【华农光电】主动光伏支架系统，主宰光伏支架系统未来

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【摘要】：

山东华农光电科技有限公司以下简称“华农光电”，是专注于：主动光伏支架及主动光伏系统设计、制造、销售、维修、安装、服务、技术咨询；售电的民营企业。

一、随着我国新能源行业持续发展，2016年以来，公司董事长赵守喆先生，先后申请国家发明专利及实用新型专利七项，已经获得发明专利和使用新型专利证书三项：

1、《分时段跟踪的数控光伏支架系统》

2、《一种用于光伏组件双面发电的主动智能跟踪支架系统》

3、《主动式智能跟踪支架系统》

二、主动光伏支架系统应用范围
主动光伏支架系统具有独特的可广泛应用于集中式、分布式光伏发电，特别适合光伏扶贫、旧电站改造、农光互补、渔光互补（水面光伏）、光伏养殖、家庭院落、街头巷尾、厂房屋顶、大棚改造、污水处理厂、高速公路匝道、服务区等可以建设光伏电站的领域。

三、通过六年的试验和验证，主动光伏系统具有十大优势：

1、主动等待

主动系统无追光器、无阳光传感器，利用主动控制系统，自动控制光伏支架、光伏板分时段在太阳运行轨迹上，总是提前一定的角度，有规律的提前等候阳光照射，增加发电小时数。

（主动系统控制器）

2、土地高效利用

光伏支架高3.5米以上（高度可安需设计）、纵（横）向、单排（或双排）间隔安装光伏组件，实现了组件之间永不遮挡；支架东西跨度6米以上，南北间隔13米以上，满足农业机械、消防等机械通行作业要求；组件架高并间隔布置后，组件下土地100%得到阳光照射，土地100%得到综合高效利用，（单、双驱主动支架下均不影响农业种植、养殖，能提高农产品生长、品质和产量，减少水分蒸发）。

3、发电时间长（以济南市区为基准）：

单驱（单轴）多晶单面发电组件，年均发电1440小时以上（单晶双面组件，年均发电可利用1510小时以上）。

双驱（双轴）多晶单面发电组件，年发电1560小时以上（单晶双面面发电双驱，年发电可利用1650小时以上）。

4、防遮挡功能：

为了即节约用地又最大限度的提高发电效率，发明专利中，特意设定了光伏支架在带动光伏组件转动时，各组组件之间的转动防遮挡回调功能。

5、工作频次少：

主动控制系统每日累计转动时间约9分钟，转动次数20余次。

6、低维护费用：

主动支架全部采用方形或圆形热镀锌钢管（或耐候钢），全部使用不锈钢紧固件；转动机构采用轴销设计，免润滑；动力部分采用普通200W三项交流密封防水防潮调速电机，工作期间不生热，保证25年以上使用寿命；主动控制器使用寿命大于五年，安装快捷方便，价格相对便宜。

7、安全可靠

光伏组件采用单排（横、竖）间隔布置，排与排之间留足泄风间距，空气流通，泄风迅速，单位面积受风荷载小，降低风力对组件的正负压而造成组件隐裂的几率，延长了组件使用寿命，大大提高了支架抗风能力。

支架转动体系采用轴销结构，当大风抬升组件时，轴销之间的缝隙就会使组件随风晃动，从而减轻了风力抬升支架时，对光伏组件的挤压破坏力。

给予组件一定的倾角，可以减轻冰雹对光伏组件的撞击破坏程度。

8、自动、手动两种转动模式：

主动光伏支架采用自动、手动两种操控转动模式，保证支架带动组件25年不间断运行。

9、高发电量

比固定光伏电站，多发电15～25%以上。

10、高回报率

使用主动支架及其主动控制系统，在固定电站利润基础上，净增加发电利润15%甚至25%以上。土地得到高效利用又能为光伏电站带来相当客观的经济效益。

四、具备三大辅助特性：

1、“ 免清洗 ”：组件每天都在变换不同的转动角度，空气中的灰尘和漂浮物不容易附着在组件上，即使有细颗粒灰尘落在组件上，若遇到下雨，灰尘也会借助组件的倾斜角，轻易地被雨水冲刷干净；

2、“ 免清雪 ”：大雪天气时，飘落在组件上的积雪，也会随着组件倾斜角的变化而很快滑落在地面上，基本不影响发电；

3、 “ 落鸟少 ”：当鸟类飞抵组件附近时，由于组件的间隔安装和转动特性，鸟类降落的次数和时间会大大降低，从而，减轻了鸟类粪便的附着数量和对组件造成的色斑效应的几率，从而使组件延长了使用寿命，提高了组件发电效率。

