光伏太阳能支架的结构形式有哪些

当矩阵阵列中任意一太阳能发电装置的控制机构判断出其所在的支架安装面被与其相邻的太阳能发电装置的支架安装面遮挡产生阴影时，矩阵阵列中的所有太阳能发电装置的控制机构控制调整机构来调整支架安装面趋向水平方向运行直至阴影消除。采用反向跟踪功能，减少阴影遮挡，实现发电量最大化。

双轴跟踪优势

当今，利用太阳能发电已成为新能源利用的一种重要的方法。太阳能光伏组件阵列是实现光电转换的主要器件，光伏系统的发电量大小除与电池板功率和运行状况有关外，还与能量的转换效率有关，直接影响性能的好坏。因此太阳能光伏组件阵列的安装方式对太阳能发电系统的效率影响非常大。传统的太阳能光伏组件大都采用固定式安装，即电池板固定在支架结构上，不随太阳位置的变化而移动，这样的结果是将严重影响转换效率。据测算，如果系统与太阳光线角度存在25°的偏差，就会因垂直射入的辐射能减少而使光伏阵列的输出功率下降10%左右，这是因为太阳能光伏组件阵列的发电量与阳光光线入射角度有关，光线垂直与组件平面时光伏阵列接收到的太阳辐射量最大，其发电量最大。为了解决这一问题，太阳自动跟踪系统应运而生，采用太阳自动跟踪系统可在最大程度上保证电池组件与太阳光光线的始终垂直。

目前使用广泛的有三种太阳光伏自动跟踪系统，包括水平单轴跟踪、倾纬度角斜单轴跟踪和双轴跟踪，其中水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪只有一个旋转自由度，双轴跟踪具有两个旋转自由度。三种跟踪系统采用的跟踪控制策略为主动式跟踪控制策略，通过计算得出太阳在天空中的方位，并控制光伏阵列朝向。这种主动式光伏自动跟踪系统能够较好的适用于多霜雪、多沙尘的环境中，在无人值守的光伏电站中也能够可靠工作。从跟踪是否连续的角度看，所研制的光伏自动跟踪系统采用了步进跟踪方式，与连续跟踪方式相比，步进跟踪方式能够大大的降低跟踪系统自身能耗。

下图是某地不同安装情况组件接收到的辐射强度（度/平方米/日）对比数据。

水平面 最佳倾角安装 水平单轴跟踪 倾纬度角斜单轴跟踪 双轴跟踪

一月 2.78 5.38 4.97 6.77 7.44

二月 3.79 5.95 5.88 7.46 7.75

三月 4.86 6.07 7.04 7.99 8.00

四月 5.90 6.20 8.27 8.61 8.70

五月 6.53 6.10 8.50 8.33 8.71

六月 6.35 5.67 7.90 7.51 8.03

七月 5.99 5.46 7.45 7.17 7.59

八月 5.66 5.62 7.47 7.54 7.73

九月 4.91 5.64 6.65 7.27 7.27

十月 4.08 5.74 5.77 7.06 7.16

十一月 2.92 5.13 4.76 6.39 6.75

十二月 2.32 4.65 4.19 5.79 6.45

年平均数 4.68 5.63 6.57 7.32 7.63

逐月数据比较

年平均值比较

从上表中可以知道,与水平相比,最佳倾角安装可提高发电量20.3%，水平单轴安装可提高40.3%，倾纬度角斜单轴跟踪可提高56.4%，双轴跟踪可提高63.3%。

跨越式发展提升国际竞争力

我国的光伏支架伴随着光伏行业的成长快速发展，我国光伏企业在全球攻城掠地的同时，光伏支架最为主要的配套件也开始崭露头角。从最初的野蛮生长到技术驱动、走向全球，我国光伏支架行业大致经历了7个阶段：

两大类光伏支架产品

光伏支架按照是否能跟踪太阳转动区分为固定支架和跟踪支架。

固定支架一般以一年中获得太阳辐照最大的倾角作为组件的安装倾角，角度一般不可调或需要季节性手动调节(部分新品可实现远程或自动调节)。

跟踪支架则可以通过实时跟踪太阳方位，主动调整组件朝向以最大化利用太阳辐照，进而提升发电量，实现更高发电收益。根据结构系统不同，跟踪支架分为单轴和双轴，其中单轴又分为平单轴和斜单轴，目前市场主流产品是平单轴和斜单轴。

中国企业全球出货量上升

我国光伏支架行业的供给能力可以参考当年头部企业的出货情况。根据365光伏每年评选的中国光伏支架TOP20企业名单，前瞻整理了2015-2020年间头部企业的全球出货量情况。2015-2020年，我国主要光伏支架企业的全球出货量呈现出波动上升趋势，并且在2020年大幅增加。2017年，主要企业的光伏支架全球出货量达到27834MW，随后两年间出现了一定程度下滑。2020年，由于全球新能源投资热潮，全球光伏装机量增加带动光伏支架出货量大增，达到43286MW。

