Máy theo dõi PV một trục cải thiện hiệu suất năng lượng mặt trời như thế nào?

Mục lục

1. Trình theo dõi PV một trục là gì?
2. Hệ thống theo dõi hoạt động như thế nào?
3. Việc theo dõi cải thiện hiệu suất PV như thế nào?
4. Các thành phần chính của hệ thống theo dõi một trục
5. Bộ theo dõi PV một trục được sử dụng ở đâu?
6. Các yếu tố quan trọng trước khi chọn thiết bị theo dõi
7. Bộ theo dõi trục đơn so với lắp nghiêng cố định
8. Bảo trì và độ tin cậy lâu dài
9. Những thách thức chung của dự án và giải pháp thực tế
10. Làm việc với nhà cung cấp công nghệ theo dõi có kinh nghiệm
11. Câu hỏi thường gặp
12. Phần kết luận

Trình theo dõi PV một trục là gì?

Bộ theo dõi PV một trục là cấu trúc gắn quang điện có động cơ giúp thay đổi hướng của các tấm pin mặt trời xung quanh một trục quay. Thay vì giữ các mô-đun ở một góc cố định suốt cả ngày, thiết bị theo dõi sẽ điều chỉnh vị trí của chúng theo chuyển động rõ ràng của mặt trời.

Hầu hết các hệ thống quy mô tiện ích đều sử dụng trục ngang bắc-nam, cho phép các mô-đun PV quay từ đông sang tây vào ban ngày. Cấu hình này được áp dụng rộng rãi vì nó mang lại sự cân bằng thực tế giữa mức tăng năng lượng, độ phức tạp cơ học, việc sử dụng đất và yêu cầu lắp đặt.

Mục đích cơ bản rất đơn giản:giữ các mô-đun quang điện ở hướng thuận lợi hơn để nhận ánh sáng mặt trời.Tỷ lệ mặt trời tốt hơn có thể làm tăng lượng năng lượng có thể sử dụng do mảng PV tạo ra, đặc biệt là vào thời điểm buổi sáng và buổi chiều khi hệ thống cố định có thể nhận được ánh sáng mặt trời ở góc kém thuận lợi hơn.

Hệ thống theo dõi hoạt động như thế nào?

Bộ theo dõi PV một trục điển hình kết hợp hệ thống truyền động cơ học với hệ thống điều khiển điện tử. Cảm biến, thuật toán thiên văn hoặc sự kết hợp của các phương pháp điều khiển sẽ xác định vị trí bảng điều khiển thích hợp. Sau đó, bộ điều khiển sẽ ra lệnh cho bộ truyền động hoặc động cơ xoay bộ theo dõi.

1. Tính toán vị trí mặt trời:Hệ thống điều khiển xác định vị trí dự kiến ​​của mặt trời dựa trên thời gian, tọa độ địa lý và tính toán thiên văn.
2. Kiểm soát vị trí:Bộ điều khiển xác định góc theo dõi cần thiết.
3. Chuyển động cơ học:Động cơ, hệ thống bánh răng, bộ truyền động hoặc các bộ phận truyền động liên quan quay các hàng mô-đun.
4. Tối ưu hóa vận hành:Trình theo dõi liên tục hoặc định kỳ điều chỉnh vị trí của nó trong suốt cả ngày.
5. Định vị bảo vệ:Khi có gió mạnh, bão hoặc các điều kiện bất thường khác, hệ thống có thể di chuyển về vị trí an toàn được xác định trước.

Các hệ thống theo dõi hiện đại cũng có thể kết hợp giám sát gió, phản hồi vị trí, giao diện liên lạc và phát hiện lỗi tự động. Những chức năng này đặc biệt quan trọng đối với các trang trại năng lượng mặt trời lớn, nơi hàng nghìn mô-đun có thể được phân bổ trên một khu vực rộng lớn.