五、具有较好的性价比：

单驱主动光伏支架成本与固定光伏支架价格相差不大（支架高度3.5米）；单驱光伏支架价格比固定光伏支架价格贵0.1元每瓦左右，当每个光伏阵列安装容量达到50千瓦左右时，那么，单驱系统价格在0.10元/每瓦左右（当固定光伏电站投资4元/每瓦，那么，主动光伏支架及其系统价格大约在4.2元每瓦左右，相当于增加投资成本5%左右，而发电效率则提高了15%以上。

（随着钢材价格提升，光伏支架及系统价格也在提升）

随着主动系统带动每个光伏阵列的容量减少，系统价格会随着阵列容量缩小而增加；

双驱主动光伏支架相对较贵（支架高度3.5米），支架价格在固定支架基础上要增加0.20元每瓦左右；而双驱系统价格，当每个光伏阵列安装容量达到20千瓦以上（双驱系统的标配容量：组件数量不要超过50块，容量不要大于25千瓦）时，那么，双驱系统价格在0.26元/每瓦左右，由于，双驱主动支架所配置的双驱主动控制系统所带动的光伏容量上限制约，因此，每个阵列的容量建议不要超过标配容量；当双驱主动光伏支架带动的光伏组件容量小于标配容量时，会相应的增加主动光伏系统价格。

（当固定光伏电站投资4元/瓦，主动光伏支架及其系统价格共增加了0.46元/每瓦，相当于增加投资成本11.5%左右）而发电量则提高了25%以上。

六：主动光伏支架系统技术参数

七、基础设计

主动光伏支架系统，对支架立柱的基础要求非常严格，如果出现高低偏差，会导致支架安装困难、跟踪系统转动困难，甚至不能运行、主动控制系统会将支架推拉变形甚至导致光伏组件损坏。因此，对基础要求是：1、设计要坚固，不能出现位移、下沉、倾斜（偏差应小于1厘米）；2、东西方向安装的基础，要求与子午线的夹角偏差，不得大于2度；

八、组件选择

目前，市场光伏组件种类繁多，但是，无论其单块组件容量有多大，是多晶还是单晶，是单面发电还是双面发电？只要你确定了组件的型号尺寸，就可以依此为依据，轻松设计和建设你的主动光伏支架和主动控制系统了。

九、主动光伏支架转动角设计

光伏支架的制造和安装是使用主动光伏支架的前提条件，组件之间间隔布置以（按照：1、支架南北间隔布置计算公式；2、支架东西间隔布置计算公式）为标准，东西转动角度不大于60度.南北高低转动角度不大于30度。

十、主动控制系统

利用控制箱，控制主动控制器，由控制器控制普通微型减速电机，驱动丝杆、螺母及推拉杆做往复运动，推拉杆带动光伏支架及光伏组件主动提前一定的角度等待太阳并做主动运动，200瓦三相交流普通调速电机，每天主动转动20余次，总运行时间约9分钟。

十一、对山地、平地安装农光、林光互补主动光伏电站的技术要求：

安装农光互补光伏电站，包括农光、林光、牧光互补项目，其光伏支架最低端的高度，最好不要低于3.5米（支架高度低于3.5米时，影响、妨碍农业机械化作业、消防车辆进出）。每个阵列南北之间的间隔要13米以上（根据电站所在的经纬度，为了防止前后阵列遮挡，通过计算得出实际距离），光伏支架立柱东西间隔要6米以上（安装材料通用尺寸规格确定），为了便于组件散热、空气流通、花蕾授粉充分，也为了阳光充分照射到组件下方的地面上，以保证植物、农作物有充足阳光；安装光伏组件时，组件排列方法为：组件南北排列，组件之间可以肩靠肩无缝隙排列，但是，组件东西排列时，要符合光伏支架东西转动时，有互不遮挡的间隔；按照以上这个标准建设一座光伏电站，然后，将其与固定光伏电站进行经济效益比较，就知道其优势所在了。

