2014年5月初，蘋果公司在其主頁上發布了一則其致力于新能源應用的廣告，“盡我們所能，只為世界留下更美好的印記。”蘋果公司宣布在光伏和風電的投資所產生的清潔電力足以滿足其數據中心所消耗的電量。視頻中，蘋果投資的光伏電站采用了大量的平單軸跟蹤器。在光伏投資成本仍然無法大幅降低的當下，采用跟蹤器仍不失為一種新的降低度電成本的選擇。

　　自從2009年中廣核太陽能的敦煌10MW特許權全部采用了來自無錫昊陽的平單軸系統后，跟蹤系統已經被很多電站投資商嘗試使用，但由于各種原因這種能提升組件發電量的機械設備并未發展至應有的規模 。隨著電站裝機量的不斷提升以及電價的下調，跟蹤系統能否重新在某些區域發揮作用值得探討。

　　受傷的跟蹤器

　　四年來丁致和在甘肅敦煌中廣核電站上為上百套跟蹤系統花費了不少心思，這些跟蹤系統總是不定時出一些問題。“最早出問題是在2010年，當時大規模的出現過電機故障。”經歷了這次故障后，中廣核太陽能與昊陽簽署了一份20年的質保協議。昊陽通過中廣核項目獲得了名氣和訂單，但接踵而來的是跟蹤器的各種故障信息。2013年初，一場10級以上的大風伴隨著特大沙塵天氣過后，中廣核敦煌特許權項目在巡檢時發現兩個方陣中的組串出現跟蹤系統軸承打滑及支架變形導致無法正常工作的情況。即使沒有這種極端天氣的影響，軸承故障也不時出現在丁致和團隊的運維報告中，僅在2013年2月份就出現了7次故障。

　　中廣核在敦煌項目上選擇跟蹤系統是有充足的理論依據。在一份《1977年-2007年平均輻射值測算系統首年發電量》的文件中，全年水平輻射為1772.67kwh/m，2平單軸跟蹤系統輻射值為500.63kwh/m ；固定42度傾2角測算的發電量為16739.4MWh，平單軸跟蹤系統則為20050.8MWh，全年提升了近20%發電量。丁致和說，“雖然在1、2、11和12月平單軸跟蹤發電量要少于固定系統，但從全年看還是正向收益。”

　　表一是中廣核測算的平單軸跟蹤系統和42度傾角的理論年發電量，可以看出理論上平單軸跟蹤器能帶來近20%的發電量提升。表二是在某年1-10月份的相鄰兩座光伏電站的發電量對比，事實上中廣核的平單軸跟蹤器比國投的固定安裝發電量提升10%左右(國投的電站中有0.5MW薄膜組件，這部分發電量偏低)。

　　表一：中廣核根據敦煌地區1977-2007年平均輻射值測算的首年發電量(單位：萬千瓦時)

　　表二：敦煌國投10MW特許權電站與中廣核10MW特許權電站發電量對比(單位：萬千瓦時)

　　龍源太陽能也曾看好跟蹤器在西部光伏電站中的應用，這家國有企業甚至與韓國PARU共同合作推廣其龐大的雙軸跟蹤系統和斜單軸跟蹤系統。青海格爾木龍源電力的項目中，PARU的斜單軸和雙軸跟蹤系統至今已經運行了3年的時間。項目實施前龍源太陽能根據仿真模擬測算得出格爾木地區雙軸跟蹤系統發電量比最佳傾角固定支架發電量增加30%以上，而對比了某一年的6個月實際發電量后發現增發量只有22%左右。在運維人員分析了相關因素后發現，跟蹤系統子陣逆變器故障率要高于固定安裝子陣的逆變器，某運維人員對PV-Tech PRO記者表示，“在夏天有一個月跟蹤系統子陣的逆變器停歇機故障發生了19次，影響了9天的發電量。”轉動系統失靈不跟蹤也是跟蹤器常見的故障。PARU雙軸跟蹤系統體積巨大，單個最大容量可安裝40塊240瓦的組件，在格爾木電站中采用了容納30塊組件的系統。PARU希望通過增加單體容量來降低每瓦成本，但隨著組件價格降低，在其有限的成本下降空間下，這套系統最終在市場上喪失了競爭力，龍源太陽能也逐漸淡出了跟蹤器供應商的行列。

　　賽維LDK工程公司副總經理張雷表示，“如果雙軸系統跟蹤方向一個朝東一個朝西，對逆變器、匯流箱都會產生影響。”張雷參與的一個采用了16臺雙軸跟蹤器的項目中，跟蹤器的組件出現電壓差異，產生電流反流，導致匯流箱熔斷器保護，本應燒斷了熔斷器，但所用的直流熔斷器不是特別好， 導致拉弧著火，最終幾個月時間損壞了七、八臺匯流箱，后來更換了熔斷器。

