單軸跟蹤式太陽電池陣列 |
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| Single-axis Tracking Solar Arrays | |
為提高太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率通常采用對太陽進(jìn)行自動(dòng)跟蹤的方法，使電池板正對太陽。根據(jù)測定，相同環(huán)境條件下，一個(gè)全方位自動(dòng)跟蹤式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)比固定式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量提高35%左右。特別是采用單晶硅太陽電池組件的系統(tǒng)，由于價(jià)格高，希望獲得盡量多的太陽照射，可考慮對太陽進(jìn)行跟蹤。 太陽能電池陣列跟蹤方式有平單軸跟蹤、斜單軸跟蹤、雙軸跟蹤三種，本課件介紹單軸跟蹤。 |
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| 平單軸跟蹤 | |
在跟蹤方式中平單軸跟蹤是用得較多的方式，分南北向軸線跟蹤與東西向軸線跟蹤，東西向軸線跟蹤比固定傾斜安裝沒有明顯優(yōu)點(diǎn)，南北向軸線跟蹤效果要好于東西向軸線跟蹤。平單軸跟蹤特別適用在緯度低的地區(qū)，下面介紹南北向軸線跟蹤。 圖1是兩組平單軸跟蹤陣列示意圖，每塊電池陣列有自己的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸與地面的南北方向線平行，轉(zhuǎn)軸安裝在支架上，電池陣列可繞自己的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，圖中黃色箭頭線表示太陽光的方向。旋轉(zhuǎn)由太陽跟蹤控制裝置控制，使電池板轉(zhuǎn)軸垂直面與太陽光平行，圖1顯示是中午12時(shí)的狀態(tài)，兩電池陣列表面水平向上。 |
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下面請觀看太陽能電池陣列平單軸跟蹤的動(dòng)畫，動(dòng)畫從兩個(gè)角度顯示電池陣列從上午9時(shí)到下午15時(shí)的跟蹤轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。 |
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| 平單軸跟蹤太陽能陣列動(dòng)畫 | |
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| 可以看出平單軸跟蹤的電池板垂直線與太陽光始終有一個(gè)夾角，夾角數(shù)值與本地緯度數(shù)和季節(jié)有關(guān)，并且一日之中也有變化。 | |
| 斜單軸跟蹤 | |
由于平單軸跟蹤的電池板垂直線與太陽光始終有一個(gè)夾角，在高緯度地區(qū)夾角較大，不比固定傾斜安裝效率高多少。為提高電池板的效率，可將電池板的轉(zhuǎn)軸傾斜安裝，減小電池板垂直線與太陽光的夾角。 圖2是兩組平單軸跟蹤陣列示意圖，每塊電池陣列有自己的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸線在與地面垂直的平面上，與地面有一個(gè)夾角，轉(zhuǎn)軸線與地軸線基本平行（春分或秋分時(shí)的地軸線）。轉(zhuǎn)軸安裝在支架上，電池陣列可繞自己的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，圖中黃色箭頭線表示太陽光的方向。旋轉(zhuǎn)由太陽跟蹤控制裝置控制，使電池板轉(zhuǎn)軸垂直面與太陽光平行，圖2顯示是中午12時(shí)的狀態(tài)。 |
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?下面請觀看太陽能電池陣列斜單軸跟蹤的動(dòng)畫，動(dòng)畫從兩個(gè)角度顯示電池陣列從上午9時(shí)到下午15時(shí)的跟蹤轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。 |
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| 斜單軸跟蹤太陽能陣列動(dòng)畫 | |
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| 單軸跟蹤的連動(dòng) | |
| 通常太陽能發(fā)電場有多個(gè)電池陣列，這些電池陣列是同步運(yùn)行的，可用一個(gè)控制桿推動(dòng)排在一起的電池陣列。在每塊電池板轉(zhuǎn)軸上固定一個(gè)柄，柄的另一端與控制連桿聯(lián)接，圖3是三個(gè)平單軸跟蹤的電池陣列，用控制桿聯(lián)接，中間的電池陣列由跟蹤控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，通過連桿帶動(dòng)另兩臺(tái)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。為了不遮擋連桿與柄的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，圖中去掉兩邊電池板的支架。 | |
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| 下面請觀看由連桿帶動(dòng)的電池陣列同步轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)畫。 | |
連桿帶動(dòng)的電池陣列同步轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)畫 |
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| 用連桿控制多臺(tái)電池陣列同步轉(zhuǎn)動(dòng)方式同樣用在斜單軸跟蹤電池陣列，這里不重復(fù)介紹，從網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載一張照片供參考。 | |
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| 太陽電池陣列（非聚光型）不像聚光集熱裝置要準(zhǔn)確跟蹤，差幾度影響不明顯，只需用機(jī)電裝置幾分鐘轉(zhuǎn)一個(gè)角度即可，間隔以不超過每小時(shí)15度為合適，早上與傍晚也無需轉(zhuǎn)到與地面垂直，到太陽落山再返回即可。 | |
單軸跟蹤式太陽電池陣列在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮安裝的基本條件，特別是風(fēng)向與風(fēng)力，水平單軸在遇超強(qiáng)風(fēng)時(shí)可將電池板轉(zhuǎn)向水平方向，可避免超強(qiáng)風(fēng)損壞電池板；斜單軸也可視方向改變電池板角度，減少電池板損壞的可能。 下暴雪時(shí)可將電池板盡量立起，讓雪滑下，遇大冰雹時(shí)同樣可以減小對電池板的沖擊。 |
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