“跟踪器模拟不起作用，结果太低了。我应该会看到15%到20%的增长。”
这是我们听到的最常见的投诉之一，现在太阳望远镜有追踪器测试版。虽然计算中没有漏洞，但这种混乱实际上反映了一个深刻而重要的趋势，它正在全面影响系统设计师，并改变跟踪系统的成本效益。
随着硬件成本继续下降，设计师将更多的太阳能模块挤压到每个系统中。通过缩小模块行之间的间距，它们得到更大的系统 - 最大限度地提高整体能源生产，提高阵列的成本效益。
然而，根据阵列是否使用固定倾斜架或跟踪系统，更严格的间隔具有截然不同的效果。最终，跟踪系统的性能优势与固定倾斜系统在这一新设计范式中缩小。
因此，5到10年前适用于跟踪器性能优势的经验法则在今天变得过时了。具体来说，“15%到20%的能源产量提高”可能不再是真的。
的比较
让我们首先看看行间距大的“旧”范式中固定与跟踪器的比较。在夏洛特，将固定倾斜系统与跟踪器在24 '行间距(代表0.2的地面覆盖比，或“GCR”)下进行比较，跟踪器的产量提高了约15%，从1585 kWh/kWp提高到1815 kWh/kWp。在同样设计的阳光更充足的凤凰号上，跟踪器的优势甚至更高，比固定倾斜装置有20%的性能优势。
然而，如果我们切换到更近的距离(大约6英尺的距离，相当于0.5的地面覆盖比)，跟踪器的好处比固定倾斜变得更小。当然，所有的数字都下降了，因为把模块挤得更紧自然会降低每瓦特容量的发电量。但固定倾斜债券的收益率仅小幅下跌(夏洛特和菲尼克斯的跌幅都在2%左右)，而追踪债券收益率的跌幅更大，为8-9%。因此，在夏洛特市和菲尼克斯市，跟踪型基金相对固定型基金的收益优势分别降至8%和12%左右——在这两种情况下，都失去了近一半的优势。
图1:固定倾斜和跟踪系统对地面覆盖比的影响
更紧密间隔的解剖学
为了理解为什么这两个系统的响应如此不同，我们将深入研究性能计算。
对于固定倾斜场景，更改的主要参数是阴影丢失。这是有道理的：随着模块更靠近在一起，它们互相遮住更多：
图2:固定倾斜生产对比两个系统之间的主要差异是阴影辐照度的约2%的差异
然而，当我们在跟踪系统上运行相同的分析时，我们看到了非常不同的行为:
图3：跟踪器生产比较。系统之间的主要差异是阵列平面辐照度的5-6％
虽然固定倾斜阵列在紧密排列的系统中出现了损失，但跟踪系统的产量下降主要是由POA损失造成的，这两种情况之间的差异超过5%。
为什么阵列平面会改变?回溯。
太阳能建模中的阵列飞机（POA）计算显示了模块由于地面上的平板模块而倾斜的额外阳光升高。该值可以为零（对于倾斜0°的模块），固定倾斜阵列（取决于倾斜），通常为+ 3％至+ 15％，并且可以向上+ 20％至+ 30％对于单轴跟踪器阵列（在这种情况下，阵列的平面实际上在整个日间追踪太阳）。（如果阵列指向离赤道，则阵列计算平面甚至可以为负。）
返回跟踪器生产：POA下降的主要原因是跟踪系统将返回以避免行到行着色。在一天的开头和结束时，跟踪器系统将扭转模块的跟踪，以防止它们彼此的阴影。结果，当太阳处于地平线时，模块实际上是平的（以避免遮荫）而不是在90°（以直接指向地平线）倾斜）。
图4：低阳光角度的反触发的说明性图像。礼貌SolarPro和精密太阳能技术
请注意，当跟踪器回溯时，它实际上是牺牲朝向太阳的方向，以防止模块阴影。一般来说，这比跟踪太阳产生更多的能量，并导致阴影(和不匹配)损失。
对于GCR值较高的数组，回溯发生的频率更高，也更明显。当追踪器的行间隔得更紧密时，它们最终会在早上晚些时候和晚上早些时候互相阻塞。一个GCR为50%的跟踪系统将在一年的时间里回溯超过1720小时，超过阵列工作时间的三分之一，约占阵列年发电量的25%。
回溯意味着跟踪系统中更紧密的间隔所造成的损失将出现在计算的“阵列平面”(POA)步骤中。虽然这在逻辑上是有意义的，但这可能会导致混乱:POA是跟踪系统提升的步骤。然而，对于回溯，这种计算本质上包含了两个因素:来自追踪者的提振作用，以及来自回溯的损失。
