سیستم ردیابی تک‌محوری افقی نوع ۱P

خلاصه ی محصول

سیستم ردیابی افقی تک‌محوری ۱P (تکی در وضعیت عمودی) استاندارد صنعتی برای نیروگاه‌های فتوولتائیک مقیاس بزرگ روی زمین‌های تخت تا کمی شیب‌دار است. این سیستم با چرخاندن هر ردیف ماژول از شرق به غرب در طول روز برای پیگیری جهت آفتاب، ۲۰ تا ۲۸ درصد انرژی بیشتری را در سال نسبت به نصب ثابت معادل جمع‌آوری می‌کند — افزایشی که مستقیماً بازده داخلی سرمایه‌گذاری (IRR) را بهبود می‌بخشد، هزینه انرژی تولیدشده (LCOE) را کاهش می‌دهد و رقابت‌پذیری قراردادهای خرید انرژی (PPA) را تقویت می‌کند.

این سیستم برای مقیاس‌پذیری طراحی شده است. هر ردیف ردیاب می‌تواند ۶۰ تا ۱۲۰ ماژول را در پیکربندی ۱P (ماژول‌ها در وضعیت عمودی روی یک لوله گشتاور تنها) جای دهد و توسط یک موتور مرکزی نوع slew-drive در وسط ردیاف انجام می‌شود. نسخه ۲P این سیستم تعداد ماژول‌ها را در هر ردیف به بیش از ۱۲۰ عدد دو برابر می‌کند تا چیدمان‌های فوق‌العاده متراکم را امکان‌پذیر سازد.

ویژگی‌های اصلی مهندسی:

موتور محرک چرخشی (نه موتور خطی یا میله هل‌دهنده): این موتور امکان چرخش پیوستهٔ ۳۶۰ درجه را با چگالی گشتاور بالا و بدون بازخورد (بکلش) فراهم می‌کند و برای محیط‌های خستگی با تعداد چرخهٔ بالا در ردیابی روزانهٔ خورشید (بیش از ۹۰۰۰ چرخه در ۲۵ سال) مناسب است.

دقت ردیابی ±۰٫۵ درجه: کنترل حلقه‌بسته با بازخورد از سنسور شیب‌سنج، نه کنترل حلقه‌باز مبتنی بر زمان که بدون اصلاحات، انحراف پیدا می‌کند.

الگوریتم نجومی + عقب‌گرد: کنترل‌کننده موقعیت خورشید را با استفاده از مختصات GPS و تاریخ/زمان محاسبه می‌کند و منطق عقب‌گرد آن، در زوایای پایین خورشید، ردیف‌ها را صاف می‌کند تا سایه‌اندازی بین ردیف‌ها را حذف نماید.

لولهٔ گشتاوری از فولاد گالوانیزهٔ Q355B با محافظت در برابر خوردگی سطح C4: ابعاد آن بر اساس طول هر ردیف و بار باد محلی تعیین شده است تا سفتی پیچشی لازم برای جلوگیری از پیچش ردیف و عدم تراز ماژول‌ها تأمین گردد.

بازده انرژی: ردیاب در مقابل نصب ثابت با شیب

مشخصات فنی

کاربردها

مزرعه‌های فتوولتائیک کاربردی در مناطق هموار (۱۰ مگاوات)

منطقه‌های دارای شدت بالای تابش مستقیم خورشید (منطقه خلیج فارس و شمال آفریقا، آفریقای جنوبی، شیلی، استرالیا، جنوب غربی ایالات متحده آمریکا، هند)

پروژه‌های بزرگ تأمین‌کننده‌ی مستقل برق و مناقصات دولتی

محل‌هایی که هزینه‌ی زمین، استفاده از نسبت بالاتر GCR را توجیه می‌کند

فرآیند مهندسی

تحلیل توپوگرافی محل: بررسی حداکثر شیب شمالی–جنوبی (<۵٪ برای طراحی استاندارد؛ در صورت بیشتر از ۵٪ نیاز به تنظیم ردیف‌های پلکانی دارد)

ضرایب بار تونل باد: مقادیر Cp برای هندسه‌ی خاص ماژول در تمام زوایای تعقیب‌کننده، بر اساس آزمایش تونل باد یا تحلیل CFD

ابعاد‌دهی لوله‌ی گشتاوری: محاسبه‌ی سفتی پیچشی برای محدود کردن پیچش ردیف به کمتر از ۱ درجه تحت بار طوفان طراحی، جهت جلوگیری از عدم تراز شدن ماژول‌ها و تنش در شیشه

طراحی پی: تأیید بار جانبی و گشتاور واژگون‌کننده بر اساس استاندارد EN 1997-1، با در نظر گرفتن افزایش پویای بار ناشی از حرکت تعقیب‌کننده

بهینه‌سازی فاصله‌ی ردیف‌ها: شبیه‌سازی الگوریتم عقب‌گرد در طول کل سال برای تعیین حداقل فاصله‌ی ردیف بدون افت سایه‌اندازی

