хоризонтална едноосова проследяваща система (1P) | +25 % енергиен добив за големи фотоелектрични ферми на равна територия с мощност до 100 MW и повече
Хоризонталната едноосова система за проследяване 1P (една панелна единица в портретна ориентация) е архитектурен стандарт за индустрията при фотоволтаични централи с голям мащаб на равни или леко наклонени терени. Чрез завъртане на всеки ред панели от изток на запад през целия ден, за да следва азимута на слънцето, тази система улавя с 20–28 % повече годишна енергия в сравнение с еквивалентна инсталация с фиксиран наклон — предимство, което директно подобрява вътрешната норма на възвръщаемост (IRR) на проекта, намалява средната цена на произведена електроенергия (LCOE) и засилва конкурентоспособността на договорите за закупуване на електроенергия (PPA).
Тази система е проектирана за големи мащаби. Всеки ред трекър побира 60–120 панела в конфигурация 1P (панели в портретна ориентация върху един торсионен вал), задвижвани от централизиран двигател с въртящ момент, разположен в средата на реда. Вариантът 2P на системата удвоява броя панели на ред до над 120 единици за ултрависокоплътни компоновки.
Основни инженерни характеристики:
Актуатор за въртене (не линеен актуатор/тласкащ прът): Въртящият актуатор осигурява непрекъснато въртене на 360° с висока плътност на въртящия момент и нулев люфт, подходящ за среда с висок цикъл на умора при ежедневно слънчево проследяване (9000+ цикъла за 25 години)
точност на проследяване ±0,5°: Затворена контурна регулация чрез обратна връзка от инклинометър, а не отворена контурна позициониране по време, която се отклонява без корекция
Астрономичен алгоритъм + обратно проследяване: Контролерът изчислява положението на слънцето въз основа на GPS координати и дата/време, като логиката за обратно проследяване изравнява редовете при ниски ъгли на слънцето, за да се елиминира сянката между редовете
Торзионна тръба от галванизирана стомана Q355B с корозионна защита клас C4: Размерите са определени според дължината на реда и местната вятърна натоварваност, за да се осигури торзионна твърдост, предотвратяваща завиване на редовете и разместване на модулите
Метрика |
Фиксиран наклон (10°) |
1P едноосева проследяваща система |
Годишен прираст на добива |
— |
+20 % до +28 % |
Подобряване на коефициента на мощност |
— |
+3 до +5 процентни пункта |
Намаляване на LCOE |
— |
8–15 % (спрямо фиксиран наклон) |
Ефективност на използването на земя (GCR) |
0.35–0.45 |
0.35–0.50 |
Допълнителни CAPEX спрямо фиксираната система |
— |
0,04–0,07 щ.д. за Wdc |


Параметри |
хоризонтална едноосова система с 1P |
вариант с 2P |
Оста на проследяване |
Хоризонтална (въртене източно-западно) |
Хоризонтална (въртене източно-западно) |
Ориентация на модула |
Портретен (1P) |
Портретен, 2 реда на торзионна тръба (2P) |
Модули на ред |
60–90 |
90–120 |
Обхват на проследяване |
±55° от хоризонталата |
±55° от хоризонталата |
Точност на проследяване |
±0.5° |
±0.5° |
Тип задвижване |
Въртящо задвижване (централно) |
Въртящо задвижване (централно) |
Метод за управление |
Астрономичен алгоритъм + GPS + обратна връзка от инклинометър |
Същия |
Обратно проследяване |
Да (елиминациия на сянката между редовете) |
Да |
Складиране при вятър |
Автоматично складиране при 25 m/s (работещо) |
Автоматично прибиране при 25 м/с |
Скорост на вятъра за оцеляване |
42 м/с (прибрано положение) |
42 м/с |
Вал за предаване на въртящ момент |
Стомана Q355B с горещо цинково покритие, Ø168–219 мм |
Стомана Q355B с горещо цинково покритие, Ø219–273 мм |
Основа |
Набиван пилот / Завинтващ се крепеж за земя |
Набиван пилот / Завинтващ се крепеж за земя |
Проектирана продължителност на живот |
25 години за конструкцията / 5 години за задвижващия механизъм |
Същия |
Гаранция за конструкцията |
20 години |
20 години |
Гаранция за двигателя |
5 години |
5 години |
Фотоволтаични ферми за употреба на равна територия (10 MW)
Региони с висока директна нормална интензивност на слънчевата радиация (Близкия изток и Северна Африка, Южна Африка, Чили, Австралия, югоизточните щати на САЩ, Индия)
Проекти на големи независими производители на електроенергия (IPP) и правителствени търгове
Обекти, при които стойността на земята оправдава по-висок коефициент на покритост с панели (GCR)
Анализ на релефа на обекта: Проверка на максималния наклон от север на юг (<5 % за стандартно проектиране; >5 % изисква адаптация с терасирани редове)
Коефициенти на натоварване от вятър, определени чрез вятърна тръба: Стойности на Cp за конкретната геометрия на модула при всички ъгли на следящата система, получени чрез изпитания във вятърна тръба или CFD анализ
Размери на торзионната тръба: Изчисляване на торзионната твърдост, за да се ограничи завъртането на реда до <1° при проектно вятърно натоварване, предотвратявайки разместване на модулите и напрежение в стъклото
