由于地形或施工容差的變化而導(dǎo)致的行間陰影是大型太陽能發(fā)電廠中特別有害的損失來源。為什么？因?yàn)椴粌H可以使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)軟件對地形陰影損失進(jìn)行建模，而且使用先進(jìn)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和控制策略可以恢復(fù)大部分損失。

    不久前，無論是在莫哈韋沙漠還是科羅拉多州的圣路易斯山谷，行業(yè)利益相關(guān)者都可以將廣闊的平坦陽光土地用于太陽能支架項(xiàng)目開發(fā)。由于這些開創(chuàng)性的站點(diǎn)基本上沒有復(fù)雜的地形，性能模型可以通過假設(shè)平坦表面上的標(biāo)準(zhǔn)回溯來表征這些站點(diǎn)。這些基本假設(shè)不再適用于該行業(yè)。

    今天，公用事業(yè)規(guī)模的太陽能越來越多地出現(xiàn)在地形復(fù)雜的地方——這些地方在五年前似乎還不適合開發(fā)太陽能。此外，“完全平坦”的網(wǎng)站一直是一個神話而不是現(xiàn)實(shí)。在太陽能建筑工地上掃描成排的驅(qū)動橋墩，橋墩高度變化明顯，即使在相對平坦的場地上相鄰的排也是如此。即使在最好的情況下，某些地形差異也是不可避免的，特別是考慮到當(dāng)今項(xiàng)目站點(diǎn)的規(guī)模。

    光伏會議上一個常見的主題是，部署資產(chǎn)的表現(xiàn)低于預(yù)期，而且沒有人真正知道原因。一種合理的解釋是，問題不在于部署的資產(chǎn)，而在于我們的期望。根據(jù)您的觀點(diǎn)，跟蹤器地形損失要么是房間里無人談?wù)摰拇笙?，要么是無人采摘的低垂果實(shí)。

    如果跟蹤支架地形損失沒有準(zhǔn)確建模，PVsyst 生產(chǎn)建模模擬以及這些提供的收入模型將傾向于高估光伏電站的性能。始終低估這些影響可能會削弱投資者的回報和信心。此外，只要在項(xiàng)目開發(fā)、設(shè)計(jì)和采購過程中一直低估這些可避免的系統(tǒng)損失，就沒有什么緊迫性或動力來追回可避免的系統(tǒng)損失。

    雖然地形陰影損失是一個真正的問題，但光伏性能建模社區(qū)正視這個問題。作為 2021 年 IEEE 光伏專家會議 (PVSC) 會議的一部分，來自 DNV 的一組性能工程師介紹了正在進(jìn)行的地形陰影損失研究的結(jié)果[1]。作者使用 DNV 的 SolarFarmer 軟件對北卡羅來納州平均西南坡度為 4% 的場地進(jìn)行建模。作者分析了水平地面上跟蹤器之間的產(chǎn)量與可變地形上的產(chǎn)量的差異，發(fā)現(xiàn)跟蹤器地形損失為 -2%。

    Black & Veatch 工程師最近的工作產(chǎn)生了類似的結(jié)果[2]。作者在美國東部一個由濕地縱橫交錯、東西向坡度約為 3% 的地點(diǎn)研究擬建的光伏電站，作者模擬了大約 -2.5% 的地形產(chǎn)量損失。分析地形自適應(yīng)回溯策略的影響，作者得出結(jié)論，可以彌補(bǔ)大部分地形陰影損失。

    Nextracker 自己的建模結(jié)果驗(yàn)證了與傾斜地形相關(guān)的產(chǎn)量損失估計(jì)的粗略數(shù)量級。在具有高漫射輻照度含量的位置，使用標(biāo)準(zhǔn)回溯法，根據(jù)地面覆蓋率 (GCR)，輕度 3% 的等級會導(dǎo)致每年 1% 至 2.5% 的損失。請注意，我們使用“耐陰”半切電池模塊對這些結(jié)果進(jìn)行了建模，如圖 1 所示。