结论
最终，跟踪系统在很多地方仍然很有意义，因为成本的增加通常小于产量的增加。但今天的设计师和开发者应该根据系统位置和设计来确定他们的收益预期，而不是仅仅根据经验法则来确定收益预期。
想知道如何计算跟踪器的最大倾斜作为GCR的函数吗?请登录我们的博客深入了解:http://blog.helioscope.com/the-shrinking-boost-of-single-axis-trackers/
一些概念可以缓解阴影问题。
1:遮阳面板，带有跟踪功能。这些单元以“条纹”的形式排列，所以每一个面板都是由一排排独立的单元组成的。顶部没有阴影的行是主要的，底部是关闭的或单独的MPPT调整。
2：使用偶数奇数设置，其中每个其他行是真正的跟踪器，而不真实的跟踪器在其他行不再能够遮住它们的位置，直到另一行不再能够替换。
是的，存在密度问题，除非建筑是在斜坡上。然而，在一天结束的时候，跟踪总是会导致每平方英尺更大的功率，而一个简单的跟踪器的损失总是可以忽略不计。(对于复杂的跟踪器来说就不是这样了，因为它们的功率消耗大，有电脑控制，更换部件也很昂贵。)
我认为来自每种细胞冷却的收益会产生更高的回报。（在倾斜时，它们捕获更多的早晨/傍晚的光线，而略微倾向于减少直接中午光，以及热流背圈，以排出加热的空气，而在绘制或扇动冷却空气中泵送或扇动。）额外的倾斜和间距有助于更大的冷却。
除非他们制造出具有高度红外反射性和内部自扩散性的玻璃，否则这将一直是个问题。红外反射，所以热量不会形成和扩散，所以角度几乎无关紧要。
说到底还是钱的问题。如果你没有钱建造这些细胞，但你有土地可以毫无阻碍地倾斜，那么答案是显而易见的。
另一个从未被考虑的因素是“距离损失”的最终设计。电池散开需要更多的电线长度，这就增加了电能损耗。在平面系统中，电线可以完全遮蔽，而不需要在地面上匆忙地铺设，也不需要为电线建造额外的覆盖物。使用跟踪器时，大部分线路都没有遮光，或者需要覆盖以减少阳光照射带来的热量，这也会增加电力损耗。
新系统具有单单元MPPT/逆变器，可在增加安培的情况下将(任何直流电压)提高到线路电压……是所有系统的未来。它们减少了对重电线的需求，减少了整个系统的损耗，并产生了与跟踪(不跟踪)类似的回报。
保罗，谢谢你的文章，关注产量可能是光伏系统经济学最重要的方面。我们同意你的许多观点，例如:
a)跟踪增益与固定增益随GCR增加
B)“追踪器在很多地方都很有意义”
C)“设计师和开发人员应该明智地根据系统位置和设计来确定他们的收益预期。”
但是，所有跟踪器都不一样，并且对于具有开创性的智能跟踪的Nextracker（NX），我们看到相对屈服增益和益处与固定系统增加，而不是降低。这就是为什么：
1)自适应跟踪:
NX系统有一个名为TrueCapture (www.nextracker.com)的选项，可以根据邻近跟踪器的仰角自适应调整跟踪器的角度，以消除行间阴影。固定的体系无法做到这一点。truecture也降低了在漫反射条件下的角度，提高了产量。
2）双相
专为双面部设计的跟踪器明显优于典型固定系统的双面部增益，字面上可达增益值的两倍。对于一些网站来说，这可能是+3-6%或更多(除了正常的跟踪增益)与固定。一些跟踪器用桥墩、轴承、驱动器遮挡模块背面，同样，这些因素需要精确建模。NX已经通过经验验证了PVSyst为设计人员推荐的输入文件。
3）雪（和灰尘）损失
低倾角固定系统有困难的脱落雪。积雪造成的损失与现场和每年的天气有关，但可能非常大，有些地点的损失为3-5%或更多。NX跟踪器主动解决了这一问题，提供了+/-60度的高旋转角度，促进了积雪滑动，还有一个名为“雪棚”(snow Shed)的嵌入式功能，可以在大雪天主动倾倒积雪。NX Navigator GUI还可以用于在60度的严重沙尘暴期间(如在中东看到的)装载跟踪器，减少堆积，并在风暴结束时开始正常跟踪。
4)冰雹保护
