單軸太陽能跟蹤系統的原理和優勢

太陽在天空中不斷移動，其位置每天都在變化，而且會隨著季節變化。調整光伏系統中太陽能電池板的角度以與太陽的當前位置對齊可以顯著提高能量輸出。單軸太陽能跟蹤系統就是為此目的而設計的。這篇博文將介紹單軸太陽能跟蹤系統的工作原理和優勢，以及你需要了解的其他信息。



一、什么是單軸太陽跟蹤器？

單軸太陽能跟蹤器也稱為單軸跟蹤系統，是一種繞一個軸旋轉以跟蹤太陽在天空中的路徑的設備。當與太陽能電池板結合使用時，跟蹤系統可以使電池板與太陽的軌跡對齊，從而捕獲更多陽光并產生更多可再生能源供你使用。這樣的旋轉大大增加了電池板吸收的陽光量，從而提高了光伏系統的能源產量。

陽光照射太陽能電池板的角度直接影響其能量產量。更直接、垂直的角度可使太陽能電池板將更多的陽光轉化為電能。通過不斷調整太陽能電池板的方向，單軸跟蹤系統可確保始終保持最佳角度，從而比固定電池板產生更高的能量輸出。

雖然單軸跟蹤器的初始安裝和持續維護需要花費成本，但隨著時間的推移，增加的能量產量通常可以抵消這些費用。為了獲得最佳性能，建議將這些跟蹤系統安裝在通常溫暖干燥的地區的平坦地形上。

二、單軸太陽能追蹤系統的工作原理

單軸太陽追蹤系統的工作原理涉及機械、電子和軟件組件的組合，使太陽能電池板能夠跟隨太陽在天空中的路徑，優化捕獲的陽光量，從而增加能量輸出。

1、旋轉軸

● 方位跟蹤 (HSAT)：系統會圍繞垂直軸旋轉，類似于指南針，跟蹤太陽在天空中從東向西的運動。
● 高度跟蹤 (VSAT)：跟蹤系統圍繞水平的東西軸旋轉，調整太陽能電池板的傾斜度以適應全天和不同季節太陽在天空中的高度變化。

2、結構框架

● 風荷載：堅固的框架對于承受風荷載至關重要，特別是在風力較大的地區，因為與固定系統相比，跟蹤系統接觸風的表面積更大。
● 回溯：一些系統采用回溯算法來防止一排面板被另一排面板遮擋，這在清晨和傍晚尤其有用。

3、驅動機構

● 電機和傳動裝置：這些組件在大型系統中很常見，可根據需要調整面板的位置。
● 線性執行器：特別用于小型或住宅系統，提供精確的運動。
● 跟蹤速度：該機制的速度經過校準，以匹配太陽的運動，約為每小時 15 度，確保平穩連續的跟蹤。

4、控制系統

● 傳感器：光敏電阻 (LDR) 成本低廉，但在極端溫度下性能不佳，而光電二極管更精確，對溫度的敏感度更低，使其成為多變氣候的最佳選擇。
● 天文鐘：在更簡單或更便宜的系統中，這種時鐘可以通過使用預編程的太陽位置數據進行基本的基于時間的跟蹤，從而消除對實時太陽位置傳感器的需求。

5、軟件

● 數據采集：來自傳感器或 GPS 的實時數據對于準確跟蹤和調整面板位置至關重要。
● 通信協議：系統通常需要強大的通信協議（如 Modbus 或 RS-485），以促進控制器和其他組件之間的有效數據交換。

6、能源供應

● 專用太陽能電池板：通常，小型專用電池板為跟蹤系統提供電力。
● 備用電池：在日照不足或電網斷電期間，備用電池可以維持跟蹤系統的運行，確保持續運行。



三、單軸太陽能追蹤系統的 5 大優勢

1、增加能量產量

使用單軸跟蹤系統，你可以將太陽能產量提高 25% 至 35%。通過跟蹤太陽的路徑，這些跟蹤器可確保你的太陽能電池板全天接收最佳陽光，性能優于地面固定傾斜系統。

2、經濟回報

投資太陽能跟蹤系統既能保證財務安全，又能獲得豐厚的回報。這些系統的投資回收期為 5 至 10 年，可在 20 年或更長時間內產生可觀的利潤。

3、地點

太陽能追蹤器特別適合高緯度地區，因為這些地區全年太陽位置變化劇烈。它們能夠適應這些季節性變化，確保無論你身處何地都能最大限度地捕獲太陽能。

4、充分利用陽光

利用太陽能跟蹤技術充分利用延長的日照時間。通過在清晨和傍晚捕獲更多陽光，你可以進一步優化系統性能并最大限度地發揮能源生產潛力。

5、減少空間需求

單軸太陽能跟蹤系統可以設計更緊湊的安裝布局，因此比固定陣列更有效地利用空間。這種空間效率在土地昂貴或稀缺的地區尤其有益。使用跟蹤系統，你可以安裝更少的面板來實現與大型固定陣列相同的能量輸出，從而最大限度地減少太陽能項目所需的土地，而不會影響發電量。



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