    然后，我們根據(jù)具有代表性的 100 MW 單軸跟蹤光伏支架安裝工廠和特定區(qū)域的平均 PPA 率將此分析擴(kuò)展到多個位置。如圖 2 所示，與跟蹤器地形陰影損失相關(guān)的財(cái)務(wù)影響遠(yuǎn)非微不足道。每年，地形陰影損失約為 100,000 至 200,000 美元。這是預(yù)期與現(xiàn)實(shí)之間的巨大差距，尤其是對于密切跟蹤整個車隊(duì)項(xiàng)目財(cái)務(wù)狀況的資產(chǎn)所有者而言。在項(xiàng)目的整個生命周期內(nèi)推斷，運(yùn)營 30 年的收入損失現(xiàn)值（折現(xiàn)率約為 5%）很容易超過每 100 兆瓦電廠容量 200 萬美元。

    這種表現(xiàn)不佳風(fēng)險的重要性值得對地形陰影損失建模采取更嚴(yán)格的方法。最新版本的事實(shí)上的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)性能建模軟件 PVsyst 7 為東西坡變化提供了基本的跟蹤太陽能支架地形陰影損失建模功能。結(jié)合 Nextracker 的地形建模最佳實(shí)踐指南，工程師可以將真實(shí)工廠布局的 AutoCAD 文件導(dǎo)入 PVsyst，覆蓋來自 USGS 或現(xiàn)場調(diào)查的詳細(xì)地形，并估計(jì)東西坡度變化的影響。這種額外的嚴(yán)格性使所有利益相關(guān)者（開發(fā)商、EPC、IE、保險公司和投資者）受益，因?yàn)樗鼈兲岣吡藢Υ笮凸S產(chǎn)量損失關(guān)鍵來源的透明度和信任度。

    為了彌補(bǔ)地形和施工公差損失，項(xiàng)目利益相關(guān)者可以在現(xiàn)場系統(tǒng)中部署高級跟蹤算法，例如 Nextracker 的 TrueCapture 技術(shù)。在 Nextracker 的高速、高精度和高粒度跟蹤硬件的支持下，TrueCapture 算法使用精確的站點(diǎn)和特定于安裝的信息來計(jì)算每個獨(dú)立跟蹤器行的優(yōu)化控制策略。

    通過最大限度地減少行級地形陰影損失，Nextracker 能夠最大限度地提高系統(tǒng)級產(chǎn)量。Nextracker 還擁有專有的建模解決方案 TrueSim，它不僅可以估算與 TrueCapture 相關(guān)的良率收益，還可以提供已實(shí)現(xiàn)收益的驗(yàn)證過程。建模和減輕地形陰影損失只是 Nextracker 通過創(chuàng)新技術(shù)和數(shù)據(jù)分析繼續(xù)優(yōu)化太陽能發(fā)電廠性能的眾多方法之一。

     隨著越來越大的太陽能板支架項(xiàng)目頻率和分布的增加，太陽能開發(fā)的“簡單”站點(diǎn)越來越成為過去。具有有意義的地形變化的受限站點(diǎn)正在成為常態(tài)。為其 PVSC 紙建模的 4% 平均等級 DNV 在當(dāng)今市場上并不罕見。如果有的話，這是一個保守的平均值，因?yàn)楫?dāng)?shù)氐钠露瓤赡芨哌_(dá) 15%。好消息是坡度感知回溯減輕了與復(fù)雜地形相關(guān)的陰影損失。

    實(shí)現(xiàn)坡度感知回溯的通用方法是根據(jù)需要切割和填充場地以實(shí)現(xiàn)均勻坡度。如果然后將橋墩驅(qū)動到相對于該分級單翼飛機(jī)的統(tǒng)一高度，則結(jié)果是平面內(nèi)跟蹤器布局。不幸的是，完美的平面內(nèi)跟蹤器布局并不是現(xiàn)實(shí)。對數(shù)千英畝的土地進(jìn)行切割和分級不僅不切實(shí)際，而且在土壤穩(wěn)定和棲息地保護(hù)方面也可能適得其反。

    智能控制的獨(dú)立行跟蹤器非常適合捕獲太陽能資產(chǎn)的全部產(chǎn)量并最大限度地提高其經(jīng)濟(jì)性能。在現(xiàn)實(shí)世界中，大型公用事業(yè)規(guī)模太陽能站點(diǎn)的地形變化是不可避免的。在現(xiàn)實(shí)生活中，跟蹤器橋墩的頂部很少會產(chǎn)生完美的平面。在這個不完美的世界的背景下，減輕跟蹤器地形損失的最有效方法通常是最細(xì)粒度的。