注：以上数据根据365光伏“中国光伏支架企业20强”榜单数据整理，每年TOP20企业存在变化。

我国供给水平的变化可以参考当年头部企业的出货量增速情况。从TOP20企业的全球出货量增速来看，2016-2020年呈现出先下降后上升的趋势，最低点发生在2018年，全球出货量增速为-13.5%，全球光伏行业也在这年陷入颓势，随着2019年光伏市场逐步回暖，光伏支架企业全球出货量增速也开始出现回升，并在2020年其增速高达69.2%。

光伏新增装机量走高 分布式比例提升

分布式光伏电站项目地往往存在项目场地有限、光照条件一般(位于工业生活区)等问题，安装跟踪支架不经济，通常采用固定支架或BIPV产品。集中式光伏电站中固定和跟踪支架的占比均较高。

近年来跟踪支架依托其发电增益优势在集中式光伏电站占比稳步上升。从集中式和分布式光伏电站发展趋势来看，现阶段集中式光伏电站占比的提升有助于跟踪支架应用的普及。从长远看，分布式光伏电站占比的回升将提升固定支架和BIPV产品的市场空间。BIPV产品的技术和市场竞争力将对光伏支架厂家的经营业绩带来重要影响。2020年我国光伏总装机量重回增长态势，对光伏支架等配件有着强支撑作用。2021年，2021年全国光伏新增装机54.88 GW，分布式光伏新增装机29.28 GW，约占全部新增光伏发电装机的55%，历史上首次超过集中式电站。。随着国家“双碳”战略的逐步推进，新能源的重要性将得到进一步提高，光伏支架的需求有望持续增长。

市场规模进一步提升

目前，我国暂未权威机构发布对于光伏支架行业的整体市场产值或规模的统计。因此，前瞻根据中国光伏行业协会自2017年来公布的跟踪支架、固定支架及其他的不同渗透率，结合当年光伏新增装机量情况，得出跟踪支架、固定支架及其他的使用情况，乘以不同产品的单价得出我国光伏支架行业整体市场规模。

2017-2020年，我国光伏支架行业的市场规模总体呈现先上升后下降的趋势。2018年，我国光伏支架市场规模达到高点141.6亿元，之后开始出现下滑。主要原因在于光伏支架行业整体单价出现下降，对行业整体营收有一定影响。2020年，我国光伏支架行业的市场规模下滑至115.5亿元。2021年，我国在光伏行业加大投资，大幅增加光伏装机量，光伏支架行业因此受益，市场规模突破170亿元。

—— 更多行业相关数据请参考前瞻产业研究院《中国光伏支架行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》

使用广泛的有四种太阳光伏自动跟踪系统，包括水平单轴跟踪、双立柱斜单轴跟踪、垂直单轴跟踪和双轴跟踪，其中水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪、垂直单轴跟踪只有一个旋转自由度，双轴跟踪具有两个旋转自由度。

三种跟踪系统采用的跟踪控制策略为主动式跟踪控制策略，通过计算得出太阳在天空中的方位，并控制光伏阵列朝向。这种主动式光伏自动跟踪系统能够较好的适用于多霜雪、多沙尘的环境中，在无人值守的光伏电站中也能够可靠工作。从跟踪是否连续的角度看，所研制的光伏自动跟踪系统采用了步进跟踪方式，与连续跟踪方式相比，步进跟踪方式能够大大的降低跟踪系统自身能耗。

一个设计合理的光伏跟踪系统可以将整个系统提高40%的效率，而本身电机的耗电一年只有20kwh，并且成本低廉，安装方便。

随着国家一系列振兴东北老工业基地的政策出台，加之新能源产业的迅速兴起，东北的光伏产业，如何才能走出一个新的高度？

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跟踪系统，助力东北光伏跨出新高度

王淑娟老师在其《跟踪支架最适合用在什么地方》一文中，针对跟踪支架在不同地区、不同的跟踪方式分别作了详细的介绍，再此引用一下。

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表1：8个领跑者基地的直射比与DNI情况

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表2：不同地点双轴跟踪式比固定式发电量提高理论测算值

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，发电量会有较高的提升，双轴跟踪式相对于固定式发电量的提高比例也就会更高。

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表3：纬度对跟踪效果的影响

从上表中可以看出，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。即维度越高，斜单轴或双轴，发电量提升的效果越好。

东北采用跟踪系统的优势在哪里？

1、纬度高，光照发电小时数长，直射比高

据水利规划设计总院及国家可再生能源信息管理中心编制的《2015年中国太阳能发电建设统计评价报告》数据，2015年吉林省光伏电站发电小时数达到1640小时，黑龙江1611小时，发电小时数远高于全国同类资源地区，超过宁夏、内蒙古。吉林省的发电小时数并成为全国第一。

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