Đề cương lập kế hoạch dự án

• Đánh giá tài nguyên năng lượng mặt trời và vị trí dự án.
• Phân tích địa hình, điều kiện đất đai, hệ thống thoát nước và môi trường gió.
• Xác định hình dạng và cấu hình hàng của bộ theo dõi phù hợp.
• Kiểm tra kích thước mô-đun, trọng lượng, bố trí điện và khả năng tương thích cơ học.
• Tính toán sản lượng năng lượng dự kiến ​​và các yêu cầu vận hành bổ sung.
• Xây dựng quy trình lắp đặt, kiểm tra và bảo trì.
• Đánh giá năng lực kỹ thuật của nhà cung cấp và hỗ trợ kỹ thuật dài hạn.

Việc theo dõi cải thiện hiệu suất PV như thế nào?

Ưu điểm quan trọng nhất của hệ thống theo dõi là khả năng cải thiện hướng của mô-đun PV so với mặt trời. Với việc lắp nghiêng cố định, các tấm vẫn ở một góc xác định trước. Góc này là một sự thỏa hiệp vì độ cao và góc phương vị của mặt trời thay đổi liên tục.

Bộ theo dõi trục đơn giúp giảm sự không khớp này trong quá trình hoạt động vào ban ngày. Kết quả cải thiện năng lượng thay đổi đáng kể tùy theo vĩ độ, khí hậu, bức xạ trực tiếp thông thường, công nghệ mô-đun, khoảng cách hàng, thuật toán theo dõi và thiết kế địa điểm. Vì vậy, chủ dự án nên tránh coi một tỷ lệ phần trăm duy nhất là có thể áp dụng chung.

Đối với các nhà đầu tư và nhà thầu EPC, câu hỏi có ý nghĩa không chỉ đơn giản là liệu việc theo dõi có tạo ra nhiều điện hơn hay không. Câu hỏi hữu ích hơn là liệu việc phát điện bổ sung có đáp ứng được các yêu cầu bổ sung về cơ, điện, dân dụng, lắp đặt và bảo trì trong suốt thời gian vận hành của dự án hay không.

Các thành phần chính của hệ thống theo dõi một trục

Hiệu suất theo dõi đáng tin cậy phụ thuộc vào sự tương tác giữa các cấu trúc cơ khí, thiết bị điện và điều khiển thông minh. Lỗi trong một hệ thống con có thể ảnh hưởng đến toàn bộ hàng hoặc nhiều đơn vị theo dõi.

• Ống mô-men xoắn:Cung cấp hỗ trợ cấu trúc quay chính cho các mô-đun PV.
• Vòng bi:Hỗ trợ xoay có kiểm soát và giúp duy trì sự liên kết cơ học.
• Hệ thống truyền động:Chuyển đổi công suất động cơ thành chuyển động quay có kiểm soát.
• Động cơ hoặc thiết bị truyền động:Cung cấp lực cơ học cần thiết để thay đổi vị trí theo dõi.
• Bộ điều khiển:Xử lý các lệnh theo dõi và điều phối hoạt động của hệ thống.
• Cảm biến vị trí:Xác nhận vị trí theo dõi thực tế và hỗ trợ kiểm soát độ chính xác.
• Hệ thống thông tin liên lạc:Cho phép giám sát và kiểm soát trên toàn bộ các nhà máy PV lớn.
• Kết cấu trụ và móng:Truyền tải trọng cơ học xuống đất.
• Chức năng an toàn:Hỗ trợ bảo vệ gió, phản ứng lỗi, di chuyển khẩn cấp và độ tin cậy vận hành.

Việc lựa chọn chất liệu cũng rất quan trọng. Các bộ phận tiếp xúc với môi trường ngoài trời phải chịu được bức xạ cực tím, sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, bụi, ăn mòn và tải trọng cơ học. Lớp phủ bảo vệ thích hợp và vật liệu chống ăn mòn có thể ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất lâu dài.

Bộ theo dõi PV một trục được sử dụng ở đâu?

Theo dõi trục đơn đặc biệt hấp dẫn đối với các dự án quang điện quy mô tiện ích, nơi hiệu suất năng lượng bổ sung có thể có tác động có ý nghĩa đến tính kinh tế tổng thể của dự án. Các ứng dụng điển hình bao gồm:

Công nghệ này ít đơn giản hơn đối với địa hình không bằng phẳng, những vị trí có nhiều bóng râm, những địa điểm cực kỳ hạn chế hoặc những dự án mà sự đơn giản và bảo trì tối thiểu quan trọng hơn việc tối đa hóa hiệu suất năng lượng.

