提高光板有效接受面積
制約太陽能
光伏發(fā)電的主要因素除了上文所提的光電轉(zhuǎn)換成本高外,還有發(fā)電量波動(dòng)大以及不適合遠(yuǎn)距離輸送等因素。采用提高光板有效接受面積的手段可以延長(zhǎng)太陽能發(fā)電時(shí)間,增加發(fā)電量,一定程度上降低發(fā)電量的波動(dòng),從而降低太陽能發(fā)電成本。
跟蹤原理:光電強(qiáng)度與光入射時(shí)與電池板表面的夾角有關(guān),當(dāng)其夾角越接近直角時(shí),光電轉(zhuǎn)換效率越好。因此,使太陽能入射角始終保持與太陽能電池板的垂直,可以提高太陽能電池板的發(fā)電效率。而太陽能自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的主要部分通常由控制部件和轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)級(jí)部件組成??刂撇考淖饔檬菍⑻柤磿r(shí)位置坐標(biāo)參數(shù)直接或間接輸出給轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)級(jí)部件。轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)級(jí)部件的主要作用是將控制部件給出的信號(hào)進(jìn)過調(diào)級(jí)處理或分解后用于驅(qū)動(dòng)光線采集器的采集面--也就是太陽能電池組件始終與太陽光線垂直。
技術(shù)分類:根據(jù)控制部件中控制信號(hào)產(chǎn)生的方式,廣義上可將跟蹤技術(shù)分為主動(dòng)式、被動(dòng)式和混合式三類。
主動(dòng)式跟蹤是利用控制器中預(yù)先存儲(chǔ)的與當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度相關(guān)的太陽運(yùn)動(dòng)的軌跡函數(shù),由實(shí)時(shí)時(shí)鐘來獲得精確的時(shí)間信號(hào),從而計(jì)算出不同時(shí)刻太陽的高度角與方位角。該方法雖能提高太陽能利用率,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本比被動(dòng)跟蹤器高。
被動(dòng)跟蹤系統(tǒng)則是采用光強(qiáng)控制法,利用光敏元件和傳感器進(jìn)行信號(hào)調(diào)節(jié),被動(dòng)地跟隨太陽轉(zhuǎn)動(dòng)。被動(dòng)跟蹤信號(hào)時(shí)信號(hào)采集都是由傳感器完成,因此在多云或者陰天環(huán)境下回出現(xiàn)無法跟蹤的問題。此外由于光敏傳感器處在室外環(huán)境中,易受灰塵、熱斑等因素的影響,使暗電流發(fā)生變化,從而導(dǎo)致所提供的跟蹤信號(hào)不穩(wěn)定。
另外,根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)集部件中所含轉(zhuǎn)動(dòng)軸的個(gè)數(shù),將跟蹤技術(shù)分為單軸跟蹤和雙軸跟蹤。通常的單軸跟蹤都是控制方位角,即光線采集器跟蹤太陽由東向西旋轉(zhuǎn)以達(dá)到跟蹤目的。與雙軸跟蹤相比,單軸跟蹤結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造成本低,但太陽高度角的變化需要人工調(diào)整。雙軸跟蹤通常同時(shí)控制方位角和高度角,即將控制部件中輸出的太陽方位角信號(hào)和高度角信號(hào)分別經(jīng)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)級(jí)部件處理后同時(shí)控制光線采集器既跟蹤太陽由東向西旋轉(zhuǎn),又跟蹤太陽在一年四季中仰角的變化。附上跟蹤式發(fā)電量與固定式發(fā)電比較統(tǒng)計(jì)表。
對(duì)
光伏發(fā)電系統(tǒng)來說,采用跟蹤系統(tǒng)可增加發(fā)電量20%~40%,有利于降低發(fā)電系統(tǒng)成本以及電網(wǎng)波動(dòng)。但現(xiàn)有報(bào)道很少涉及有跟蹤系統(tǒng)而附加的電力消耗。并且由于光線采集器的應(yīng)用目的和環(huán)境不同,對(duì)跟蹤器的要求也不同,所以對(duì)跟蹤器的選用不能一概而論。