mfumo wa Kufuatilia Kwa Mshale Moja wa Usawa (1P) | Ongezeko la 25% la Uzalishaji wa Nishati kwa Miradi ya PV ya Ushirika wa Ulinzi wa Udongo wa Upana, hadi 100MW na zaidi
Mfumo wa Kufuatilia wa Muda Mmoja wa Mwisho wa Mstari (1P - One-in-Portrait Horizontal Single-Axis Tracking System) ni mfumo wa kawaida wa sekta kwa ajili ya vituo vya PV vya ukubwa wa taasisi (utility-scale) kwenye ardhi ya msalaba hadi ya kuzunguka kidogo (flat to gently rolling terrain). Kwa kuzungusha kila safu ya vituo kutoka mashariki hadi magharibi kote kwa siku ili kufuatia mwezi wa jua (sun's azimuth), mfumo huu hukusanya nishati ya ziada ya 20–28% kwa mwaka kuliko vituo vya kudumu (fixed-tilt installation) vya kile kioo — faida ambayo inaboresha moja kwa moja IRR ya mradi, inapunguza LCOE, na inafanya mkakati wa PPA kuwa bora zaidi.
Sistema hii imeundwa kwa ajili ya ukubwa. Kila safu ya kufuatilia inaweza kuchukua vituo 60–120 katika mwelekeo wa 1P (vituo vya kusimama wima kwenye tuba moja ya torque), yanayotendwa na motor ya slew-drive ya kituo katikati ya safu. Toleo la 2P la mfumo linaweka mara mbili idadi ya vituo kwa kila safu hadi zaidi ya 120 vituo kwa mpangilio wa ukwasi mkubwa sana.
Vipengele muhimu vya uhandisi:
Kifungo cha slew-drive (si kifungo cha mstari au kifungo cha push-rod): Kifungo cha slew-drive kinatoa uwezo wa kuzunguka kwa 360° kwa muda mrefu, na nguvu ya torque kubwa na hakuna backlash, ikiwa ni jambo la kutosha kwa mazingira ya kuharibika kwa mara nyingi ya kufuatilia jua kila siku (zaidi ya 9,000 mara katika miaka 25)
uthibitisho wa ufuatiliaji wa ±0.5°: Uhamisho wa mzunguko uliofungwa kupitia maelezo ya inclinometer, siyo mwelekeo uliofungwa kwa wakati tu ambao unaweza kubadilika bila usahihisho
Algoriti ya kiastronomia pamoja na kufuatilia kwa kurudi nyuma: Kiongozi huhamisha nafasi ya jua kutoka kwa koordinati za GPS na tarehe/wakati, pamoja na mantiki ya kurudi nyuma ambayo inafanya safu zijisimame wakati wa pembe ndogo za jua ili kuepuka kuvunjika kwa nuru kati ya safu
Q355B chuma galvanized torque bomba na ulinzi C4 kutu: Ukubwa kwa kila urefu safu na mzigo wa upepo wa ndani kwa torsional ugumu ambayo kuzuia safu twist na moduli misalignment
Metric |
Flexible Tilt (10°) |
1P Single-Axis Tracker |
Mapato ya kila mwaka |
— |
+20% hadi +28% |
Uboreshaji wa uwezo wa sababu |
— |
+3 hadi +5 asilimia pointi |
Kupunguza LCOE |
— |
815% (vs sawa na tilt fasta) |
Ufanisi wa matumizi ya ardhi (GCR) |
0.35–0.45 |
0.35–0.50 |
CAPEX iliyong'ozwa kuhusu ya kudumu |
— |
$0.04–0.07/kWdc |


Kiparameta |
mkanda wa Kwanza wa Mstari wa Moja wa Mshale wa Ufuataji |
toleo la Mkanda wa Pili |
Mshale wa Ufuataji |
Ufuataji wa Ufuataji wa Ufuataji wa Mashariki-Kusini |
Ufuataji wa Ufuataji wa Ufuataji wa Mashariki-Kusini |
Uweke wa Vituo vya Umeme |
Kwa Ufuataji wa Mkanda wa Kwanza |
Kwa Ufuataji, safu mbili kwa kila mshale ya torque (2P) |
Vipengele kwa Mstari |
60–90 |
90–120 |
Kipenyo cha Kufuatilia |
±55° kutoka kwenye mstari wa usawa |
±55° kutoka kwenye mstari wa usawa |
Uthibitishaji wa usahihi wa kufuatilia |
