单轴跟踪式太阳电池阵列

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Single-axis Tracking Solar Arrays

为提高太阳能电池的转换效率通常接纳对太阳进行自动跟踪的要领，使电池板正对太阳。凭据测定，相同情况条件下，一个全方位自动跟踪式太阳能光伏发电系统比牢固式太阳能光伏发电系统的发电量提高35%左右。特别是接纳单晶硅太阳电池组件的系统，由于价格高，希望获得尽量多的太阳照射，可考虑对太阳进行跟踪。

太阳能电池阵列跟踪方法有平单轴跟踪、斜单轴跟踪、双轴跟踪三种，本课件介绍单轴跟踪。

平单轴跟踪

在跟踪方法中平单轴跟踪是用得较多的方法，分南北向轴线跟踪与工具向轴线跟踪，工具向轴线跟踪比牢固倾斜装置没有明显优点，南北向轴线跟踪效果要好于工具向轴线跟踪。平单轴跟踪特别适用在纬度低的地区，下面介绍南北向轴线跟踪。

图1是两组平单轴跟踪阵列示意图，每块电池阵列有自己的转轴，转轴与地面的南北偏向线平行，转轴装置在支架上，电池阵列可绕自己的转轴旋转，图中黄色箭头线体现太阳光的偏向。旋转由太阳跟踪控制装置控制，使电池板转轴笔直面与太阳光平行，图1显示是中午12时的状态，两电池阵列外貌水平向上。

平单轴跟踪太阳能阵列

图1--平单轴跟踪太阳能阵列

下面请寓目太阳能电池阵列平单轴跟踪的动画，动画从两个角度显示电池阵列从上午9时到下午15时的跟踪转动状态。

　　　　　　　　　　　　　　平单轴跟踪太阳能阵列动画

可以看出平单轴跟踪的电池板笔直线与太阳光始终有一个夹角，夹角数值与外地纬度数和季节有关，并且一日之中也有变革。

斜单轴跟踪

由于平单轴跟踪的电池板笔直线与太阳光始终有一个夹角，在高纬度地区夹角较大，不比牢固倾斜装置效率高几多。为提高电池板的效率，可将电池板的转轴倾斜装置，减小电池板笔直线与太阳光的夹角。

图2是两组平单轴跟踪阵列示意图，每块电池阵列有自己的转轴，转轴线在与地面笔直的平面上，与地面有一个夹角，转轴线与地轴线基本平行（春分或秋分时的地轴线）。转轴装置在支架上，电池阵列可绕自己的转轴旋转，图中黄色箭头线体现太阳光的偏向。旋转由太阳跟踪控制装置控制，使电池板转轴笔直面与太阳光平行，图2显示是中午12时的状态。

斜单轴跟踪太阳能阵列

图2--斜单轴跟踪太阳能阵列

下面请寓目太阳能电池阵列斜单轴跟踪的动画，动画从两个角度显示电池阵列从上午9时到下午15时的跟踪转动状态。

　　　　　　　　　　　　　　　　斜单轴跟踪太阳能阵列动画

单轴跟踪的连动

通常太阳能发电场有多个电池阵列，这些电池阵列是同步运行的，可用一个控制杆推动排在一起的电池阵列。在每块电池板转轴上牢固一个柄，柄的另一端与控制连杆联接，图3是三个平单轴跟踪的电池阵列，用控制杆联接，中间的电池阵列由跟踪控制系统驱动，通过连杆发动另两台同步转动。为了不遮挡连杆与柄的运动状态，图中去掉两边电池板的支架。

同步驱动的单轴跟踪电池阵列

图3--同步驱动的单轴跟踪电池阵列下面请寓目由连杆发动的电池阵列同步转动动画。

连杆发动的电池阵列同步转动动画

用连杆控制多台电池阵列同步转动方法同样用在斜单轴跟踪电池阵列，这里不重复介绍，从网络转载一张照片供参考。

同步驱动的斜单轴跟踪电池阵列

图4--同步驱动的斜单轴跟踪电池阵列太阳电池阵列（非聚光型）不像聚光集热装置要准确跟踪，差几度影响不明显，只需用机电装置几分钟转一个角度即可，间隔以不凌驾每小时15度为合适，早上与黄昏也无需转到与地面笔直，到太阳落山再返回即可。

单轴跟踪式太阳电池阵列在设计时应考虑装置的基本条件，特别是风向与风力，水平单轴在遇超强风时可将电池板转向水平偏向，可制止超强风损坏电池板；斜单轴也可视偏向改变电池板角度，减少电池板损坏的可能。

下暴雪时可将电池板尽量立起，让雪滑下，遇大冰雹时同样可以减小对电池板的攻击。

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