科创中国

针对单轴跟踪精度较低的问题,提出一种新型单轴跟踪方式,采用"斜面+楔形体+转轴"的几何构造,只用一个转轴即可最大程度接近双轴跟踪的效果。通过几何关系推导出新型单轴跟踪方式的数学表达式,结合晴天太阳辐射模型进行仿真分析,与传统单轴跟踪方式进行对比。以北京地区为例,新型单轴跟踪方式接收的年辐射量相比传统单轴跟踪方式有一定程度的提高,比水平单轴跟踪方式提高22.7%。最后还证明,在其他纬度新型单轴跟踪方式仍优于传统单轴跟踪方式,其接收年辐射量可达到双轴跟踪的97%～99%。

1.该技从提高单轴跟踪的精度出发，提出一种新型单轴跟踪方式，通过构造“斜面+楔形体+转轴”的组合，兼顾地球的自转和公转，尽可能实现最大程度的精准跟踪。首先通过几何关系推导其数学表达式，并结合晴天太阳辐射模型，通过Matlab仿真计算得出新型单轴跟踪方式的最佳倾角。以北京地区为例进行分析，证明新型跟踪方式优于传统单轴跟踪。

2.利用晴天太阳辐射模型，通过Matlab进行仿真计算，确定了新型单轴跟踪方式的最佳安装角度，并与其他跟踪方式进行了比较，重点对比了太阳入射角与太阳辐射强度，最终证明了新型单轴跟踪方式接收的辐射量相比传统单轴跟踪方式有一定程度的提高。另外，还研究了纬度对跟踪装置性能的影响，新型单轴跟踪方式在多数纬度下都优于传统单轴跟踪方式，可达到双轴跟踪效果的97%~99%。

3.单轴跟踪式太阳电池阵列在设计时应考虑安装的基本条件，特别是风向与风力，水平单轴在遇超强风时可将电池板转向水平方向，可避免超强风损坏电池板；斜单轴也可视方向改变电池板角度，减少电池板损坏的可能。

单轴太阳能跟踪装置具有结构简单、成本低廉、效率高等优点。适用于任何纬度，不受传统单轴跟踪装置的地域限制，可在我国大部分地区推广使用。适用于多种需要跟踪太阳光的场合，如聚光式光热、光伏发电以及气象测量等。可应用于住房屋顶、城乡建筑群、光伏扶贫等，实现“自发自用，多余上网”。

新能源电力系统国家重点实验室是以华北电力大学“电力系统保护与动态安全监控”教育部重点实验室为基础，整合学校其他优势科技资源而形成的独立运行的研究实体，2011年3月由科技部批准建设，2014年9月通过专家验收。先后于2013年和2018年通过科技部组织的评估，结论“良好”。现任实验室主任为刘吉臻院士，学术委员会主任是舒印彪院士。自批准建设以来，实验室利用国家重点实验室专项经费和学校自筹经费，购置和研制科研仪器设备，开展科研设施建设。现有科研用房面积约9000平米，拥有一批开展新能源电力系统基础理论与关键技术创新研究的重要科研装备，其中20万元以上的专用设备100台（套）共10778.10万元。拥有涉及材料器件、装备及智能化、物理模拟、仿真系统、测量控制等五大类实验平台，包括风电控制系统实验室、风电空气动力学与气象实验室、风电场实验室、光伏发电系统运行与仿真实验室、电力系统动态模拟实验室、超导电力实验室、大功率半导体器件可靠性实验室、器件特性测试实验室、器件封装实验室、柔性装备电磁特性实验室、电磁兼容实验室、先进绝缘固体/液体材料实验室、先进传感实验室、电力装备智慧医院实验室、先进测量技

型单轴太阳跟踪技术应用将比传统固定式光伏电站发电量高出25%-30%，在提升发电量的同时，保留了支架系统对土地结构的保护及提升板下土地利用率的功能，不破坏土地，不改变原有土地性质。既产生生态效益，有带来可观的经济效益。

主要以技术入股或者技术转让方式进行出成果转化。