逆跟蹤（backtracking）是一種平單軸跟蹤系統(tǒng)的跟蹤控制策略。清晨或傍晚，太陽的高度角比較低。此時(shí)平單軸跟蹤器若按照太陽最佳輻射角，驅(qū)使支架跟蹤陽光，勢必會(huì)使太陽能電池板由于遮擋原因而被陰影遮蓋。由于光伏組件的串聯(lián)效應(yīng)，只要遮擋一組光伏組件，那么無論陽光多強(qiáng)，其中的發(fā)電電流都會(huì)大幅度降低。
常規(guī)跟蹤方式
由此，出現(xiàn)了逆跟蹤的控制方式，即在出現(xiàn)上述情況時(shí)，不以最佳輻照角度進(jìn)行跟蹤。而采用不產(chǎn)生遮擋且兼顧采光的跟蹤方法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。由于這種跟蹤算
法的支架運(yùn)動(dòng)方向與太陽運(yùn)行方向逆向，所以也稱之為逆跟蹤。
逆跟蹤方式
逆跟蹤本身是一種避免遮擋，增加發(fā)電量的方式，而近期有坎德拉學(xué)院的學(xué)員提出，其在采用PVsyst進(jìn)行模擬時(shí)，對(duì)于同一個(gè)模型，采用勾選逆跟蹤和不勾選逆跟蹤兩種方式進(jìn)行了模擬，在模擬結(jié)果中發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)問題：
- 不采用逆跟蹤時(shí)的發(fā)電量比采用逆跟蹤時(shí)的發(fā)電量還高；
- 采用逆跟蹤時(shí)發(fā)電量低但PR比不采用逆跟蹤時(shí)要高不少。
這位學(xué)員的模擬結(jié)果截圖如下圖所示：
圖1 常規(guī)跟蹤方式結(jié)果
圖2 逆跟蹤方式結(jié)果
逆跟蹤本身是為提高發(fā)電量而采取的方式，這與上文截圖中的計(jì)算結(jié)果相悖。經(jīng)過與學(xué)員的溝通，發(fā)現(xiàn)他在模擬時(shí)采用了線性陰影模式，而這正是導(dǎo)致不采用逆跟蹤時(shí)的發(fā)電量比采用逆跟蹤時(shí)的發(fā)電量還高的原因。
采用PVsyst新建一個(gè)模型進(jìn)行模擬對(duì)比來進(jìn)行驗(yàn)證和說明。
在PVsyst新建了一個(gè)平單軸跟蹤的光伏發(fā)電單元。按“常規(guī)跟蹤”、“逆跟蹤”與“線性陰影”、“根據(jù)組件”進(jìn)行兩兩組合，形成4種方案，分別進(jìn)行模擬，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
“根據(jù)組件”中的組串設(shè)置
在“根據(jù)組件”中，設(shè)置平單軸跟蹤支架上的組件和組串排列方式，在此以組件橫放單列布置為例。
分別模擬4種情況后，得出的結(jié)果列表如下：
表1? 方案對(duì)比表一
|
方案 |
常規(guī)跟蹤 線性陰影 |
常規(guī)跟蹤 根據(jù)組件 |
逆跟蹤 線性陰影 |
逆跟蹤 根據(jù)組件 |
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1589.9 |
1589.9 | 1575.1 | 1575.1 |
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斜面總輻射 |
1451.0 |
1451 | 1448.1 | 1448.1 |
| 組串出口電量MWh |
1356.3 | 1335.7 | 1353.3 | 1353.3 |
|
發(fā)電量MWh |
1320.7 |
1300.3 | 1317.5 | 1317.5 |
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PR?% |
82.1 |
80.8 |
82.6 |
82.6 |
首先看第一行斜面總輻射數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)為理論斜面輻射數(shù)據(jù)，不考慮相互遮擋、IAM等因素。由于逆跟蹤在清晨和傍晚跟蹤器與太陽運(yùn)行軌跡相反，并不能最大程度的跟蹤太陽輻射，因此逆跟蹤在理論斜面總輻射上肯定會(huì)低于常規(guī)跟蹤模式。從表1也可以看出，常規(guī)跟蹤的斜面總輻射1589.9kWh/㎡大于逆跟蹤的1575.1kWh/㎡，差值為14.8kWh/㎡。
