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為了應對全球氣候變化，世界各國政府都在尋求綠色能源。中國政府在2021年確立的雙碳目標，即到2030年，經濟社會發展全面綠色轉型取得顯著成效，重點耗能行業能源利用效率達到國際先進水平；到2060年，綠色低碳循環發展的經濟體系和清潔低碳安全高效的能源體系全面建立，能源利用效率達到國際先進水平，非化石能源消費比重達到80%以上。太陽能發電具備綠色、低碳、可持續的特點，已經成為全球新能源發展方向的重要選擇之一。

伴隨著光伏補貼退坡、并網電價不斷優化的現實壓力，光伏業界一直在努力尋找各種方法去增加發電量，增加項目利潤，其中采用光伏跟蹤支架是目前找到的重要方法之一。相比于固定支架，采用跟蹤支架，能夠讓光伏組件的方向根據光照情況進行調整，減少組件與太陽直射光之間的夾角，獲取更多太陽輻照，提高發電效率，增加發電量，增加項目利潤。

光伏跟蹤支架需要轉動機構，根據需要將支架轉至最合適的方向，轉動機構通常是由電機和減速裝置組成的，電機的轉動則由控制板管理。本文主要介紹目前光伏跟蹤支架采用的幾種供電方式，以及冠圖電子專門針對這幾種供電方案而開發的電源產品。

光伏跟蹤支架的供電方式主要有以下五種，如表1。

表1 五種光伏跟蹤支架供電方式

供電方式1

光伏跟蹤支架的控制箱由交流市電供電，輸入電壓范圍一般為85~264VAC，全球網壓。通常采用普通AC/DC電源進行電壓轉換，給控制板和電機供電，如圖1所示。

圖1 交流市電供電方式

此供電方式最大的優點是能直接使用應用極其廣泛的普通工業電源，缺點是必須有市電。而大型光伏電站通常遠離居民定居點，位于荒郊野外，甚至沙漠高山，往往沒有市電，而敷設電網的成本很高。

供電方式2

針對野外沒有市電的缺點，供電方式2采用高壓交流供電。即從升壓并網變壓器的低壓側（通常為800VAC）取電，采用高壓AC/DC電源進行電壓轉換，如圖2所示。

圖2 高壓交流供電方式

跟供電方式1相比，優點是不用增加工頻降壓變壓器去獲取市電，缺點是需要定制高壓輸入AC/DC電源。

供電方式3

如圖3所示，采用一塊獨立小型光伏板，獲取低壓直流電。由于小型光伏板的功率比較小（不能直接驅動電機），以及不能保證全天候供電，需要配置電池組（通常是鋰電池組）。

圖3 小組件光伏板取電

此供電方式最大的優點是能用非隔離低壓DC/DC電源，電路簡單。主要缺點是需要單獨配置小組件光伏板，占用額外空間。另外，鋰電池組存在壽命問題，在整個電站壽命期間，可能需要更換幾次。

供電方式4

在大型光伏發電站，如果能夠直接從高壓光伏組串取電，無需像供電方式1和2那樣敷設大量線纜，也不用像供電方式3那樣額外增加小組件光伏板。如圖4所示，光伏發電組串高壓直流電（通常為300-1500VDC）經過高壓DC/DC電源的轉換后，給控制板和鋰電池組供電。

圖4 小功率高壓光伏發電組件取電方式

由于這種供電方式就地取電，美觀大方。并且由于是從高壓組串取電，微弱的陽光就能提供電源所需要的功率。不會像供電方式3那樣，需要有足夠的陽光，小組件光伏板才能為后級電路提供能量。

針對這種供電方式，冠圖電子開發出多個系列電源，如GH25-V2Sxx-S、GH50-V2Sxx-S-UL等，額定功率分別為25W和50W，輸出電壓為24/28/32/48VDC等（可定制輸出電壓）。

供電方式5

與供電方式4類似，只是高壓DC/DC電源的功率更大，電源能夠直接驅動電機，鋰電池組只是單純作為備份使用。

圖5 小功率高壓光伏發電組件取電方式

針對這種供電方式，冠圖電子開發出多個系列產品：GH150-V3SxxK-S、GH350-V4SxxU-S等，額定功率分別為150W和350W，輸出電壓為24/28/32/48VDC等（可定制輸出電壓）。

上述5種供電方式，各有優缺點。供電方式1和2，都是交流供電，需要敷設大量電纜，最大的優點是沒有鋰電池組，不受電池壽命影響。供電方式3、4和5，都是就地取電，但是需要配置鋰電池組。

在光伏跟蹤支架應用領域，電機是間歇性轉動的，比如轉10秒停10分鐘。對于供電方式3和4，在電機停轉期間，鋰電池能及時補充耗能，相當于一直都是處于淺充淺放的使用狀態，非常利于延長其壽命。對于供電方式5，由于鋰電池組僅作為備份使用，可能長期處于滿電狀態，反而不是很好，因為鋰電池滿電長期存放存在弊端：增加安全隱患和加速電池老化。因此在控制策略中，最好能有充放電管理，以便延長電池的壽命。