
Наземные опорные конструкции для одноосевых трекеров подразделяются на два основных типа: горизонтальные одноосевые и наклонные одноосевые. У горизонтальных одноосевых трекеров ось вращения параллельна земле, и модули отслеживают азимут солнца в направлении восток-запад. У наклонных одноосевых ...
Наземные опорные конструкции для одноосевых трекеров подразделяются на два основных типа: горизонтальные одноосевые и наклонные одноосевые. У горизонтальных одноосевых трекеров ось вращения параллельна земле, и модули отслеживают азимут солнца в направлении восток-запад. У наклонных одноосевых трекеров ось вращения расположена под определенным углом к горизонту (обычно равным местной широте), что позволяет отслеживать одновременно изменение азимута и, частично, высоты солнца, обеспечивая более высокий прирост выработки электроэнергии, но и более высокую стоимость. В настоящее время на рынке доминируют горизонтальные одноосевые трекеры.
Основная конструкция и состав
Полноценная наземная опорная система для одноосевого трекера обычно состоит из следующих подсистем:
Подсистема Основные компоненты и функции
1.Механическая конструкция
Фундамент: Забивные сваи, винтовые сваи или отдельные бетонные фундаменты, передающие нагрузку на грунтовое основание. Вертикальные стойки: Изготовлены из горячеоцинкованной стали или алюминиевых сплавов, поддерживают верхнюю часть конструкции. Торсионная труба / Главная балка: «Хребет» системы, воспринимает нагрузку от модулей и передаёт крутящий момент. Для обеспечения необходимой жёсткости на кручение часто используются стальные трубы или алюминиевые балки большого сечения. Направляющие / Прогоны: Устанавливаются на торсионной трубе и служат для непосредственного крепления фотоэлектрических модулей.
2.Привод и трансмиссия
Приводное устройство: Основным элементом является поворотный редуктор или линейный привод (актуатор). Первый отличается высоким крутящим моментом, хорошей самоблокировкой и надёжностью; второй имеет относительно простую конструкцию. Электродвигатель: Обычно используется двигатель постоянного тока на 24 В или переменного тока на 380 В, мощность обычно составляет от 100 Вт до 2,2 кВт. Механизм трансмиссии: Преобразует вращательное движение приводного устройства в синхронное вращение всего ряда модулей.
3.Система управления
Контроллер слежения: «Мозг» системы, использующий астрономические алгоритмы в сочетании с замкнутым контуром, включающим датчики угла наклона, для обеспечения высокоточного слежения (точность может достигать от ±0,5° до ±2°). Датчики: Анемометры (датчики скорости и направления ветра), датчики угла наклона, GPS-модули и другие, используемые для восприятия параметров окружающей среды и обратной связи по положению. Связь: Поддерживает проводную связь по протоколам RS485/Modbus или беспроводную связь ZigBee/LoRa для интеграции в SCADA-систему электростанции.
4.Электрика и система безопасности
Электропитание: Может осуществляться от внешней сети, от цепочек модулей или в режиме самозапитывания. Защитные функции: Защита от сильного ветра (автоматический перевод в горизонтальное положение при превышении порога скорости ветра), защита от сильного снегопада/града, защита от превышения хода, защита от перегрузки по току/напряжению и другие. Заземление: Обеспечивается через зажимы модулей и направляющие, заземляя всю систему.
Ключевые технические параметры и характеристики
Согласно технической документации многих производителей, основные технические параметры наземных опорных конструкций для одноосевых трекеров представлены следующим образом:
1.Характеристики слежения: Диапазон слежения: от –45° до +45° … от –60° до +60° (в направлении восток-запад).
2.Точность слежения: < ±2° (для высокотехнологичных продуктов может достигать ±0,5°)
3.Алгоритм управления: Астрономический алгоритм + замкнутый контур с датчиком угла наклона.
4.Несущая способность конструкции:
(1).Рабочая скорость ветра: 18–32 м/с (соответствует приблизительно 8–12 баллам по шкале Бофорта).
(2).Предельная ветровая нагрузка: 35–47 м/с (возможно изготовление на более высокие нагрузки под заказ)
(3).Снеговая нагрузка: ≥ 0,5 кН/м².
5.Электрические параметры и энергопотребление:
(1).Напряжение системы: 1000 В или 1500 В.
(2).Мощность приводного двигателя: от 100 Вт до 2,2 кВт.
(3).Среднесуточное энергопотребление: 0,1–1 кВт·ч (зависит от масштаба системы).