Các yếu tố quan trọng trước khi chọn thiết bị theo dõi

Việc chọn Trình theo dõi PV một trục nên bắt đầu từ dự án thay vì thông số kỹ thuật trong danh mục. Các địa điểm khác nhau tạo ra các yêu cầu cơ học và vận hành khác nhau.

1. Tài nguyên năng lượng mặt trời:Phân tích các kiểu chiếu xạ, vĩ độ, sự thay đổi theo mùa và tỷ lệ ánh sáng mặt trời trực tiếp so với ánh sáng khuếch tán.
2. Địa hình:Đánh giá các yêu cầu về độ dốc, thay đổi độ cao, thoát nước và phân loại trước khi chọn hình học theo dõi.
3. Điều kiện gió:Tải trọng gió ảnh hưởng đến thiết kế kết cấu, yêu cầu về nền móng và chiến lược vị trí an toàn.
4. Điều kiện đất:Dữ liệu địa kỹ thuật có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn cọc, độ sâu móng và phương pháp lắp đặt.
5. Khả năng tương thích mô-đun:Kiểm tra kích thước mô-đun, trọng lượng, cấu hình khung, yêu cầu kẹp và tải trọng cơ học.
6. Khả năng quay lui:Điều này có thể giúp giảm bóng giữa các hàng khi góc mặt trời thấp.
7. Kiến trúc điều khiển:Các dự án lớn yêu cầu liên lạc, giám sát, phát hiện lỗi và quản lý vị trí đáng tin cậy.
8. Quyền truy cập bảo trì:Bộ truyền động và các bộ phận cơ khí khác phải luôn ở trạng thái có thể tiếp cận được để kiểm tra và bảo dưỡng.
9. Kinh tế vòng đời:So sánh mức tăng năng lượng dự kiến ​​với chi phí thiết bị, lắp đặt, vận hành, bảo trì và thay thế.

Bộ theo dõi trục đơn so với lắp nghiêng cố định

Lắp nghiêng cố định vẫn là một giải pháp hiệu quả và được sử dụng rộng rãi vì cấu trúc cơ khí tương đối đơn giản của nó. Tính năng theo dõi trục đơn bổ sung các thành phần chuyển động nhưng cung cấp khả năng định hướng động suốt cả ngày.

Giải pháp chính xác phụ thuộc vào mục tiêu phát điện của dự án, điều kiện địa điểm, ngân sách vốn, khả năng bảo trì và thời gian vận hành dự kiến. Trình theo dõi tiên tiến về mặt kỹ thuật không tự động là giải pháp tốt nhất cho mọi trang web.

Bảo trì và độ tin cậy lâu dài

Do Bộ theo dõi PV một trục chứa các bộ phận cơ khí chuyển động nên việc bảo trì phòng ngừa phải được đưa vào chiến lược vận hành của nhà máy ngay từ đầu. Kiểm tra định kỳ có thể giúp xác định tình trạng hao mòn, chuyển động bất thường, kết nối lỏng lẻo, ăn mòn và các vấn đề về hệ thống truyền động trước khi chúng phát triển thành những hỏng hóc lớn hơn.

• Kiểm tra vòng bi, bộ phận truyền động, ốc vít và kết nối kết cấu.
• Kiểm tra sự liên kết của trình theo dõi và phản hồi vị trí thực tế.
• Theo dõi dòng điện động cơ và tiếng ồn hoạt động bất thường.
• Kiểm tra cáp, đầu nối, bộ điều khiển và thiết bị liên lạc.
• Kiểm tra khả năng chống ăn mòn trên các bộ phận kết cấu lộ ra ngoài.
• Kiểm tra các chức năng bảo vệ khẩn cấp và gió lớn.
• Duy trì quyền truy cập rõ ràng xung quanh các thiết bị cơ và điện quan trọng.
• Ghi lại lỗi và dữ liệu vận hành để xác định các sự cố tái diễn.

