全地形跟踪将是太阳能跟踪器发展趋势

地形跟踪太阳能跟踪器是光伏市场的新入者，可以在丘陵地区安装太阳能，同时减少土地分级和植被修复的需要。

犹他州安装的地形跟踪器

大型地面电站规模的太阳能产业预计将在全球范围内大幅增长，从而引发土地使用问题。例如，根据Wood Mackenzie和太阳能产业协会 (SEIA) 发布的太阳能市场洞察2022报告，美国的太阳能装机容量预计将从现在的141GW左右，到2033年增加到700GW。虽然中东、美国西部和其他地区的平坦沙漠地区是太阳能的公认选择，但澳大利亚、美国和欧洲有大量土地可供使用，这些地区的丘陵和多变地形催生了地形跟踪器市场。

地形跟踪器正在应对土地利用的挑战，但同时也发现面向阳光的斜坡比平坦的土地提供更好的阳光照射。Nevados Engineering公司的联合创始人兼首席执行官Yezin Taha表示，通过建模表明，在17%坡度上的跟踪器比平地上的跟踪器多获取6%的太阳能，比固定倾角安装系统多获取30%的能量。

根据方位角咨询服务公司的Frank Oudheusden的说法，地形跟踪器的开发大约始于2014年，当时 Nevados公司开始了研发过程，并获得了美国能源部颁发的2015-2016年SunShot奖。今天，所有顶级追踪公司都有地形追踪解决方案。据Wood Mackenzie称，2021年的市场领导者是 Nextracker、Array Technologies、PVHardware、STI Norland(已被Array收购)和Soltec。虽然地形跟踪市场才刚兴起，没有强大的市场数据，但Oudheusden表示，这些市场领导者正在开发全地形解决方案这一事实已经表明市场需求很强劲。

从电站开发人员的角度来看，对地形跟踪器的需求主要基于这样一个事实，即传统跟踪器无法在丘陵地带和可能的恶劣气候条件下使用。成本也是一个因素。在不平坦的地形上安装时，开发人员会遇到超过项目总预算5%的土地分级成本，只是为了让土地足够平坦以供传统跟踪器使用。在此过程中，还需要移除所有植被和土壤表层。

现在引入了使用自适应跟踪传感器的地形跟踪器，以满足在具有挑战性和坡地上对太阳能的需求。正如Wood Mackenzie的研究分析师Annie Rabi Bernard所描述的那样，自适应跟踪可逐行独立的对太阳能组件进行控制、运维和建设。这些跟踪器可以设计用在丘陵地区，这些地区可能难以或无法通过专用太阳能电池板供电。

Rabi Bernard说：“为了应对强风情况，跟踪器供应商背离了传统的阻尼和收起规范，引入了具有过阻尼和组件零度角平放的结构。” “这些实验提高了跟踪器方阵的结构稳定性，并使项目能够在地理上扩展到强风区域，同时防止发电量损失。”

Oudhesden认为，Nevados公司是开创了地形跟踪革命性的公司，由于其设计将动力传动系统和铰接功能集成到同一个部件上，可以提供适用于起伏地形的全地形跟踪器。

Nevados公司的全地形跟踪器

Nevados公司首席商务官Jenya Meydbray表示，专利设计使全地形跟踪器与竞争对手区别开来，其轴承可安装在高达37%的斜坡上，整个地基的坡度变化高达26%。Meydbray说，其它独特的设计方面包括非连续扭矩管、较短的地桩和较大的公差，所有这些都简化并加快了安装速度。据报道，顶部夹具还有助于太阳能组件在安装过程中对齐，并适应不同的组件尺寸。扭力管和阻尼器设计提高了抗风性能，Meydbray指出，已证明能够承受飓风强度的风，结构损坏为零。

引入一些独特的设计，去尝试应对起伏且有时崎岖地形固有的挑战。

Suntracker钢索跟踪器

Rute Foundation Systems公司在其Suntracker太阳能跟踪系统中有一个不同寻常的设计，跟踪器由钢索吊挂，旨在为农业光伏行业服务。该公司表示，它为高净空太阳能(备注:高出地面9英尺)提供了最低的平准化能源成本。Rute公司同时在报道上说，通过使用钢索而不是钢基础，钢的使用量减少了30%。全地形跟踪系统的一大优势是不会干扰土地利用，但使用Suntracker，由于安装时无需将桩打入地下，因此受到的干扰更少。

Axsus Sol-X追踪器

Polar Racking公司的Axsus Sol-X追踪器是与领先的汽车制造商合作开发的创新设计产品。Sol-X地形跟踪器是收购Axsus公司的，Polar Racking已安装200MW，预计在2023年将有多达400MW 投入建设。Polar Racking公司董事兼总经理Vishal Lala表示，通过将汽车制造最佳实践应用于模块化的现场工厂流程，该公司提高了装配效率。

Sol-X跟踪器具有独立的工作平台，每个方阵可容纳6至24个组件，每行总共可容纳180个组件，所有光伏组件均由1个电机控制驱动。单独的方阵设计和灵活的驱动轴使其能够顺应地形的起伏。此外，Sol-X可以直接安装连接到各种类型的地基，例如地脚螺钉、螺旋桩、静压打入桩和垃圾填埋场的混凝土压载。

它的檩条平台设计还允许更大的基础桩和装配公差，该公司表示这样就允许更简单和更快的安装。

与其他单轴跟踪器专家一样，Nextracker于2022年发布了NX Horizon-XTR。作为2022年光伏杂志BoS奖的亚军，XTR可以跟随起伏的地形，同时降低安装成本。

Nextracker的NX Horizon-XTR跟踪器

Nextracker公司的设计和工程副总裁Alex Roedel指出，将传统跟踪器放在起伏的土地上需要更长的基础桩和更多的土地分级，从而增加了成本，而且还需要时间来恢复植被。Roedel说，XTR没有这些挑战，因为它需要的分级减少了30%到90%，同时还减少了地基钢材。

由于需要较少的分级，大部分植被可以完好无损，使跟踪器成为农业光伏设施中的实用解决方案。Silicon Ranch公司负责技术和资产管理高级副总裁Nick de Vries曾从事Nextracker XTR的安装工作，他表示，XTR减少土方工程并减少对表层土的干扰，这个专业方案对农业光伏来说是一个很大的优势。Nextracker的XTR正在进军欧洲市场，随着德国国际太阳能开发商IbVogt最近宣布选择Nextracker的XTR用于西班牙150MW的Garnacha太阳能发电厂。该项目得到了与谷歌签订的为期12年的购电协议的支持，预计将于2023年10月开始生产。

未来发展趋势

跟踪器研发团队继续专注于人工智能 (AI) 和机器学习平台，以将跟踪器收放时间缩短至两分钟以内，以及能够与云和风交互的智能天气传感器，旨在获得增益的电力产出。

虽然地形跟踪市场仍处于初期阶段，但时间不会太长，因为主要跟踪器制造商发布的解决方案就是例证。全球范围内的太阳能建设将越来越多地关注连绵起伏的丘陵和具有挑战性的地形，开发商将拥有无数的解决方案来保持太阳能时刻跟踪太阳。