±0.5° |
±0.5° |
Aina ya Hifadhi |
Mzozo wa kuzunguka (katikati) |
Mzozo wa kuzunguka (katikati) |
Njia ya kubaini |
Algoriti ya kihistoria + GPS + maoni ya kipimo cha ukwepo |
Sawa |
Kurudi nyuma |
Ndiyo (kupunguza kuvimwa kwa mstari uliopo kati ya mizozo) |
Ndiyo |
Kuzunguka kwa Upepo |
Kuzunguka kiotomatiki kwa 25 m/s (inavyotumika) |
Kuzunguka kiotomatiki kwa 25 m/s |
Ungu wote wa kushinda |
42 m/s (nafasi ya kuhifadhiwa) |
42 m/s |
Kifurushi cha mtiririko |
Chuma cha Q355B HDG, Ø168–219mm |
Chuma cha Q355B HDG, Ø219–273mm |
FOUNDATION |
Mkanda uliofungwa / Kivuli cha ardhi |
Mkanda uliofungwa / Kivuli cha ardhi |
Maisha ya Kubuni |
miaka 25 ya muundo / Miaka 5 ya mfumo wa kuendesha |
Sawa |
Dhamana ya muundo |
20 miaka |
20 miaka |
Dhamana ya mfumo wa kuendesha |
miaka 5 |
miaka 5 |
Mashamba ya PV ya matumizi kwenye eneo la msalaba (10MW)
Mikoa yenye DNI ya juu (MENA, Afrika Kusini, Chile, Australia, Magharibi ya Marekani, India)
Miradi ya kubwa ya IPP na miradi ya mkakati wa serikali
Mahali ambapo gharama ya ardhi inasaidia kuweka GCR ya juu
Uchambuzi wa muundo wa eneo: Uthibitisho wa kiwango cha juu cha mteremko wa kaskazini-kusini (<5% kwa muundo wa kawaida; >5% unahitaji ubadilisho wa safu za kuchukua nafasi ya kila mteremko)
Vipimo vya nguvu za uvimbe wa hewa: Thamani za Cp kwa umbo maalum wa moduli katika pembe zote za kufanya kazi, kulingana na majaribio ya uvimbe wa hewa au uchambuzi wa CFD
Ukuaji wa tube ya torque: Uchambuzi wa uwezo wa kuzuia kuzunguka ili kuzuia kuzunguka kwa safu chini ya nguvu ya hewa ya kubuni kuwa chini ya 1°, ikidhibiti kushindwa kwa usawa wa moduli na masharubu ya kioo
Uundaji wa msingi: Uthibitisho wa nguvu za upande na nguvu ya kuzunguka kulingana na EN 1997-1, ikijumuisha uchambuzi wa ongezeko la nguvu ya kudumu kutokana na harakati za kufanya kazi
Uoptimiza wa umbali kati ya safu: Ujifunzaji wa algorithm ya kurejesha nyuma kote mwaka ili kupata umbali mdogo wa kati ya safu bila kufanya kuvunjika kwa nuru
Hatua |
Shughuli |
Muda wa Marejeo |
1 |
Msingi (mipofu iliyopandwa chini) |
dakika 3–5 kwa kila mpofu |
2 |
Uwekaji wa kitambaa cha kubeba |
Vitambaa vya kubeba na vitambaa vya kushika vilivyoundwa mapema vinaweza kupangwa juu ya mipofu |
3 |
Uwekaji wa mduara wa kuendesha |
Vipande vilivyowekwa pamoja kwa mabolti kwenye mahali, kisha vinavyopanda juu ya vitambaa vya kubeba |
4 |
Uwekaji wa mawasha ya kuendesha |
Mawasha ya kuzunguka inayowekwa katikati ya safu |
5 |
Uwekaji wa rail ya moduli |
Mipaka inayotungwa kwenye vifungo vya purlin ya toruki tuubu |
6 |
Kuweka Vipande |
Kufunga kawaida ya moduli kwenye mipaka |
7 |
Umeme na udhibiti |
Uhusiano wa motor, uhamisho wa kiongozi, mtindo wa majaribio ya kufuatilia |
Changamoto: Eneo la rasi la kuvutia la msituni lenye DNI ya juu (zaidi ya 2,200 kWh/m²/ mwaka). Mahitaji ya mradi ya kupata mapato ya ziada ya asilimia 25 kuliko ya kufanya kwa kutumia mchakato wa kudumu ili kujikidhi mfumo wa kifedha cha mkataba wa ubunifu. Mvua ya upepo wa kuvutia hadi 35 m/s wakati wa msimu wa mvua ya upepo wa joto.