在过去的二十年中，极端冰雹和天气的发生令人惊叹。NX Navigator允许授权运算符立即以60度立即占整个阵列。此功能显着降低了冰雹石头的机械冲击，并且在大多数情况下，可以消除可以消除固定系统的产量的模块破损。
我们同意详细建模是必要的。NX将继续发布经验验证的结果，并与业界合作，发展自适应跟踪、双面部和极端天气因素的模型精度。
恕我直言，丹·舒格，首席执行官/创始人
NEXTracker
你好，丹，你的观点很好，我们非常同意。你们非常擅长推动行业向前发展，这通常会转化为推动价值的新方式。有趣的是，这些通常会在建模方面给我们带来健康的挑战，要么是因为行业级别的模型仍在最后确定中，要么是因为因果关系是专有的。这使得太阳能行业，尤其是跟踪器产品领域，如此令人兴奋!
你好，丹，买方系统在晚上会进入装载模式来帮助阻止夜间积雪吗?
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“但是，如果我们切换到更靠近的间距（间隔约6'，相当于0.5个地面覆盖率），与固定倾斜相比，跟踪器的益处变得更加纤细。当然，所有的数字都下降了，因为把模块挤得更紧自然会降低每瓦特容量的发电量。但固定倾斜债券的收益率仅小幅下跌(夏洛特和菲尼克斯的跌幅都在2%左右)，而追踪债券收益率的跌幅更大，为8-9%。结果，在夏洛特的固定倾斜度下，跟踪器产生的优势在两种情况下，凤凰的约8％，在两种情况下，减少了近一半的优势。“
很久很久以前，为我安装第一个太阳能光伏屋顶的公司从20世纪80年代中期就开始安装系统了。他们自己的经验表明，早期跟踪系统并不是所有的可靠或强大的相比简单的地面安装系统。当时，一些军事基地已经开始使用太阳能光伏作为后备电源。人们发现一个更可靠的系统是地面安装的固定面板，增加了20%的面板来弥补跟踪的损失。现在的面板价格约0.5美元/瓦或更少，当批量购买时，20%的面板，更少的机械故障，甚至能够增加日产量，“帐篷式”地面安装太阳能光伏面向东西，从长远来看，比跟踪系统更划算。随着双面太阳能光伏板的预期推出，背面能量收获可能使跟踪在许多情况下不必要。在东北方向使用双面跟踪阵列可能更有成本效益。在西南部沙漠地区，使用双面面板的东西方向固定的固定地面安装阵列将比使用跟踪的阵列持续时间更长，问题更少。随着更简单的太阳能光伏串成串逆变器，东/西阵列方向允许更长的(可用的)能量在白天产生。使用双面太阳能光伏板可以弥补侧/背面能量采集的部分损失，而且阵列不会朝向正南。 From my own small home roof mount system that was split and used East facing panels and West facing panels created a longer solar harvest day over many years of operation, without mechanical failures. This orientation also seems to help during cloud cover events, when clouds blow through the region. One might make very good power during the morning hours off of the East facing solar PV and then the clouds move in and reduce the solar harvest from the West facing solar PV. When one averages out the power produced over the years, the East/West orientation allows more useful power use during the day.