太陽在天空中不斷移動(dòng)，其位置每天都在變化，而且會(huì)隨著季節(jié)變化。調(diào)整光伏系統(tǒng)中太陽能電池板的角度以與太陽的當(dāng)前位置對(duì)齊可以顯著提高能量輸出。單軸太陽能跟蹤系統(tǒng)就是為此目的而設(shè)計(jì)的。這篇博文將介紹單軸太陽能跟蹤系統(tǒng)的工作原理和優(yōu)勢(shì)，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(tǒng)，是一種繞一個(gè)軸旋轉(zhuǎn)以跟蹤太陽在天空中的路徑的設(shè)備。當(dāng)與太陽能電池板結(jié)合使用時(shí)，跟蹤系統(tǒng)可以使電池板與太陽的軌跡對(duì)齊，從而捕獲更多陽光并產(chǎn)生更多可再生能源供你使用。這樣的旋轉(zhuǎn)大大增加了電池板吸收的陽光量，從而提高了光伏系統(tǒng)的能源產(chǎn)量。

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

雖然單軸跟蹤器的初始安裝和持續(xù)維護(hù)需要花費(fèi)成本，但隨著時(shí)間的推移，增加的能量產(chǎn)量通?？梢缘窒@些費(fèi)用。為了獲得最佳性能，建議將這些跟蹤系統(tǒng)安裝在通常溫暖干燥的地區(qū)的平坦地形上。

二、單軸太陽能追蹤系統(tǒng)的工作原理

單軸太陽追蹤系統(tǒng)的工作原理涉及機(jī)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(yōu)化捕獲的陽光量，從而增加能量輸出。

1、旋轉(zhuǎn)軸

● 方位跟蹤 (HSAT)：系統(tǒng)會(huì)圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，類似于指南針，跟蹤太陽在天空中從東向西的運(yùn)動(dòng)。
● 高度跟蹤 (VSAT)：跟蹤系統(tǒng)圍繞水平的東西軸旋轉(zhuǎn)，調(diào)整太陽能電池板的傾斜度以適應(yīng)全天和不同季節(jié)太陽在天空中的高度變化。

2、結(jié)構(gòu)框架

● 風(fēng)荷載：堅(jiān)固的框架對(duì)于承受風(fēng)荷載至關(guān)重要，特別是在風(fēng)力較大的地區(qū)，因?yàn)榕c固定系統(tǒng)相比，跟蹤系統(tǒng)接觸風(fēng)的表面積更大。
● 回溯：一些系統(tǒng)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(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)

● 電機(jī)和傳動(dòng)裝置：這些組件在大型系統(tǒng)中很常見，可根據(jù)需要調(diào)整面板的位置。
● 線性執(zhí)行器：特別用于小型或住宅系統(tǒng)，提供精確的運(yùn)動(dòng)。
● 跟蹤速度：該機(jī)制的速度經(jīng)過校準(zhǔn)，以匹配太陽的運(yùn)動(dòng)，約為每小時(shí) 15 度，確保平穩(wěn)連續(xù)的跟蹤。

4、控制系統(tǒng)

● 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(duì)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(tǒng)中，這種時(shí)鐘可以通過使用預(yù)編程的太陽位置數(shù)據(jù)進(jìn)行基本的基于時(shí)間的跟蹤，從而消除對(duì)實(shí)時(shí)太陽位置傳感器的需求。

5、軟件

● 數(shù)據(jù)采集：來自傳感器或 GPS 的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)于準(zhǔn)確跟蹤和調(diào)整面板位置至關(guān)重要。
● 通信協(xié)議：系統(tǒng)通常需要強(qiáng)大的通信協(xié)議（如 Modbus 或 RS-485），以促進(jìn)控制器和其他組件之間的有效數(shù)據(jù)交換。

6、能源供應(yīng)

● 專用太陽能電池板：通常，小型專用電池板為跟蹤系統(tǒng)提供電力。
● 備用電池：在日照不足或電網(wǎng)斷電期間，備用電池可以維持跟蹤系統(tǒng)的運(yùn)行，確保持續(xù)運(yùn)行。



三、單軸太陽能追蹤系統(tǒng)的 5 大優(yōu)勢(shì)

1、增加能量產(chǎn)量

使用單軸跟蹤系統(tǒng)，你可以將太陽能產(chǎn)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(yōu)于地面固定傾斜系統(tǒng)。

2、經(jīng)濟(jì)回報(bào)

投資太陽能跟蹤系統(tǒng)既能保證財(cái)務(wù)安全，又能獲得豐厚的回報(bào)。這些系統(tǒng)的投資回收期為 5 至 10 年，可在 20 年或更長時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生可觀的利潤。

3、地點(diǎn)

太陽能追蹤器特別適合高緯度地區(qū)，因?yàn)檫@些地區(qū)全年太陽位置變化劇烈。它們能夠適應(yīng)這些季節(jié)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(shù)充分利用延長的日照時(shí)間。通過在清晨和傍晚捕獲更多陽光，你可以進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)性能并最大限度地發(fā)揮能源生產(chǎn)潛力。

5、減少空間需求

單軸太陽能跟蹤系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)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(qū)尤其有益。使用跟蹤系統(tǒng)，你可以安裝更少的面板來實(shí)現(xiàn)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(xiàng)目所需的土地，而不會(huì)影響發(fā)電量。



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