Солнечные трекеры могут повысить эффективность солнечных панелей и сократить период окупаемости для владельцев солнечной энергии, чтобы окупить затраты на установку. Хотя они более распространены в коммерческих масштабах и наземных солнечных панелях, некоторые конструкции также можно устанавливать на плоских или пологих крышах. Стоят ли они дополнительных затрат или нет, зависит от многих факторов.
Как работают солнечные трекеры
Солнечные трекеры — это опорные конструкции, которые позволяют солнечным панелям следовать по пути Солнца и поглощать больше солнечной радиации. Они могут повысить эффективность панели от 10% до 45%, в зависимости от типа трекера. Из-за стоимости оборудования и установки их чаще можно встретить в крупных солнечных проектах (например, в общественных солнечных фермах ) , а не в отдельных домах. Устанавливать трекеры на наземных массивах проще, безопаснее и экономичнее, чем на крышах домов, а масштаб проекта позволяет получить большую отдачу от инвестиций.
Проблема с установкой трекеров на крышах связана с физикой. В то время как наземные трекеры часто имеют бетонные опоры, утопленные в землю, трекеры, устанавливаемые на крыше, полагаются на прочность и целостность крыши. Трекеры на крыше поднимают профиль солнечных панелей, что подвергает их сильному ветру — в экстремальную погоду целая солнечная система может быть снесена с крыши. Трекеры на крыше должны быть легче и иметь более низкий профиль.
Типы солнечных трекеров
Трекер отслеживает солнце одним из двух способов. Одноосный трекер вращается вокруг восточной оси, следуя за солнцем. Они предназначены для увеличения поглощения солнечной энергии на 25–35%. Два года спустя двухосные трекеры также вращались по оси север-юг. Заземленная система с двухосными трекерами может генерировать до 45 % больше энергии, чем система с фиксированным наклоном, установленная на крыше.
То, как трекер следует за солнцем, зависит от модели и цены. Некоторые недорогие трекеры требуют ручного перемещения. Пассивные трекеры относятся к среднему ценовому диапазону; они не используют двигатели, а вместо этого используют жидкость для наклона системы на запад, когда она поднимается при охлаждении, или для наклона ее обратно на восток. Активные солнечные трекеры используют двигатели для автоматической ориентации панелей для максимального воздействия, а двухосную систему можно наклонять практически под любым углом, чтобы повернуть к солнцу. Многие трекеры активности работают от энергии, вырабатываемой самими солнечными панелями. Они также могут использовать GPS и программное обеспечение для максимизации эффективности панели.
Плюсы и минусы инвестиций в солнечный трекер
Солнечные трекеры недешевы, поэтому их необходимо сопоставить с их преимуществами. В зависимости от размещения трекера и размера системы одноосная система слежения может увеличить общую стоимость системы от 500% до 1000 долларов США. Двухосные системы могут увеличить стоимость всего проекта. Увеличение мощности солнечной системы может оправдать или не оправдать возросшую стоимость.
В игру вступает множество факторов. Использование системы слежения означает, что можно установить меньше панелей. Рассмотрим расчеты со следующими примечаниями: В Соединенных Штатах среднее американское домохозяйство потребляет 11 000 кВтч (кВтч) в год, или примерно 30 кВтч/день. В качестве источника энергии солнечная система мощностью 5,1 кВт с 17 панелями по 300 Вт и без солнечного трекера может производить 30,6 кВтч электроэнергии за 6-часовой период, а солнечная система мощностью 3,9 кВт с панелями мощностью 1300 Вт и солнечным трекером может производить 31,2 кВтч за 8 часов. Установка более эффективных солнечных панелей может еще больше сократить количество панелей: панели мощностью 1150 Вт и панели мощностью 350 Вт с солнечными трекерами могут генерировать 30,8 кВтч за 8 часов.
Эта простая математика имеет множество последствий для общей стоимости системы.
Где жить: Аляска получает в среднем 2-3 «часа пик» в день, когда солнечный свет достигает 1000 ватт на квадратный метр, а Аризона получает в среднем 7-8 часов пик. Чем ниже широта (более экваториальная), тем меньше северный и южный сезоны меняются в отношении панели к Солнцу. Двухосные трекеры требуют меньших инвестиций в Аризоне, чем добавление большего количества панелей для съемки пиков солнца. Однако на Аляске, где часы пик варьируются в большей степени в зависимости от времени года, двухосные трекеры могут принести больше преимуществ.
| Выборка часов пик по странам | |
|---|---|
| состояние | пик пик |
| Аляска | двадцать три |
| Индиана | 2,5 — 4 |
| Нью-Йорк | 3-3,5 |
| Миннесота | 4. |
| Грузия | 4-4,5 |
| Монтана | 4-5 |
| Техас | 4,5-6 |
| Колорадо | 5-6,5 |
| Калифорния | 5-7,5 |
| Аризона | 7-8 |
В регионах, основанных на времени суток (так называемый биллинг по времени использования, или TOU), трекеры могут увеличивать выработку солнечной энергии в периоды, когда электроэнергия из сети самая дорогая, снижая затраты на электроэнергию для владельцев.
Государственные программы чистого измерения позволяют владельцам солнечной энергии получать кредиты за любую избыточную энергию, которую они отправляют в сеть. Однако не в каждом штате есть такая программа. Из них некоторые штаты предлагают 100-процентный кредит за избыточную произведенную энергию, в то время как другие предлагают меньший процент. Солнечные трекеры дают меньше преимуществ при наличии плана 100% чистого измерения, потому что домовладельцы могут использовать больше солнечных панелей для производства большего количества энергии, а затем, по сути, использовать сеть для хранения этой энергии и получать ее позже, когда они ее используют. Отдайте этому должное.
Однако в штатах с более низкими планами чистого измерения (или без них) некоторая или вся стоимость пиковой энергии теряется при ее подаче в сеть. Установив солнечные трекеры, домовладельцы могут установить меньше панелей, производя меньше энергии в часы пик (таким образом теряя меньше неиспользованной энергии), но увеличивая количество часов, в течение которых они производят электроэнергию.
Особенно в штатах, где нет чистых измерений, где сеть не может использоваться в качестве виртуальной батареи, солнечная батарея -трекер может позволить хранить больше энергии с меньшим количеством панелей.
Ваши модели использования энергии также могут иметь важное значение. Если вы живете в теплой атмосфере и используете сильное охлаждение дома летом вместо обогрева зимой, вы можете удовлетворить это более продолжительное лето, увеличив производство энергии с помощью солнечных трекеров. В более холодном климате все может быть наоборот: добавьте к вашему массиву еще треть панелей, в том числе зимой, на случай, если вам понадобится больше.
Как всегда спрос и предложение. Цены на солнечную пленку начнут расти в 2021 году, поскольку спрос на солнечные панели продолжает расти, а проблемы с цепочками поставок могут сделать установку большего количества панелей менее рентабельной, чем установка солнечных трекеров. «Кривая обучения» также является важным фактором в солнечной отрасли; по мере роста индустрии слежения за солнечной энергией ее экономическая эффективность, вероятно, будет расти, а цены падать. Стимулирование использования солнечной энергии на федеральном уровне и уровне штатов также может изменить ситуацию.