“大功率组件”带来行业变革，光伏跟踪器又该如何“见招拆招”？

引导语

最近在小树洞的朋友圈里，组件的小伙伴们似乎被划分成了两个阵营，但是不管是“210”还是“182”，从跟踪器的设计角度来讲，他们并没有优劣之分。

组串数量、离地高度、组件功率等等项目参数千变万化，两种组件的最终跟踪器成本也并没有绝对性的高低。那么针对大功率组件，跟踪器又会迎接着什么样的挑战，设计师如何来最优化解决这些问题呢？

目录：

1. 组件变长-风压系数变大

2. 组件变长-风扭变大

3. 组件变宽-稳定性降低

4. 组件变大-组件抗风压能力降低

5. 跟踪器厂家的解决方案

*全文共2123字25图

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组件变长-风压系数变大

从2019年12月底开始，各大组件厂家前赴后继发布了自己的超500W大功率组件。组件功率的变大，组件的尺寸也越做越大。

以往的小组件长度，一般都为2m左右。但是现有的各家大组件尺寸，普遍达到了2.2m以上，甚至最长达到了2.45m。

▵小树洞总结各大组件长度分布图

跟踪器的空气动力学特性，往往都是以组件的长度尺寸为“特征长度”，所有的风洞测试系数都是与这个“特征长度”相挂钩而得到的无量纲系数。所以组件长度的变化，必然会带来风洞系数的变化。

▵1P跟踪器的特征长度(Chord Length)

(来源：NEXTracker)

▵组件长度(特征长度)越长，压力系数越大

体型系数，或者叫压力系数，是一种用来计算风荷载的重要参数。在风洞测试中，压力系数为组件上所受的风压除以“参考高度”（一般为缩比尺10m高度）的风压。组件尺寸变大后，其背后的湍流涡流带来的动态风压(P')变大，造成组件的综合压力系数也变大。

▵以美标ASCE 7为例，压力系数越大

则在相同风速下

施加到跟踪器上的风压越大

通常的风洞测试机构，例如CPP和RWDI，其风洞测试的系数，在项目上可允许的设计范围，为实际测试中模型尺寸的+/-10%。

举个例子，2m组件的风洞测试数据可使用的范围为1.8m到2.2m，也就意味着2m组件的风洞测试数据，无法使用在超过2.2m的组件上。

因此在大组件出现之初，很多跟踪器厂家的风洞系数，都无法用来计算大组件的项目。这种突发情况，也造成了大量跟踪器排队“重做风洞测试”的现象。

▵大部分跟踪器厂家可用的风洞数据范围

组件变长-风扭变大

跟踪器在设计时需要考虑多种荷载，根据跟踪器的模态分析，结构绕轴扭转的频率往往是最低的，那么意味着风荷载中的“扭矩”是影响跟踪器设计的最关键参数。

▵跟踪器的三种模态

其中扭转模特频率最低，最危险

由计算可知，单位长度上风扭的大小，与组件的长度尺寸(特征长度)成二次方比。

举个例子，2.4m组件相比较2m的小尺寸组件，尽管长度只增大了1.2倍，但是其在跟踪器上的“单位长度风扭”增大了1.44倍。

▵跟踪器风荷载扭矩的计算

风扭的增大，需要跟踪器厂家设计更强壮的结构，成本上也会有相应的增加。

组件变宽-稳定性降低

组件宽度变宽，直接导致的就是跟踪器的总长变长。从直观上来看，面积变大了，跟踪器所受荷载也就变大了。

但是跟踪器变长带来的另一个更重要的变化，就是其在大风情况下的“稳定性”降低了。

▵小树洞总结各大组件宽度分布图

▵组件越宽，跟踪器越长

▵跟踪器越长，主轴刚性就越弱

跟踪器则更容易进入失稳状态

(来源：RWDI)

根据跟踪器的扭转运动方程，我们可以求得跟踪器扭转频率(f)与跟踪器的总长(D)成反比。

▵跟踪器D越长，频率f就越小

跟踪器则更容易进入失稳状态

由此可知，当跟踪器总长越长，其扭转频率越低。而扭转频率又影响到跟踪器受风稳定性。因此，组件越宽，跟踪器越长，跟踪器的稳定性则越低。

▵跟踪器在小风速下失去稳定而被破坏

(来源：NEXTracker Webinar)