فرآیند نصب

مطالعه موردی: پروژه ردیاب ۱P با ظرفیت ۸۰ مگاوات — کیپ شمالی، آفریقای جنوبی

چالش: زمین تخت نیمه‌بیابانی با شدت بالای تابش مستقیم نور خورشید (بیش از ۲۲۰۰ کیلووات‌ساعت بر مترمربع در سال). الزام پروژه برای افزایش ۲۵ درصدی بازده نسبت به سیستم ثابت با زاویه شیب برای تحقق مدل مالی قرارداد خرید توان (PPA). وزش بادهای شدید تا ۳۵ متر بر ثانیه در فصل طوفان‌های رعدوبرق تابستانی.

راه‌حل: ردیاب افقی تک‌محوری ۱P با لوله گشتاوری با قطر ۲۱۹ میلی‌متر، سیستم حرکت چرخشی (slew drive)، الگوریتم نجومی همراه با همگام‌سازی GPS و فعال‌سازی قابلیت عقب‌گرد (backtracking). فولاد گالوانیزه Q355B با پوشش C4. پی‌های درج‌شده (driven pile). ۹۰ ماژول در هر ردیف، به‌صورت عمودی دو ردیف ۴۵ تایی.

نتیجه: افزایش اندازه‌گیری‌شدهٔ ۲۶٫۴ درصدی بازده سالانه نسبت به نصب مرجع ثابت با زاویه ۱۰ درجه در همان محل. عدم وجود هرگونه افت ناشی از سایه‌اندازی بین ردیف‌ها تأیید شده توسط اندازه‌گیری‌های آن‌سایت با پیرانومتر. میانگین رویدادهای خودکار قفل‌شدن در برابر باد (wind stow) ۱۲ بار در سال؛ بدون هیچ آسیبی به سازه یا سیستم محرکه پس از ۳ سال عملیات.

پرسش‌های متداول

پرسش: دوره بازگشت سرمایه برای ردیاب در مقایسه با سیستم ثابت چقدر است؟

برای سایت‌هایی با شدت بالای تابش مستقیم (بیش از ۲۰۰۰ کیلووات‌ساعت بر مترمربع در سال)، هزینهٔ اضافی ردیاب‌ها (۰٫۰۴ تا ۰٫۰۷ دلار آمریکا بر وات دی‌سی) معمولاً در طی ۳ تا ۵ سال از طریق درآمد افزایش‌یافتهٔ انرژی جبران می‌شود. این امر به‌شدت وابسته به محل نصب است — در سایت‌هایی با شدت پایین‌تر تابش مستقیم (کمتر از ۱۵۰۰ کیلووات‌ساعت بر مترمربع در سال)، دورهٔ جبران هزینه به ۶ تا ۸ سال افزایش می‌یابد و ممکن است نصب ثابت با زاویهٔ مشخص مناسب‌تر باشد.

پرسش: سیستم عقب‌گرد چگونه کار می‌کند و چرا ضروری است؟

در ساعات اولیهٔ صبح و پایانی عصر، وقتی ارتفاع خورشید پایین است، ردیف جلویی سایه‌ای بر روی ردیف پشت سر خود می‌اندازد. سیستم عقب‌گرد در این بازه‌های زمانی تمامی ردیف‌ها را تا حد امکان به حالت افقی می‌آورد و با از دست دادن بخشی از بهره‌وری ردیابی، از ایجاد سایه جلوگیری می‌کند. اثر خالص این روش، کاهش جزئی انرژی در طلوع و غروب خورشید است، اما از اتلاف ۵ تا ۸ درصدی انرژی ناشی از سایه‌اندازی جلوگیری می‌کند.

پرسش: سیستم محرکه چه نگهداری‌هایی نیاز دارد؟

درایوهای سلو، واحدهایی دربسته و روغنکاری‌شده با گریس هستند که نیازمند بازرسی هر دو سال یک‌بار و تکمیل گریس در صورت لزوم می‌باشند. موتور درایو واحدی با درجه حفاظت IP65 و طراحی جریان مستقیم بدون جاروبک (BLDC) برای عمر طولانی است. گارانتی پنج‌ساله درایو شامل موتور، گیربکس و الکترونیک کنترلر می‌شود.

جایگذاری تصویر

کلمات کلیدی سئو

اصلی: ردیاب خورشیدی تک‌محوره، ردیاب افقی تک‌محوره نوع ۱P، سیستم ردیابی خورشیدی مقیاس بزرگ، سازنده ردیاب‌های فتوولتائیک

فرعی: ردیاب افقی تک‌محوره با افزایش ۲۵ درصدی بازده، درایو چرخشی ردیاب خورشیدی، ردیاب خورشیدی با روش بازگشتی (backtracking)، سیستم ردیابی فتوولتائیک مقیاس بزرگ