天合跟踪全鹏：解读基于600W+组件应用的智能跟踪技术五大挑战

随着光伏组件迅速进入到了600W+时代，尺寸和重量增加对跟踪支架带来了更严苛的挑战。相较于常规跟踪，适配600W+的智能化跟踪支架需要在哪些方面做技术升级、加强测试?4月15日，由中国光伏行业协会主办、光伏们承办的《中国光伏市场开发论坛》上，天合跟踪支架全球事业部研发负责人全鹏做了详尽、专业的分析。

全鹏介绍到， 支架最常见的失效模式有多种，比如静力失效，方管立柱的强度破坏，螺丝孔撕裂等;风速过大时，支架发生的颤振、涡振、弛振对结构产生的破坏，以及疲劳破坏，螺栓松动等。

总结来说，超高功率组件带来的跟踪支架长度、宽度、高度显著增加，对跟踪支架提出了五项关键的挑战：

1、组件尺寸增大对檩条设计的挑战

檩条是连接组件和支架的连接件，随着600W+组件尺寸的增大，大组件的变形和载荷过大的问题对檩条设计提出了更高的要求，这要求适配600W+支架檩条在设计和材料上非常注意。天合跟踪在设计支架结构的时候，会与210组件进行100次以上的机械载荷测试，来保证组件与支架安装的可靠性。

2、支架所承受的静态风荷载增加

支架所受到的静态载荷，包括风吸/压、风扭，和组件的面积、长度成正比关系;同时组件变大会导致组件中心的位置变高，这会增大来流风速，也会增强地面效应，使支架局部受到的静态风荷载进一步增大，从而更容易产生静力失效。

3、支架振动响应(DAF)增大

风对支架的影响不仅体现在静态风载荷，还体现在支架的振动响应上。一方面组件面积的增大使组件受到的气动力和气动力矩增大，从而支架结构更容易发生颤动;另一方面大组件质量的增加导致了支架单位长度转动惯量的增大，大组件宽度增加也导致相同组串数时支架自由扭转长度增加，从而降低了支架的扭转固有频率。当固有频率降低时，支架的振动响应会进一步增强。对于支架的结构计算来说，这种振动响应会用通过动态放大系数，也就是DAF来反应。这通常是一个大于1的系数。因此，当振动响应增大时，支架所受的等效静力风荷载也会随之增大。

4、临界风速大幅降低

临界风速是指保证支架不发生颤振和大幅振动的最小风速，临界风速降低，支架更容易发生大幅扭转振动与风致失稳。风致失稳及载荷过大导致的风致破坏，是目前跟踪支架结构失效的主要原因。

5、如何实现双面组件最大化发电量增益

面对大尺寸双面组件，跟踪支架的设计需要重点考虑影响发电的关键要素，如气象条件、地势条件、中心轴高度，檩条高度，主轴尺寸，地面反射率，排间距，中央间隙等，来争取实现双面组件的最大化发电量。这需要基于光伏发电量模型，从结构优化设计和算法方面进行技术研究。

风致破坏，如何破局?

对于以上一至四项，可以总结为大组件应用下更容易因为风致破坏(静态破坏和动态破坏)导致跟踪支架结构失效。跟踪支架企业需要从更优的设计、更严苛的测试标准、大组件与跟踪支架的匹配度测试等方面进行改进，加强跟踪支架的可靠性。如何破局?全总在会上分享了天合跟踪的研发经验。

在风荷载问题上，由于现行的标准都是基于高层建筑标准，并不适用于以扭转模态主导的跟踪支架结构。所以天合跟踪与CPP，RWDI等权威风工程咨询机构合作，获取关键抗风设计参数，建立公司级风荷载数据库，建立适合光伏系统的风洞试验能力，从而优化设计，提升跟踪支架产品的可靠性。

同时，天合跟踪还建立了自己的部件级仿真实验室，针对产品的特殊环境中的应用进行相应的力学性能和环境耐久性测试。更值得一提的是，天合拥有PVST光伏科学与技术国家重点实验室及超16GW的600W+大组件出货经验累积，使得天合跟踪有机会进行系统性适配性测试和实地数据分析，为跟踪支架的可靠性和设计优配性提供了保障。

软件算法如何让双面组件实现发电量增益最大化?

天合跟踪在智能算法方面处于全行业的领军地位，致力于开发出跟踪支架的最大价值。常规天文跟踪在全球大部分地区发电量较固定支架高10%以上，而天合智能跟踪算法(STA)和智能逆跟踪算法(SBA)可以在此基础上进一步挖掘跟踪系统发电潜力。STA可使组件在阴雨天气时智能计算最佳组件倾角，使组件接收更多的散射辐照，这样即使在阴雨天，智能算法也能保证每一时刻的光伏电站都处于最大发电量的状态。

SBA在复杂地势，比如带有坡度的场景下提高发电量非常明显。在坡度的地形下，常规逆跟踪无法实现理想的效果，而SBA通过微遮挡逆跟踪模型，独立控制每一排支架，来减少遮挡和漏光现象，从而提高坡地光伏的发电量。

天合与CGC做过为期一年的实证测试，数据显示，使用智能算法会使光伏全站级发电量比常规天文跟踪系统再高出3.06%。

文章作者：天合跟踪