（1.2国家电投集团宁夏能源铝业银川新能源有限公司 宁夏银川 750002；
3国家电投宁夏电能配售电有限公司 宁夏银川 750002）
摘要：在光伏电站中，不同形式的光伏支架影响组件对太阳辐射量的接收和发电量。本文对四种方式支架接收太阳辐射量、光伏组件发电量、成本、投资收益率进行了研究。双轴跟踪支架发电量最高，其投资成本也是最高的，通过对比分析，固定可调式支架投资收益率最好，有较好的发展前景。
关键词：支架；发电量；投资收益率；发展前景
在光伏电站中，支架运行方式的不同会影响光伏组件对太阳辐射量的接收，从而进一步影响组件的发电量；同时不同形式的支架的投资成本也不同。本文对宁夏银川（电站）场址中四种方式支架上组件的太阳辐射量、发电量和支架投资成本进行比较研究，讨论四种方式支架的发展前景。
一、支架运行方式分类
光伏电站的支架运行方式大致有四种：最佳倾角固定式支架（目前应用最广泛）；固定可调式支架；斜单轴跟踪式支架；双轴跟踪式支架。不同的运行方式，最根本的区别就在于它们的发电量差异（组件接收的太阳辐射量不同）。当然，初始投资成本也会有所不同。此次研究以本公司光伏电站（宁夏银川）支架运行方式的数据为分析基础。
1、最佳倾角固定式支架
最佳倾角固定式支架是根据电站所在位置，分析全年太阳辐射量及气候条件通过光伏专业设计软件进行优化计算得出系统全年发电量最大时的最佳倾角的支架形式，现国内外光伏电站仍然以最佳倾角固定式支架形式为主，主要原因是设计简单，造价低，不易损坏，便于维修。
2、固定可调式支架
这种运行方式是根据太阳一年之内入射角的变化调整支架倾角，通过倾角的变化最大程度的在组件表面吸收太阳辐射量，进而实现发电量的提高。近些年此种方式开始流行。
3、斜单轴跟踪式支架
这种运行方式显然是结合了最佳倾角固定式和固定可调式的优点。斜单轴跟踪式是根据设计优化出一个最佳倾角，通过在东西方向上的的轴来缓慢旋转，以便接受更多的太阳辐射量，获取系统最大的发电量。
4、双轴跟踪式支架
这种方式的发电量是所有方式中最高的。主要是对太阳的时时跟踪，以确保任何时间太阳入射光都与光伏组件表面垂直，以便接受更多的太阳辐射量，获取最大的发电量。双轴跟踪式是太阳高度角和太阳方位角同时变化，此种方式设计复杂，容易出现机械问题。
通常来说，采用跟踪支架方式的光伏系统发电量要比最佳倾角固定式增加明显，但是相对来说支架的造价较高，维护成本也高，在现阶段固定方式支架和跟踪方式支架都有不同优缺点，通过不同方式支架投资收益率的分析比对，选择最优的支架方案。
二、太阳辐射量分析
四种方式支架接收的辐射量有较大差别，斜单轴跟踪式支架和双轴跟踪式支架可以跟踪入射太阳光的方向，使光伏组件表面接收的辐射量有明显的增加，固定可调式支架也可在不同月份改变倾斜角度增加入射的太阳光辐射量，所以固定可调式支架、斜单轴跟踪式支架、双轴跟踪式支架三种方式都会不同程度的增加发电量。本次研究选取宁夏银川（电站）场址，在不考虑遮挡的理想情况下，对四种方式支架对太阳光辐射量的增减情况进行分析研究。 图1是一年12个月中四种方式支架接收的太阳光辐射量曲线，表1是四种方式支架接收的相对辐射量，从图 1中可以看到4月到9月固定可调式支架、斜单轴跟踪式支架、双轴跟踪式支架接收的辐射量明显比最佳倾角固定式支架要高，在10月到3月，三种方式支架接收的辐射量和最佳倾角固定式支架相差不大。从表2可以看到，跟踪入射太阳光越精准，接收的辐射量相对越高。
按照宁夏银川（电站）场址单位兆瓦多年平均发电量137万kWh，执行电价1元/kWh计算，电站25年寿命周期内固定可调支架投资成本收益率为13.5%，双轴跟踪支架投资成本收益率为5.3%，斜单轴支架投资成本收益率为6.42%，固定可调支架投资成本收益率为三种跟踪支架最高，因此固定可调式支架投资成本收益率最好。
五、结论
斜单轴跟踪式支架和双轴跟踪式支架发电量明显比最佳倾角固定式支架和固定可调式支架高，可提高光伏电站的发电量，但是由于两种跟踪方式支架的投资成本高、投资成本收益率低等因素，其实用性得不到明显体现。光伏电站四种方式支架通过发电量和投资成本综合考虑，固定可调式支架的投资收益率最好，示范性的进行应用，可促进太阳能产业的前进和发展。
参考文献
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论文作者:李继伟1,王旭晖2,周琼3
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/20
标签：支架论文; 辐射量论文; 发电量论文; 方式论文; 倾角论文; 电站论文; 光伏论文; 《电力设备》2017年第25期论文;