一般而言，傳統光儲電站采用的技術是“被動”的，即電站建設完成就幾乎處于相對靜止狀態。新一代光儲電站系統，采用的是光伏跟蹤系統，其改變了傳統光儲電站只能被動、固定接收光的模式，通過跟蹤支架驅動光伏組件，實現了主動“追著”太陽跑，以獲取最大的發電量。
3月10日，天合光能股份有限公司（以下簡稱天合光能）再次加碼儲能賽道，其旗下控股子公司江蘇天合儲能有限公司擬進行增資擴股，各方合計增資4億元。就在不久前，天合光能基于當前儲能系統的發展趨勢，推出了其新一代光儲電站系統。據悉，新一代光儲電站系統，在利用太陽能方面，能夠實現由“被動”變“主動”。
天合光能的頻繁布局，也反映出當前大力發展的新能源產業，儲能似乎成為了一道“必答題”。據統計，自2021年開始，國內已有23份省級政策文件，對風光電站的儲能技術等提出了具體指標。新一代光儲電站或許就是考題的答案。
(資料圖片)
那么，為何要研制新一代光儲電站？新一代光儲電站和以往的光儲電站有何不同？其又是如何將對太陽能的利用由“被動”變為“主動”的？3月12日，記者帶著上述問題采訪了業內相關專家。
光伏和儲能是一對“好朋友”
近年來，隨著世界經濟的快速發展，能源消耗急劇增長，傳統不可再生能源儲量迅速降低，生態環境進一步遭到破壞，人們對可再生能源的需求越來越強烈。因此，包括光伏在內的清潔、可再生能源逐漸受到各國青睞。
2022年，我國光伏新增裝機87.41吉瓦，同比增長59.3%。預測到2050年，我國年總裝機容量中，將有70%來自太陽能和風能發電。因此，如何利用新型儲能技術，提高新能源的利用效率，成為未來新能源產業發展的重中之重。
江蘇理工學院電氣信息工程學院副院長俞洋介紹，在“雙碳”目標的引領下，我國相繼出臺了《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》《“十四五”新型儲能發展實施方案》等一系列政策。2022年12月，國家能源局印發《光伏電站開發建設管理辦法》，規范了光伏電站的開發建設秩序，充分調動各方積極性，進一步推動我國光伏電站行業的健康有序發展。
但光伏容易受到光照條件等因素的影響，利用光伏發電，波動性、隨機性較大，增加了電網系統管控的難度。因此，儲能技術逐漸成為解決光伏發電波動性的重要手段，能夠有效實現“光儲一體化”的光儲電站由此而生。
可以說，光伏和儲能是一對天然的“好朋友”。
江蘇理工學院副教授倪福銀也表示，光儲一體化已成光伏新能源項目建設的基本趨勢。目前，我國光儲電站的建設進入高速發展期，光伏+儲能“雙輪驅動”的新型綠色電力模式可以有效解決光伏輸出功率波動問題，實現電力在發電側、電網側以及用戶側的穩定運行。
主動“跟蹤”太陽增加發電量
一般而言，傳統光儲電站采用的技術是“被動”的，即電站建設完成就幾乎處于相對靜止狀態，光伏發電的曲線也被動地隨著太陽能資源的波動呈正態分布。而新一代光儲電站系統，采用的是光伏跟蹤系統，其改變了傳統光儲電站只能被動、固定接收光的模式，通過跟蹤支架驅動光伏組件，實現了主動“追著”太陽跑，以獲取最大的發電量。
“光伏跟蹤系統，顧名思義，就是可以自動跟蹤太陽并提高總體發電量的光伏系統。”常州工學院博士生王書博表示，光伏跟蹤系統可以實時跟蹤太陽運動，并通過機械、電氣、電子電路及程序等手段，調整光伏組件平面的空間角度，讓太陽光直接照射光伏陣列，以此增加光伏陣列接收到的太陽輻射量，提高太陽光伏發電系統的總體發電量。
