跟踪技术干货：领跑者项目如何降低电价、提升电站效率

电力18讯：

 作者：王士涛 江苏中信博研究院院长

 

随着第三批领跑者基地的陆续启动，上网电价和系统效率成为业界普遍关注的重要指标。上网电价要做到开源节流，也就是尽量降低成本的同时提升发电量，两者的优化平衡才能提升竞争力；目前系统效率实际上的提法是国际上通行的能效比（Performance Ratio—PR），但究其根本并非是可以全面反映电站系统整体性能的指标，同时也存在着概念不清的问题。因为提升PR和提升发电量方法并非完全一致，目前通过双面组件和跟踪系统提升发电量已经得到了市场的普遍认可，但是上述两项技术却可能导致PR降低。本文将针对如何通过使用跟踪系统来降低电价和提升广义电站效率的角度做简要分析。

 

跟踪系统降低上网电价

 

不同的领跑者项目可以降低的电价形式不一样，由于项目地点的光照资源和地理纬度不同，跟踪系统本身提升发电量的幅度也会有差异，同时采用的设备和对应建设成本的不同，也会影响上网电价。但是如果从提升发电量和EPC初投资角度来看，根据中信博研究院提供的项目数据显示，平单轴跟踪系统可以使发电量提升数值达到EPC初投资增加数值的一倍。例如在白城领跑者项目，采用5°倾斜角度平单轴可以提升发电量16.3%（参考图表一），土地面积反而降低0.6%。EPC初投资增加低于8%。针对于目前领跑者基地项目跟踪技术方案建议三大模式：一、双面组件+平单轴跟踪；二、单面组件+标准平单轴；三、单面/双面组件+5°倾角平单轴（顾名思义组件和旋转主梁夹角为5°）。方案一可以适合所有领跑者方案，主要是因为综合发电量提升都可以超过18%，方案二适合一、二类光照资源地区，特别是风沙大的地区（主要是考虑本身发电量提升足够，并且需要考虑机械化清洗）；方案三适合三类光照资源及高纬度地区（大于40°）；针对每一个领跑者发电量提升也可以直观看出来差别。（仿真参考图表二）

 

表一 白城5°、0°平单轴发电量提升对比

 

表二 各领跑者跟踪系统解决方案对应仿真发电量提升

通过跟踪系统的应用，可以在不同领跑者项目降低电价约5%-10%，体现在度电成本上则可以实现0.05-0.1元/度，甚至0.15元/度的降价幅度。

 

 

图一 5°倾角平单轴

 

跟踪系统提高广义电站系统效率

 

目前针对光伏电站所谓的系统效率实际上采用的是能效比这一标准，这个数值可以体现到达组件表面能量转化到电网电量之间的效率（长期数据同时也可以体现电站质量）。但是针对采用跟踪系统对发电量的提升，这一方式就无法客观体现优劣性。这主要是由于光伏电站技术指标中一直未有一个统一的整体电站指标来衡量光伏电站转化太阳能效率。

 

实际上如果采用到达光伏电站的水平面总辐照总量作为输入，光伏电站的电能输出作为分母来衡量光伏电站的系统效率是最为公平的。因为光伏电站的容量一旦确定，单位面积的电能输出能力除以单位面积太阳辐照总量就是光伏电站的系统效率。

 

 

η—光伏电站系统效率

E—光伏电站运行时段内并网点交流发电量

GHI-光伏电站单位面积水平面上的总辐射

S—光伏电站占地面积

 

通过这公式可以看出来，一旦光伏电站的容量确定，尽量提升单位面积的输出效率就是体现光伏电站整体转换能力的关键。

 

除了单面组件+5°、0°平单轴以外，另一个提升发电量的方式就是采用双面组件+0°平单轴，由于背面获得辐照值是正面的15-25%左右，草地、沙地、高发射地面（白色、雪等）对发电量提升的幅度可以达到10%以上，加上平单轴，累计的增加发电量约为20%左右，综合考虑到清洗和支架成本等因素，双面组件+0°平单轴可以达到很好效果。

 

跟踪模式对于地形的要求没有固定式广，对于一些坡度大的丘陵，山地等地带，跟踪器的适应范围较窄。即使业主对跟踪模式青睐有加，在山地坡度过大的情况下，平整土地会产生更多的附加费用，综合考虑后，是不值得推荐的。针对该问题，中信博研发推出了天智跟踪系统，能够很好地解决这个难题，天智系统具有坡度适应性广，跟踪角度大，安装快速，运维方便等优点。同时，采用了LoRa无线通讯系统，节省了电缆和电缆沟开挖的成本，此外，天智安装方案可以与任何组件完美结合。尤其对于双面组件而言，可以做到背面无遮挡，使得在双面+跟踪模式下，光伏组件的发电量能得到更大提升。

 

中信博在IHS发布的“全球光伏跟踪器市场份额排名”中位居第四，同时也是唯一一家跻身全球前十的中国跟踪器厂商，目前该公司拥有跟踪系统产能约6GW。