Проектиране на основите: Проверка на страничните натоварвания и преобръщащите моменти според EN 1997-1, като се взема предвид усилването на динамичното натоварване поради движението на следящата система
Оптимизация на разстоянието между редовете: Симулация на алгоритъм за обратно проследяване (backtracking) през цялата година, за определяне на минималния интервал между редовете без загуби от сянка
Стъпало |
Активност |
Продължителност на референтния процес |
1 |
Фундамент (набивни пилони) |
3–5 минути за пилон |
2 |
Монтаж на лагерната система |
Предварително сглобени лагерно-седлови блокове, поставени върху пилоните |
3 |
Сглобяване на въртящата тръба |
Сегменти, завинтени помежду си на място и вдигнати върху лагерите |
4 |
Монтаж на задвижващия двигател |
Завъртащ привод, монтиран в центъра на реда |
5 |
Монтаж на релсовата система за модулите |
Релси, монтирани върху скоби за торзионна тръба и греди |
6 |
Монтиране на модули |
Стандартно закрепване на модулите към релсите |
7 |
Електрически и контролни характеристики |
Електрическо свързване на мотора, пускане в експлоатация на контролера, тестов цикъл за проследяване |
Предизвикателство: Равна полупустинна местност с висока директна нормална инсоляция (DNI) (над 2200 kWh/m²/година). Изискване за проекта — повишаване на добива с 25 % спрямо фиксиран наклон, за да се изпълнят финансовите параметри на договора за закупуване на енергия (PPA). Пориви на вятъра до 35 m/s по време на летния сезон на гръмотевични бури.
Решение: 1P хоризонтален едноосов проследяващ системен блок, торзионна тръба с диаметър Ø219 mm, завъртащ двигател, астрономичен алгоритъм с GPS-синхронизация и активирано обратно проследяване. Стъкло Q355B с горещо цинково покритие (HDG), защитно покритие клас C4. Фундамент от натиснати пилони. По 90 модула на ред, разположени в портретна ориентация 2×45.
Резултат: Измерено повишаване на годишния добив с 26,4 % спрямо референтната инсталация с фиксиран наклон от 10° на същото място. Отсъствието на загуби от сянка между редовете потвърдено чрез измервания на място с пиранометър. Средно по 12 автоматични вятърни стоп-събития годишно; след 3 години експлоатация — нито една повреда на конструкцията или задвижващата система.
В. Какъв е периодът на възвръщаемост за следящите системи спрямо фиксираните наклони?
За места с висока директна нормална инсоляция (DNI) (2000+ kWh/m²/година) премията за следящите системи (0,04–0,07 USD/Wdc) обикновено се възстановява за 3–5 години благодарение на по-високите приходи от енергия. Това силно зависи от конкретното място — при по-ниски стойности на DNI (<1500 kWh/m²/година) периодът на възвръщаемост се удължава до 6–8 години, а фиксираните наклони може да са по-подходящ избор.
В. Как функционира обратното проследяване и защо е необходимо?
През ранните сутрешни и късните следобедни часове, когато слънцето е ниско, първият ред би хвърлил сянка върху следващия ред. При обратното проследяване всички редове се изравняват почти хоризонтално през тези периоди, като се жертва част от допълнителната енергия от проследяването, за да се избегне засенчването. Крайният резултат е малка загуба на енергия на разсъмване/мръкване, но се предотвратяват загуби, свързани със засенчване, в размер от 5–8%.
В. Какво поддръжка изисква задвижващата система?
Поворотните приводи са уплътнени, смазани с грес единици, които изискват инспекция на всеки 2 години и допълнително нанасяне на грес по необходимост. Двигателят на привода е единица с клас на защита IP65 и безщетково постояннотоково изпълнение за дълъг срок на експлоатация. Гаранцията от 5 години за привода покрива двигателя, скоростната кутия и електрониката на контролера.
# |
Секция |
Препоръки |
Формат |
1 |
Херой |
Снимка от въздуха с дрон на редовете проследяващи устройства под ъгъл на средноутринен слънчев залез |
1920×750 px |
2 |
Механизъм |
Близък план: поворотен привод, монтиран върху тръбна ос с основа от пилони |
800×600 px |
3 |
Сравнение на добива |
Диаграма във вид на стълбовиден график: месечен добив – фиксирана система срещу проследяваща система |
800×500 пиксела |
4 |
Обратно проследяване |
Диаграма: ъгли на редовете в 7:00 / 10:00 / 13:00 / 16:00 / 18:00 |
1000×400 px |
5 |
Монтаж |
Ускорено видео на сглобяването на редовете от следящите устройства |
800×500 пиксела |
6 |
Проект Южна Африка |
Завършено поле от следящи устройства с мощност 80 MW |
1000×600 пиксела |
Основно: едноосово слънчево следящо устройство, хоризонтално следящо устройство тип 1P, система за проследяване на слънцето за големи инсталации, производител на PV следящи устройства
Допълнително: хоризонтално едноосово следящо устройство – увеличение на добива с 25 %, задвижващ механизъм за слънчеви следящи устройства, следящо устройство с функция обратно проследяване, система за проследяване на слънцето за големи PV инсталации