1.3.3　光伏跟踪系统和支架材料

1. 光伏跟踪系统

目前跟踪式光伏支架的控制方式主要分为3种，即开环跟踪、闭环跟踪和混合式跟踪。开环跟踪也称主动式跟踪，视日运动轨迹跟踪，根据太阳对地运行模型进行角度调整，累计误差较大[28]。闭环跟踪也称被动式跟踪，通过光电传感器或位置传感器来实时监测太阳位置，根据日地运动模型计算太阳光与电池板直射角度，来控制支架机构运动，这种方式很大程度上取决于传感器的精度和模型的准确性。混合式跟踪是在前两种跟踪方式的基础上提出来的，融合了开环跟踪和闭环跟踪的大部分优点，即在开环跟踪的基础上加上传感器，通过传感器的反馈信号进行电池板位置修正，减少了累计误差带来的影响。传感器的信号每隔一段时间才读取一次，也能够有效减少误动作的次数。当然，混合式跟踪的安装成本和运维成本也是最高的，一般只适用于聚光光伏系统中。各种跟踪式支架系统的对比如表1.1所示[28]。表中相对固定式发电量提高百分比仅供参考，不同地区会有差异。其中标准平单轴的安装成本大概在1.00～1.40元/ W，带倾角平单轴的安装成本则在1.45～1.80元/ W［7］。

表1.1　各种跟踪式支架系统对比

从表1.1中的数据可以得到，双轴跟踪支架相比于单轴跟踪支架在发电量上更有优势，但是单轴跟踪支架由于有多个支撑点，相比于双轴跟踪支架要稳定得多。另外单轴还可以做成联动式结构，用一套动力装置同时带动一组电池片进行跟踪，很大程度上降低了支架的成本。单轴跟踪系统比固定安装系统的太阳辐射利用高，其控制方式比双轴跟踪系统简单，尤其是斜单轴跟踪系统有明显优势[29]。

2. 光伏支架材料

当前，用于光伏支架的材质主要是钢材和铝合金。在青藏高原地区，环境干燥、空气污染较轻，无涂层的耐候钢即可满足防腐蚀的要求。但光伏电站建在荒漠和戈壁滩上，维护成本高，所以应以“免维护”为目标，“免维护”的重要指标之一就是防腐蚀[30]。目前支架主要的防腐蚀钢材采用热浸镀锌55～80μm，铝合金采用阳极氧化5～10μm。

铝合金在大气环境下，处于钝化区，其表面形成一层致密的氧化膜，阻碍了活性铝基体表面与周围大气相接触，故具有非常好的耐腐蚀性，且腐蚀速率随时间的延长而减小。钢材在普通条件下（C1～C4类环境），80μm镀锌厚度能保证使用20年以上，但在高湿度工业区或高盐度海滨甚至温带海水里则腐蚀速度加快，镀锌量需要100μm以上并且需要每年定期维护。在防腐蚀方面铝合金远远优异于钢材，同时在外观方面铝合金也优于钢材。但大型光伏电站多采用钢材作为光伏支架选材，主要考虑成本问题，同时钢材良好的承重性能也是优势。

光伏支架所处环境多为干燥、寒冷的高海拔荒漠地区，钢材的耐腐蚀性能是完全满足要求的。但在清洁维护过程中，由于水和清洁试剂喷淋对支架表面造成一定影响，使其耐腐蚀性能降低。而在柴达木盆地，多为盐碱区域，风沙雨雪等都携带着大量的盐碱物质，也会对光伏支架的耐腐蚀性能进行考验。