除了提高發電量外，光伏跟蹤系統還有許多其他優勢。比如利用光伏跟蹤系統，太陽能板可以隨時調整角度，使光儲電站不容易受到災害天氣的影響；另外，安裝了光伏跟蹤系統的光儲電站，還能與當地農業生產緊密結合，在山地、池塘、荒地等特殊環境下靈活運轉，相較于傳統光儲電站更具優勢；光伏跟蹤系統還可以安裝在農光、漁光互補系統中，達成農業、魚塘與光伏的互補，在土地資源有限的情況下，做到真正實現收益最大化。
在俞洋看來，光伏跟蹤系統的出現結束了光伏系統發電的被動性。相較采用普通固定支架的光儲電站，新一代光儲電站能夠有效地提升電力系統發電量15%—20%，同時使得光伏發電全天曲線更加平滑，降低用電成本，帶來更高收益。
當然，新一代光儲電站不是只有“跟蹤”這一項本領。
新一代光儲電站采用的是集成式智能技術，可以自動檢測和優化電力系統的運轉狀況，根據不同的客戶需求，采用不同的調度策略，不斷優化電力的調度和分配，從而提高能源的利用效率。
此外，在能源預測與調度上，新一代光儲電站還能夠通過捕獲太陽能的實時數據，判斷當日天氣情況，根據當日天氣的陰晴以及太陽光照時間的多少作出相應的調度，從而提高太陽能利用的主動性。
可廣泛應用以確保供電安全
新一代光儲電站不僅提高了組件功率，還為組件的優化設計提供了更多的可能性，在降低項目初始投資的同時，可以廣泛適用于多元化的應用場景。
在常州工學院技術轉移有限公司博士后創新實踐基地辦公室主任、江蘇省退役光伏組件資源化利用工程技術研究中心主任陳小卉看來，針對當前快速發展的新能源汽車領域，新一代光儲電站可助力城市快速充電基礎設施建設，在充電高峰期通過儲能和市電一起為新能源汽車充電站供電，解決部分新能源汽車充電站電容量不足的問題，滿足高峰期用電需求，既實現了削峰填谷，又節省了配電增容費用，還增加了新能源的消納，彌補了太陽能發電不連續的不足。
陳小卉還建議，可以將新一代光儲電站布局到用電需求量較大的工業園區中，確保園區用電峰期的電網供電安全，消除斷電風險。
此外，俞洋提出，新一代光儲電站要想規模化建設，應制定相應的標準體系，打造“源網荷儲一體化應用核心區”“光伏+儲能應用拓展帶”“新型儲能綜合應用示范區”等，充分發揮儲能資源在新型電力系統中的平衡作用。
隨著新一代光儲電站的發展，中國的可再生能源利用率將會持續提高，綠色可再生能源產業也會得到更大發展，更好地滿足我國各地不同用電方式、不同電能負荷變化的需求，實現高效可靠的電力供應以及節能減排的巨大社會效益，為我國綠色能源發展奠定良好基礎。
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光伏跟蹤系統的分類
近幾年，隨著數字化、人工智能技術的應用，光伏跟蹤系統逐漸成為全球光伏電站建設的普遍選擇。
光伏跟蹤系統主要分為雙軸跟蹤系統和單軸跟蹤系統兩大類，其中單軸跟蹤系統又可分為水平單軸跟蹤系統、斜單軸跟蹤系統以及垂直單軸跟蹤系統。
雙軸跟蹤系統可以實現在兩個方向上旋轉的自由度，無論太陽處于任何高度角和方位角，它都可以進行跟蹤，使得輻射接收面始終垂直于太陽的入射方向，即在跟蹤范圍內太陽的入射角始終為零，最大化地利用太陽能資源。
雙軸跟蹤系統雖然接收的太陽輻射量最多，但由于其結構復雜、成本較高、故障率高等問題，限制了其應用范圍。單軸跟蹤系統只在一個方向上有旋轉自由度，結構相對簡單，因而不能保證輻射接收面在任何時候都垂直于太陽的入射方向，只能是盡量地減小太陽的入射角，提高輻射接收量。但由于單軸跟蹤系統相對于雙軸跟蹤系統，在太陽輻射接收量和成本等方面取得了相對較好的平衡，因此近年來的發展也更為迅速。
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