PVsyst | 逆跟踪发电量还不如常规跟踪？

逆跟踪（backtracking）是一种平单轴跟踪系统的跟踪控制策略。清晨或傍晚，太阳的高度角比较低。此时平单轴跟踪器若按照太阳最佳辐射角，驱使支架跟踪阳光，势必会使太阳能电池板由于遮挡原因而被阴影遮盖。由于光伏组件的串联效应，只要遮挡一组光伏组件，那么无论阳光多强，其中的发电电流都会大幅度降低。

常规跟踪方式

由此，出现了逆跟踪的控制方式，即在出现上述情况时，不以最佳辐照角度进行跟踪。而采用不产生遮挡且兼顾采光的跟踪方法进行旋转。由于这种跟踪算

法的支架运动方向与太阳运行方向逆向，所以也称之为逆跟踪。

逆跟踪方式

逆跟踪本身是一种避免遮挡，增加发电量的方式，而近期有坎德拉学院的学员提出，其在采用PVsyst进行模拟时，对于同一个模型，采用勾选逆跟踪和不勾选逆跟踪两种方式进行了模拟，在模拟结果中发现了两个问题：

• 不采用逆跟踪时的发电量比采用逆跟踪时的发电量还高；
• 采用逆跟踪时发电量低但PR比不采用逆跟踪时要高不少。

这位学员的模拟结果截图如下图所示：

图1 常规跟踪方式结果

图2 逆跟踪方式结果

逆跟踪本身是为提高发电量而采取的方式，这与上文截图中的计算结果相悖。经过与学员的沟通，发现他在模拟时采用了线性阴影模式，而这正是导致不采用逆跟踪时的发电量比采用逆跟踪时的发电量还高的原因。

采用PVsyst新建一个模型进行模拟对比来进行验证和说明。

在PVsyst新建了一个平单轴跟踪的光伏发电单元。按“常规跟踪”、“逆跟踪”与“线性阴影”、“根据组件”进行两两组合，形成4种方案，分别进行模拟，并对模拟结果进行对比。

“根据组件”中的组串设置

在“根据组件”中，设置平单轴跟踪支架上的组件和组串排列方式，在此以组件横放单列布置为例。

分别模拟4种情况后，得出的结果列表如下：

表1  方案对比表一

首先看第一行斜面总辐射数据。该数据为理论斜面辐射数据，不考虑相互遮挡、IAM等因素。由于逆跟踪在清晨和傍晚跟踪器与太阳运行轨迹相反，并不能最大程度的跟踪太阳辐射，因此逆跟踪在理论斜面总辐射上肯定会低于常规跟踪模式。从表1也可以看出，常规跟踪的斜面总辐射1589.9kWh/㎡大于逆跟踪的1575.1kWh/㎡，差值为14.8kWh/㎡。

在理论斜面总辐射的基础上考虑遮挡与IAM损失，这里的遮挡损失又可细分为直接辐射遮挡损失、散射辐射遮挡损失、反射辐射遮挡损失。在此对各细项的损失不展开详细说明，总体上来说，由于采用逆跟踪后组串之间不会产生直接辐射遮挡损失，逆跟踪在遮挡损失上是小于常规跟踪的。从表2也可以看出在本例中遮挡损失和IAM损失的差别。在本例中，考虑遮挡损失和IAM损失后，常规跟踪的斜面总辐射1451kWh/㎡仍然大于逆跟踪的1448.1kWh/㎡，但差值已缩小至2.9kWh/㎡。

表2  方案对比表二

以上都是仅从辐射量的角度考虑，而下面则需要增加从电的角度考虑。

“线性阴影”和“根据组件”模式均存在遮挡损失，但只有“根据组件”模式下会考虑由于组件部分被遮挡而产生的组串电性能损失，从表1可以看出，常规跟踪+线性阴影 和 常规跟踪+根据组件 两列数据中，前两行辐射数据保持一致，但由于“线性阴影”不考虑电性能损失，所以从组串出口电量开始，常规跟踪+根据组件 模式的电量1335.7MWh已经低于 常规跟踪+线性阴影 模式的1356.3MWh。

因为逆跟踪模式不会产生阴影，没有直接辐射的遮挡损失，亦不会产生因组件部分遮挡导致组串输出功率下降的电性能损失，所以不管是采用“线性阴影”还是“根据组件”，均不会影响其计算结果，从表1中可以看到，逆跟踪+线性阴影 和 逆跟踪+根据组件 两列数据完全一致。

再看表1中“发电量”一行数据，常规跟踪+线性阴影 模式的发电量1320.7MWh，逆跟踪的发电量为1317.5MWh。因为采用线性阴影模式，最终的发电量计算结果被高估了，由此导致了常规跟踪发电量高于逆跟踪发电量的错误结果。实际情况是常规跟踪发电量为1300.3MWh，低于逆跟踪的发电量1317.5MWh。

最后从表1中PR一行可以看到，无论采用“线性阴影”还是“根据组件”模式，常规跟踪模式的PR均低于逆跟踪模式，主要原因在于 常规跟踪+线性阴影 模式比 逆跟踪 模式在遮挡损失上更高，如表2；而在此基础上，常规跟踪+根据组件 模式还又多出了组串电性能损失一项。在本例中，常规跟踪+根据组件 模式的组串电性能损失为1.5%；常规跟踪+线性阴影 模式因不考虑组串电性能损失，该项损失为0%；逆跟踪模式因没有直接辐射遮挡，该项损失也为0%。

细心的读者可能会发现，在前文学员的截图（图1和图2）中，常规跟踪和逆跟踪的PR分别为80.2%和86.0%，差别较大，而在本文举例的模型中，PR分别为82.1%和82.6%（为与图1和图2一致，在此采用线性阴影模式的数据），差距较小。

由于没有取得该学员模型的详细设置参数，在此推测主要为跟踪支架尺寸和东西间距的原因。比如在本文举例的模型中，目前东西间距为6m，假如将东西间距缩小到3.5m，此时常规跟踪和逆跟踪的PR将分别降低为78.1%和81.3%（线性阴影模式），差距明显增大。此外纬度等因素也会造成一定程度上的影响。