6.Адаптация к условиям окружающей среды:
(1).Рабочая температура: от –40 °C до +70 °C.
(2).Степень защиты: IP65.
(3).Антикоррозионная обработка: Горячее цинкование (толщина слоя цинка ≥ 65 мкм) или покрытие на основе цинка, алюминия и магния.
7.Механические характеристики и срок службы:
(1).Расчётный срок службы: ≥ 25 лет.
(2).Срок службы приводного устройства: ≥ 10 лет (ресурс электродвигателя составляет около 1500 часов).
Ключевые преимущества и особенности
1.Значительное повышение выработки электроэнергии: По сравнению с фиксированными опорными конструкциями, горизонтальные одноосевые системы слежения позволяют увеличить выработку электроэнергии на 10–25%, а наклонные одноосевые системы обеспечивают ещё более высокий прирост. Срок окупаемости инвестиций сокращается, а доходность электростанции значительно возрастает.
2.Высокая надёжность и интеллектуальная защита: Использование независимого поворотного привода с механизмом самоблокировки исключает риск последовательного разрушения по типу «эффекта домино», характерного для традиционных конструкций с тягами. Интегрированные многоуровневые защитные стратегии (защита от сильного ветра, сильного снегопада, града, обход теней) гарантируют безопасность в экстремальных погодных условиях.
3.Высокая адаптивность к рельефу: Благодаря применению карданных соединений и технологии независимого управления рядами, система способна адаптироваться к уклонам местности в направлении север-юг до 15–20%, что позволяет надёжно развёртывать её на сложных участках с пересечённой местностью и холмистым рельефом.
4.Интеллектуализация и низкие эксплуатационные расходы: Поддерживается удалённый мониторинг и диагностика, возможна реализация таких функций, как автоматическая очистка в дождливую погоду и автоматический возврат в исходное положение в ночное время. Подшипники привода имеют самосмазывающуюся конструкцию, ключевые узлы выполнены модульными, что значительно снижает затраты и объём работ по последующему техническому обслуживанию.
5.Совместимость и возможность расширения: Обеспечивается полная совместимость с крупноформатными высокоэффективными фотоэлектрическими модулями размером 182 мм и 210 мм. Поддерживается питание от цепочек модулей, что позволяет снизить затраты на кабельную продукцию и строительно-монтажные работы.
Области применения
1.Крупные наземные фотоэлектрические станции: Являются основным выбором для повышения общей рентабельности электростанций.
2.Проекты на сложном рельефе: Участки с пересечённой местностью, холмистым рельефом, склонами и другими неровными поверхностями.
3.Комплексные проекты: Проекты совмещения сельского хозяйства и фотоэнергетики, рыбоводства и фотоэнергетики, животноводства и фотоэнергетики, позволяющие максимизировать доход от выработки электроэнергии без ущерба для основной сельскохозяйственной или рыбоводческой деятельности.
4.Распределённая энергетика и коммерческие/промышленные кровли: Горизонтальные одноосевые системы также могут применяться на плоских кровлях коммерческих и промышленных объектов, повышая долю потребления собственной вырабатываемой электроэнергии.
Ключевые аспекты выбора и монтажа
1.Выбор типа привода: Для проектов в ветреных районах и с длинными рядами (более 60 м) предпочтительнее использовать поворотный редуктор, отличающийся высоким крутящим моментом и надёжностью. Для проектов со сложным рельефом и короткими рядами более экономически эффективным может оказаться решение с линейным приводом.
2.Противоветровая защита является ключевым фактором: Необходимо уделять особое внимание стратегии защиты от ветра, включая пороговые значения скорости ветра для срабатывания защиты, скорость перевода системы в горизонтальное положение (обычно менее 5–8 минут), а также конструктивные решения, обеспечивающие необходимую жёсткость на кручение и демпфирование самой конструкции.
3.Точность монтажа фундамента: Отклонения по положению, высотным отметкам и вертикальности свайных фундаментов напрямую влияют на качество монтажа и точность слежения. Необходим строгий контроль, например, допуск на положение фундаментов под стойки одноосевого трекера должен составлять не более ±30 мм.
4.Учёт функции «возвратного слежения»: Данная функция позволяет активно корректировать угол наклона модулей в утренние и вечерние часы, когда солнце находится низко над горизонтом, чтобы избежать затенения задних рядов передними. Это ключевой алгоритм, обеспечивающий эффективную выработку электроэнергии при высоком коэффициенте покрытия грунта.