　　表三：國電龍源格爾木電站發電量數據，注：A逆變器子陣采用雙軸跟蹤器；B逆變器子陣采用固定安裝

　　中節能新疆鄯善的電站采用了5MW昊陽的跟蹤器，經過一年的運行后發現，由于風沙大的原因導致減速機出現故障。中電投哈密特許權項目的斜單軸跟蹤系統在夏天能比固定安裝高25%的發電量，但冬天有時候卻比固定安裝的發電量還有少。中利騰輝出售給聯合光伏的嘉峪關100MW電站采用了1MW平單軸跟蹤系統，金山太陽能的跟蹤器采用了時間控制的PLC，有兩次程序出問題停止運行。甘肅張掖，龍源電力的雙軸跟蹤器正努力進行整改，其項目經理薄文淵表示，“每天總有一兩臺要復位。”龍源在青海格爾木電站的PARU雙軸跟蹤器都計劃更換掉采用國產設備。中國目前最大的跟蹤光伏電站金昌正新100MW電站占地6300畝，比固定安裝增加了30%的占地面積。這些傾角25度的斜單軸已經有50臺出現問題進行了更換維修。由于跟蹤器間距、面積、高度都比固定支架大，所以一直沒有確定有效的清洗方案，導致發電效率低于剛投運時的效率。應天新能源的跟蹤器讓甘電投武威電站的運維人員非常苦惱，梁瑞抱怨道“備品備件 都用完了，應天新能源不管了，只能自己做備品進行維修，去年故障特別多，發電量減少了5%。”

　　北京意科、科諾偉業 、曾經的中環光伏都是跟蹤器的擁躉，但最后都放棄了相關產品的推廣。 協鑫新能源徐州20MW光伏電站是中國最早使用跟蹤系統的大型地面電站，當時部分采用了進口的西班牙埃菲瑪雙軸跟蹤器，部分采用了已經不復存在的中環光伏自主研發的雙軸跟蹤器，這種跟蹤器如今都已在市場上消失，而徐州電站的一些跟蹤器也歷經多次維修。

　　西北勘探設計院光電分院院長肖斌接觸了多個采用跟蹤系統的項目設計，“跟蹤系統接收的輻射量遠大于固定傾角的接收值。同固定安裝相比，斜單軸跟蹤可以增加30%左右，雙軸跟蹤系統比固定傾角增發量能達到35%左右”。

　　跟蹤器對發電量的提升已經獲得公認，但大多數業主仍然不愿冒然使用。肖斌表示，“作為設計單位，我們很想推廣跟蹤器，但成本和可靠性是必須面對的問題。目前已建成的跟蹤器的發電效益都沒有達到預期效果。也有部分廠家生成大幅降低了跟蹤器的造價，但從系統角度看，他們把部分造價轉移給了支架基礎，經濟性問題仍然存在。”

　　蓄勢待發

　　在跟蹤器的穩定性受到業內質疑的時候，作為中國高倍聚光系統的領軍者，聚恒太陽能在過去一年中悄悄得將主業從CPV轉移至平單軸跟蹤器上來。2013年，聚恒太陽能向希臘某項目提供8MW產品，這是中國最大的跟蹤器出口訂單。聚恒首席技術官王士濤看好跟蹤器的市場，在聚恒團隊的努力下，聚恒平單軸跟蹤器的價格已經降至1.2-1.4元/瓦 (根據出貨規模和項目所在地等因素的差異而不同)，具備了性價比。王士濤介紹到，“全球在2012年的跟蹤器市場已達到了2GW，其中主要是平單軸跟蹤器。美國50%以上的地面電站采用平單軸跟蹤器；在中國這個比例不到1%。問題的關鍵就是產品穩定性，我們已經通過設計優化解決了跟蹤器的穩定性問題。”

　　王士濤表示，“跟蹤器最有可能出問題的的是電氣部分，包括電機、控制單元、電源、傳感器。聚恒的跟蹤器設置了雙套電氣結構，主用和備用，一套失效后會自動切換到另一套上。例如一套電氣系統的故障率是1%，那雙結構下故障率能降低一到兩個數量級。”

　　山東朝日光伏總經理劉建中正向市場推廣一種新的雙軸跟蹤器。這種跟蹤器拋棄了昂貴并且容易損壞的回轉驅動裝置，采用了1:50減速比的蝸輪蝸桿減速機，新的結構使得雙軸跟蹤器的每瓦售價降至2元以內。為了使跟蹤器更具有經濟性，朝日光伏還推出了手自一體雙軸跟蹤支架，“這套準雙軸系統每天東西向仍然會自動跟蹤，南北向需要根據季節進行手動調節。”在犧牲了少量發電量后，準雙軸跟蹤器換來的是更低的成本和電機故障率。劉建中表示，“緯度方面可以每隔30天調整一次角度，甚至一年只調四次角度，兩名工人一天可以完成2MW跟蹤器的調整。”為了打消業主對質量的顧慮，劉建中盡其可能簡化了跟蹤器的部件，“蝸輪蝸桿25年基本不會壞，容易壞的就是電機，而我們的電機成本非常低，可以提供充足的備件。”

