少發(fā)電成本，并帶來(lái)更長(zhǎng)的壽命和更穩(wěn)定的性能。在農(nóng)業(yè)溫室中，平單軸動(dòng)態(tài)改變溫室作物的入射光照，讓農(nóng)作物始終獲得較適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。根據(jù)市場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，全球平單軸市場(chǎng)正在穩(wěn)步增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)到2025年，全球跟蹤支架市場(chǎng)將達(dá)到約650億元。其中，亞太地區(qū)和歐洲市場(chǎng)是平單軸的主要市場(chǎng)，而北美和拉丁美洲市場(chǎng)也在逐步增長(zhǎng)。在各個(gè)市場(chǎng)中，光伏電站是平單軸應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，占據(jù)了市場(chǎng)的絕大部分份額。四、發(fā)展趨勢(shì)與展望（一）技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)經(jīng)過(guò)四十多年的發(fā)展，平單軸的產(chǎn)品樣式呈現(xiàn)多樣化：1P跟2P的博弈，機(jī)械聯(lián)動(dòng)和電氣聯(lián)動(dòng)的博弈，回轉(zhuǎn)減速機(jī)和推桿的博弈等。1P跟2P的趨勢(shì)2P的排列對(duì)比IP在成本上更優(yōu)，每排陣列可搭載更多組件，但在結(jié)構(gòu)承重上更加需要設(shè)計(jì)與深化，考慮到對(duì)土地復(fù)合利用，光伏跟蹤支架正朝著雙排組件豎放2P方向發(fā)展，但目前市場(chǎng)主要以1P排布為主，相繼有許多廠家發(fā)布2P產(chǎn)品，相信未來(lái)2P產(chǎn)品會(huì)逐漸占領(lǐng)市場(chǎng)。電氣聯(lián)動(dòng)與機(jī)械聯(lián)動(dòng)的趨勢(shì)機(jī)械聯(lián)動(dòng)相較于電氣聯(lián)動(dòng)，有傳動(dòng)通軸，安裝精度要求更高，運(yùn)維不便，施工水平直接影響系統(tǒng)可靠性。機(jī)械聯(lián)動(dòng)的斜撐容易和聯(lián)動(dòng)軸干涉，導(dǎo)致聯(lián)動(dòng)軸損壞，而通軸的形變可導(dǎo)致扭矩衰減，降低系統(tǒng)性能。對(duì)于需要更改減速機(jī)數(shù)量的項(xiàng)目，電氣聯(lián)動(dòng)更具拓展性。隨著人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)電氣聯(lián)動(dòng)將更加智能化和自動(dòng)化，能夠?qū)崿F(xiàn)更加準(zhǔn)確和精細(xì)的太陽(yáng)追蹤和控制，相比機(jī)械聯(lián)動(dòng)無(wú)需傳動(dòng)桿，安裝迅速，維護(hù)便捷，有效降低人工成本，其市場(chǎng)份額在逐年增加。回轉(zhuǎn)減速機(jī)與推桿的趨勢(shì)回轉(zhuǎn)減速器：通常采用渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)，性能可靠，使用壽命較長(zhǎng)，但成本也相對(duì)較高；線性推桿：一般由一級(jí)錐齒傳動(dòng)和絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)組成，結(jié)構(gòu)相對(duì)較為簡(jiǎn)單，成本低于回轉(zhuǎn)減速器，但缺點(diǎn)在于非全封閉，在風(fēng)沙地區(qū)容易發(fā)生傳動(dòng)卡澀和機(jī)械故障?；剞D(zhuǎn)減速機(jī)作為一種成熟、穩(wěn)定的方案，在市場(chǎng)上占有很大份額。推桿方案以其整體的低成本也占有一席之地，無(wú)刷直流電機(jī)與有刷直流電機(jī)的趨勢(shì)目前平單軸在回轉(zhuǎn)減速機(jī)的技術(shù)路線上多數(shù)采用有刷電機(jī)，優(yōu)勢(shì)在于開(kāi)發(fā)難度低，技術(shù)成熟，成本更低。如今，市場(chǎng)上一些廠家相繼推出自己無(wú)刷電機(jī)支架系統(tǒng)，以期在全產(chǎn)品生命周期內(nèi)低維護(hù)甚至免維護(hù)。無(wú)刷電機(jī)在開(kāi)發(fā)難度上比較復(fù)雜，尤其是電機(jī)驅(qū)動(dòng)算法，所以推出該類產(chǎn)品的商家很少，競(jìng)爭(zhēng)壓力小，在未來(lái)的的產(chǎn)品發(fā)展中，無(wú)刷電機(jī)是一個(gè)非常有前景的技術(shù)路線。（二）市場(chǎng)需求隨著全球?qū)稍偕茉吹男枨蟛粩嘣黾?，平單軸的市場(chǎng)需求也將會(huì)持續(xù)增長(zhǎng)。未來(lái)，平單軸的市場(chǎng)將會(huì)從大型地面電站、農(nóng)光互補(bǔ)等領(lǐng)域擴(kuò)展到更廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和邊際成本的攤薄，中國(guó)平單軸的市場(chǎng)份額在每年持續(xù)增長(zhǎng)。（三）政策環(huán)境政策環(huán)境也將對(duì)平單軸的發(fā)展產(chǎn)生重要影響。隨著雙碳目標(biāo)的確立，我國(guó)在可再生能源領(lǐng)域持續(xù)增加投資，逐步降低火電在發(fā)電領(lǐng)域的占比，這使得水、風(fēng)、光等清潔能源擁有很大提升量，而水力發(fā)電站的建設(shè)對(duì)環(huán)境要求苛刻，因此，風(fēng)光電站為清潔能源電站的主要建設(shè)目標(biāo)。五、結(jié)論隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，平單軸將會(huì)成為太陽(yáng)能發(fā)電的主要形式之一，為人類的能源需求提供更為可靠和可持續(xù)的解決方