Suluhisho: Kiolesha cha 1P cha mhimili mmoja wa usawa wa kizazi, toruki tuubu yenye kipenyo cha 219 mm, kiolesha cha kuzunguka, algoriti ya kisasa ya kivumbi pamoja na usimbamko wa GPS na uwezo wa kurudi nyuma. Chuma cha Q355B kilichopakwa kwa njia ya kuchomwa (HDG), unaojaa kwa kipimo cha C4. Msingi uliofungwa kwa njia ya kufungwa. Vituo 90 kwa mstari, kwa mpangilio wa 2×45 kwa uso wa mnyama.
Matokeo: Mapato ya ziada ya asilimia 26.4 kwa mwaka kulingana na mfumo wa kudumu wa 10° uliojaribiwa katika eneo hilo hilo. Hakuna kuvukizwa kati ya mistari iliyothibitishwa kwa kujaribu kwa pyranometer kwenye mahali. Matukio ya kufunga kwa upepo yalikuwa 12 kwa mwaka; hakuna uvunjivu wa muundo au ya kiolesha baada ya miaka 3 ya kufanya kazi.
Swali. Muda gani wa kurejesha malipo kwa tracker kuhusu tilt ya kudumu?
Kwa eneo lenye DNI kubwa (zaidi ya 2,000 kWh/m²/ mwaka), gharama ya ziada ya tracker ($0.04–0.07/Wdc) inarudi kwa kawaida katika miaka 3–5 kupitia mapato ya nishati iliyoinukuliwa zaidi. Hii inategemea sana eneo — katika eneo zenye DNI ndogo (chini ya 1,500 kWh/m²/mwaka), muda wa kurudi unazidi kuwa miaka 6–8, na tilt ya kudumu inaweza kuwa bora zaidi.
Swali. Jinsi ya kufanya backtracking na kwa nini ni muhimu?
Wakati wa asubuhi ya mapema na mchana wa baadaye wakati jua linapopanda chini, safu ya mbele inaweza kuchocha kivuli chake kwenye safu iliyofuata. Backtracking inafanya safu zote zizime kwa angle karibu ya usawa wakati huo, ikisahau faida kadhaa ya kufuatia ili kuepuka kivuli. Matokeo ya jumla ni upungufu mdogo wa nishati asubuhi/mchana lakini kinakuzuia upungufu wa nishati kwa sababu ya kivuli (5–8%) ambao ungekuwa ukitokea kama hakuna backtracking.
Swali. Ni aina gani ya matumizi ya kudumisha mfumo wa kuendesha?
Mishakani ya kusogeza ni vitu vilivyofungwa na vilivyopakwa kwa mafuta ya mgongo, yanayohitaji usuhajio kila miaka 2 na upakaji wa mafuta ya mgongo kama inahitajika. Mshakani wa nguvu ni kitu cha daraja la ulinzi la IP65 kinachotumia mfumo wa DC bila brashi ili kufanya kazi kwa muda mrefu. Uthibitisho wa miaka 5 wa mshakani unalinda mshakani wa nguvu, kisukari cha nguvu, na vifaa vya kudhibiti.
# |
Sehemu |
Mapendekezo |
Fomu |
1 |
Hero |
Picha iliyochukuliwa kwa njia ya drone ya angani ya safu za mshakani kwa pembe ya asubuhi ya wastani |
1920×750px |
2 |
Utaratibu |
Ukumbuzi wa karibu: mshakani wa kusogeza uliowekwa kwenye tuba ya torque pamoja na msingi wa mchanga |
800×600 pikseli |
3 |
Linganisha mapato |
Rasmi ya bar: mapato ya kila mwezi ya mfumo wa kudumu vs mshakani |
800×500px |
4 |
Kurudi nyuma |
Rasmi: pembe za safu kwa saa 7 asubuhi / 10 asubuhi / 1 jioni / 4 jioni / 6 jioni |
1000×400 pikseli |
5 |
Usanidi |
Muda-mrefu wa kujenga safu ya kipimo cha mwezi |
800×500px |
6 |
Kesi ya Afrika Kusini |
Uwanja wa kipimo cha mwezi uliohitimu wa 80MW |
1000×600px |
Kuu: kipimo cha mwezi cha mshale moja, kipimo cha mwezi cha usawa cha mshale moja, mfumo wa kufuatilia mwezi kwa matumizi ya umma, mtengenezaji wa vipimo vya mwezi vya PV
Pili: kipimo cha mwezi cha usawa cha mshale moja kinachopatia faida ya 25%, kipimo cha mwezi cha kusogeza, kipimo cha mwezi cha kufuatilia nyuma, mfumo wa kufuatilia mwezi wa PV kwa matumizi ya umma