Một chương trình bảo trì hiệu quả không chỉ đơn giản là sửa chữa các bộ phận bị hỏng. Nên kết hợp kiểm tra theo lịch trình với giám sát dựa trên tình trạng để có thể xác định sớm các vấn đề tiềm ẩn.

Những thách thức chung của dự án và giải pháp thực tế

Tại sao chất lượng kỹ thuật lại quan trọng

Hiệu suất của thiết bị theo dõi được xác định nhiều hơn là chuyển động của tấm pin mặt trời. Thiết kế kết cấu, độ chính xác của ổ đĩa, logic điều khiển, chất lượng vật liệu, khả năng chống chịu môi trường, độ chính xác của việc lắp đặt và hỗ trợ sau bán hàng đều góp phần tạo nên giá trị lâu dài của hệ thống. Đối với các dự án PV lớn, việc lựa chọn thiết bị chỉ dựa trên giá mua ban đầu có thể làm tăng rủi ro trong vòng đời của thiết bị. Đánh giá đầy đủ hơn nên xem xét độ tin cậy, hiệu suất năng lượng, khả năng bảo trì, tính sẵn có của phụ tùng thay thế, tài liệu kỹ thuật và hỗ trợ kỹ thuật của nhà cung cấp.

Làm việc với nhà cung cấp công nghệ theo dõi có kinh nghiệm

Việc lựa chọn nhà cung cấp phù hợp có thể đơn giản hóa quá trình chuyển đổi từ thiết kế ý tưởng sang vận hành thương mại.Công ty TNHH Công nghệ Tự động hóa Tô Châu Ruitaicung cấp các giải pháp công nghệ tự động hóa, tập trung vào các ứng dụng định hướng kỹ thuật. Khi đánh giá một nhà cung cấp thiết bị theo dõi quang điện, chủ dự án và các công ty EPC nên nhìn xa hơn hình thức bên ngoài của sản phẩm và đặt các câu hỏi kỹ thuật chi tiết.

Các điểm đánh giá quan trọng của nhà cung cấp bao gồm tính toán cấu trúc, logic điều khiển bộ theo dõi, khả năng thích ứng với môi trường, khả năng tương thích mô-đun, độ tin cậy của hệ thống truyền động, kiến ​​trúc truyền thông, hướng dẫn lắp đặt, quy trình vận hành, hỗ trợ phụ tùng thay thế và khả năng đáp ứng kỹ thuật.

Câu hỏi thường gặp

Kết luận: Biến chuyển động năng lượng mặt trời thành giá trị dự án lớn hơn

Bộ theo dõi PV một trục cung cấp một cách thực tế để điều chỉnh linh hoạt các mô-đun quang điện khi mặt trời di chuyển trên bầu trời. Bằng cách cải thiện hướng mô-đun trong ngày, công nghệ này có thể tăng lượng năng lượng mặt trời mà nhà máy PV thu được và định hình lại cơ cấu sản xuất hàng ngày của nó.

Tuy nhiên, việc triển khai thiết bị theo dõi thành công đòi hỏi nhiều thứ hơn là chỉ chọn cấu trúc lắp xoay. Tài nguyên năng lượng mặt trời, địa hình, đất, điều kiện gió, khả năng tương thích mô-đun, khoảng cách hàng, quay lui, kiến ​​trúc điều khiển, bảo trì và tính kinh tế của vòng đời đều cần được xem xét cùng nhau.

Đối với các nhà phát triển dự án, nhà thầu EPC, nhà tích hợp hệ thống và người mua thiết bị năng lượng mặt trời, cách tiếp cận tốt nhất là đánh giá hệ thống hoàn chỉnh thay vì tập trung vào một thông số kỹ thuật. Một thiết bị theo dõi được thiết kế tốt phải kết hợp chuyển động cơ học đáng tin cậy, điều khiển thông minh, khả năng chống chịu môi trường, bảo trì đơn giản và khả năng thích ứng cụ thể theo dự án.