在理論斜面總輻射的基礎(chǔ)上考慮遮擋與IAM損失，這里的遮擋損失又可細(xì)分為直接輻射遮擋損失、散射輻射遮擋損失、反射輻射遮擋損失。在此對(duì)各細(xì)項(xiàng)的損失不展開詳細(xì)說明，總體上來說，由于采用逆跟蹤后組串之間不會(huì)產(chǎn)生直接輻射遮擋損失，逆跟蹤在遮擋損失上是小于常規(guī)跟蹤的。從表2也可以看出在本例中遮擋損失和IAM損失的差別。在本例中，考慮遮擋損失和IAM損失后，常規(guī)跟蹤的斜面總輻射1451kWh/㎡仍然大于逆跟蹤的1448.1kWh/㎡，但差值已縮小至2.9kWh/㎡。
表2??方案對(duì)比表二
| 方案 | 常規(guī)跟蹤 | 逆跟蹤 |
| 遮擋損失 % | 3.6 | 2.8 |
| IAM損失 % | 2.4 | 2.5 |
以上都是僅從輻射量的角度考慮，而下面則需要增加從電的角度考慮。
“線性陰影”和“根據(jù)組件”模式均存在遮擋損失，但只有“根據(jù)組件”模式下會(huì)考慮由于組件部分被遮擋而產(chǎn)生的組串電性能損失，從表1可以看出，常規(guī)跟蹤+線性陰影 和 常規(guī)跟蹤+根據(jù)組件 兩列數(shù)據(jù)中，前兩行輻射數(shù)據(jù)保持一致，但由于“線性陰影”不考慮電性能損失，所以從組串出口電量開始，常規(guī)跟蹤+根據(jù)組件 模式的電量1335.7MWh已經(jīng)低于?常規(guī)跟蹤+線性陰影 模式的1356.3MWh。
因?yàn)槟娓櫮Ｊ讲粫?huì)產(chǎn)生陰影，沒有直接輻射的遮擋損失，亦不會(huì)產(chǎn)生因組件部分遮擋導(dǎo)致組串輸出功率下降的電性能損失，所以不管是采用“線性陰影”還是“根據(jù)組件”，均不會(huì)影響其計(jì)算結(jié)果，從表1中可以看到，逆跟蹤+線性陰影 和?逆跟蹤+根據(jù)組件?兩列數(shù)據(jù)完全一致。
再看表1中“發(fā)電量”一行數(shù)據(jù)，常規(guī)跟蹤+線性陰影 模式的發(fā)電量1320.7MWh，逆跟蹤的發(fā)電量為1317.5MWh。因?yàn)椴捎镁€性陰影模式，最終的發(fā)電量計(jì)算結(jié)果被高估了，由此導(dǎo)致了常規(guī)跟蹤發(fā)電量高于逆跟蹤發(fā)電量的錯(cuò)誤結(jié)果。實(shí)際情況是常規(guī)跟蹤發(fā)電量為1300.3MWh，低于逆跟蹤的發(fā)電量1317.5MWh。
最后從表1中PR一行可以看到，無論采用“線性陰影”還是“根據(jù)組件”模式，常規(guī)跟蹤模式的PR均低于逆跟蹤模式，主要原因在于?常規(guī)跟蹤+線性陰影?模式比 逆跟蹤 模式在遮擋損失上更高，如表2；而在此基礎(chǔ)上，常規(guī)跟蹤+根據(jù)組件?模式還又多出了組串電性能損失一項(xiàng)。在本例中，常規(guī)跟蹤+根據(jù)組件?模式的組串電性能損失為1.5%；常規(guī)跟蹤+線性陰影 模式因不考慮組串電性能損失，該項(xiàng)損失為0%；逆跟蹤模式因沒有直接輻射遮擋，該項(xiàng)損失也為0%。
細(xì)心的讀者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，在前文學(xué)員的截圖（圖1和圖2）中，常規(guī)跟蹤和逆跟蹤的PR分別為80.2%和86.0%，差別較大，而在本文舉例的模型中，PR分別為82.1%和82.6%（為與圖1和圖2一致，在此采用線性陰影模式的數(shù)據(jù)），差距較小。
由于沒有取得該學(xué)員模型的詳細(xì)設(shè)置參數(shù)，在此推測主要為跟蹤支架尺寸和東西間距的原因。比如在本文舉例的模型中，目前東西間距為6m，假如將東西間距縮小到3.5m，此時(shí)常規(guī)跟蹤和逆跟蹤的PR將分別降低為78.1%和81.3%（線性陰影模式），差距明顯增大。此外緯度等因素也會(huì)造成一定程度上的影響。