　　朝日光伏減小了跟蹤器的體積，其抗風性能和維修方便性能都得到了提升，劉建中還找到了新的應用方式。在山東濰坊的一座工廠內的道路邊 ，十臺雙軸跟蹤器形成了一個200kW 的小型分布式電站，這個電站絲毫不影響草坪的種植。在印度一座別墅的二樓陽臺，兩臺跟蹤器構建了新的風景。朝日光伏的跟蹤器已經出現在多個國家的屋頂光伏項目中。

　　雖然遇到各種質量問題，龍源格爾木電站的運維人員還是感受到跟蹤器對發電量的提升。該電站選擇了7-12月中沒有發生故障的一天數據進行對比，跟蹤系統增發量最大出現在10月的一天，達到7.37%，最少的一天出現在11月份，增發量為32.54%。之前表二中中廣核電站在1、2月中平單軸的發電量要低于固定安裝的發電量， 王斯成對此表示，“從理論上講，雙軸跟蹤和斜單軸在全年發電增益上的差異不大，而平單軸的差異則隨當地緯度的不同而不同。”在王斯成看來，平單軸跟蹤器只適合低緯度地區，最高不超過35度 ，否則冬季太陽高度角過低會導致過多的余弦損失，這也就說明冬季固定方陣發電量高于跟蹤方陣。王斯成建議，“平單軸跟蹤器可以將組件抬高一個傾角，這樣效果就等同于斜單軸，并且不受緯度限制。”

　　在王士濤看來，平單軸跟蹤器在中國大部分地區能提升12-15%的發電量，雖然這點不如雙軸和斜單軸，但平單軸不用增加更多的占地面積。劉建中詳細測算了雙軸跟蹤器的占地比例，“在西部地區固定安裝方式下土地利用率約為30%-35%，雙軸跟蹤器下土地利用率為20%-25%，也就是增加了30%的土地面積。如果再計算這部分土地的使用成本，跟蹤器仍然在經濟上占有優勢。”王士濤在占地面積上更為自信，“平單軸在高緯度地區，如新疆、青海、甘肅等地甚至可以降低百分之十幾的土地面積。即便如此，平單軸還是更適合在低緯度地區使用。”王士濤確信在中國的光伏電價水平下能為業主帶來1-2%的內部收益率提升，投資回收時間縮短一年。

　　擁有斜單軸跟蹤技術的振發新能源并不擔心產品的銷售，這家中國排名前列的電站開發商和EPC商早已經將其用于自己的電站中，其中一些電站已經出售給新的電力投資商。擁有振發在甘肅金昌開發的100MW電站中51%股權的中華電力已經感受到跟蹤器對發電量的幫助，該項目的項目經理鮑桂生表示，相比臨近的固定系統的電站系統發電量提升接近20%。

　　當跟蹤器的質量重新獲得電站業主的信任后，經濟性能成為核心。目前很多電站業主由于資金緊張并不愿意多花錢去使用跟蹤器，聚恒正計劃引入融資租賃或合同能源管理的模式來推廣。

　　但相比單軸來說，劉建中更推崇雙軸產品，“單軸在高緯度地區的冬季日照短的情況下發電量會比雙軸要少很多，甚至比固定安裝的都要少。”在中廣核敦煌特許權項目中，同樣4.6千瓦的多晶組件，在2012年2月14日，固定安裝的發電量為19.794千瓦時，雙軸情況下發電量為23.917千瓦時，斜單軸則只有15.564千瓦時。

　　無錫昊陽的自動跟蹤系統訂單下滑后，他們開始轉向一種新的設計結構——固定可調支架。這類產品在2012年就已經被多家電站試用。昊陽的可調支架每年可以調節四個角度，相對固定傾角支架來說能提升5%的發電量。肖斌設計過幾個這種電站，根據他的經驗，“調節工作量大，次數多，每一組串重量大，會導致支撐軸變形而帶來調節困難。”無錫昊陽把萬向節應用于支撐軸，這樣就解決了變形和調節困難的問題。國華哈密電站采用了神華下屬的北京福安建設有限公司的可調支架，牛小勇表示，“雖然調節會耗用一些時間和費用，安裝工藝更復雜一些，但一年能提高超過5%的發電量。”

　　雙軸跟蹤器、斜單軸跟蹤器、平單軸跟蹤器以及正在慢熱的固定可調支架，都有其各自的優點，但業主選擇哪種產品還要看各個廠家的示范效果。跟蹤器的優點也需要電站業主去探索。

　　由于限電影響，格爾木華能的運維人員會讓采用跟蹤器的子陣滿功率運行，停掉固定安裝的子陣以保證發電量最大化。2014年初，金川集團的200MW電站也已經加裝1MW雙軸跟蹤器進行試驗性對比以獲取更充足的數據。