十二、对厂（楼）房、屋顶安装分布式主动光伏电站的技术要求：

安装厂（楼）房、屋顶（包含斜屋顶、平屋顶）分布式光伏电站，分为固定安装、主动光伏电站安装。

固定光伏的优点就是安装方便；最大的缺点就是发电量少，后期，厂房、屋顶、组件清洗维修都十分不便，容易引起纠纷；

因此，建议采用单驱小角度主动光伏系统，光伏组件最低点（与屋顶平行时）距离屋顶高度应不小于0.8米；跟踪转动时，其光伏组件与屋顶之间的高度，最好不要低于0.2米。组件在楼顶、屋顶东西排列时，要符合光伏支架东西转动时，有互不遮挡的间隔。

按照以上要求，分别建设一座地面主动光伏电站和一座屋顶单驱主动光伏电站，然后，将其分别与固定光伏电站进行经济效益比较，就知道其优势所在了。

十三、下面【以在济南建设一座10万千瓦农光互补光伏电站为例】简单进行经济分析：

（一）、固定光伏电站（年平均发电1250小时，总投资4亿元，支架高度3.5米以上）：

需要土地2100亩左右；每年发电量：12500万度左右，平价电价0.3949元/千瓦，每年电费收入4930万元左右，按照固定光伏电站投资4亿元（每瓦投资4元，支架高度3.5米以上），每年需要支付各种费用1630万元左右，扣除每年折旧2000万元，每年利润大约1400万元。（假若要求增加电站总容量的10%作为配套储能，在这里不做分析）。

【固定电站收回投资需要9年以上】。

需要支付以下费用：

1,2100亩土地，每年租金1000元/每亩，每年需要支付土地租赁费210万元（相当于支付530万度电）；

2、运维人员按照6人，每年需要120万元，每人每年薪酬按照20万元计算，含五险一金等（相当于支付300万度电）；

3、维修费用每年按照总发电量的2%计算，大约需要100万元（相当于250万度电）；

4、需要支付财务费用（银行贷款按照总投资的70%、银行利息按照4%左右）、保险、缴税等等费用，每年大约需要1200万左右（发电六年以后，缴税会大幅增加）；

仅以上4项费用，需要支付1630万元（相当于支付4120万度电）。

（二）、主动光伏电站

双驱单面主动光伏电站，年平均发电1560小时（单驱单面主动光伏电站，年平均发电1437小时），总投资4.36亿元，支架高度3.5米以上。

需要土地面积2700亩左右（比固定光伏多用200亩左右）；双驱主动光伏电站，平均每年发电量：15600万度左右（单驱主动光伏平均每年发电量14370万度左右）平价电价0.3949元/千瓦，双驱主动光伏电站，每年发电收入6160万元左右（单驱主动光伏电站，每年发电收入5677万元），土地综合利用净收入1080万元，双驱主动光伏电站，每年共计收入：7240万元（单驱主动光伏电站，每年共收入6757万元）；按照主动光伏电站投资：主动单驱（单轴）4.10元/瓦，主动双驱（双轴）4.36元/瓦考虑，（每套主动单驱系统带动组件不少于50千瓦；每套主动双驱系统带动组件不大于25千瓦，以每块组件容量500瓦为标准），主动双驱每年需要支付各种费用1780万元左右，扣除每年折旧2150，主动双驱光伏电站每年利润大约3310万元（主动单驱光伏电站每年利润大约2827万元）。【假若要求增加电站总容量的10%作为配套储能，在这里不做分析】。

【主动光伏电站收回投资需要6年左右】。

土地综合利用后的收入与支付费用如下：

1、土地综合利用收入：每年每亩收入4000元以上（以土地用来高效农业或养殖为例），2700亩地，每年土地纯收入1080万元以上（就相当于多发2740万度电）；

2、占用2700亩土地，每年租金1000元/每亩，每年需要支付土地租赁费270万元（相当于消耗700万度电）；

3、运维人员按照10人（含农牧人员4人），每年需要160万元，每人每年薪酬按照20万元计算（农牧人员薪酬每人每年10万元）含五险一金；

4、维修费用每年按照总发电量的2%计算，大约需要120万元，比固定光伏每年增加20万的维修费。（相当于消耗300万度电）；

5、需要支付财务费用（银行贷款按照总投资的70%、银行利息按照4%左右）、保险、缴税等等费用，每年大约需要1230万左右（发电六年以后，缴税会大幅增加）；

仅以上4项支出费用，需要支付1780万元（相当于支付4500万度电）。

综上所述：固定光伏电站发电，每年利润大约为1360万元；主动双驱光伏系统电站发电，每年利润大约为3310万元（主动单驱每年利润2827万元）。

因此，只有安装主动光伏系统，才能快速收回投资，利润率才会成倍提高。

十四、主动光伏支架及其系统安装实例：