固定倾角与双轴跟踪光伏系统的技术经济比较及其对电网集成与能源效率的优化作用

为优化屋顶太阳能系统性能，研究人员对比分析了335 m2工业屋顶安装的固定倾角与双轴跟踪光伏系统。通过PVsyst和SketchUp模拟，发现双轴系统年发电量增加26 MWh，LCOE降至0.020 USD/kWh，投资回报率提升至382.6%。该研究为智能跟踪技术应用提供了关键数据支撑，推动可持续能源规划。

　　

在全球能源转型背景下，太阳能光伏(PV)系统的高效部署成为缓解电力需求与减少碳排放的关键。然而，传统固定倾角系统受限于静态结构，无法动态追踪太阳位置，导致能量捕获效率低下；而双轴跟踪系统虽能提升发电量，但其经济可行性尚缺乏精准评估。针对这一技术经济博弈，国际伊斯兰大学吉大港分校(International Islamic University Chittagong)的研究团队在《Renewable Energy》发表论文，通过创新性对比分析为光伏系统优化提供了科学决策依据。

研究采用PVsyst和SketchUp软件构建仿真模型，对335 m²工业屋顶的两种配置进行量化评估：系统1采用固定倾角设计，系统2配备双轴太阳跟踪器，均使用670 W单晶硅组件和30 kW并网逆变器。通过动态阴影分析和特定场地辐照度数据，精确量化了能量产出、阴影损失等18项技术参数，并结合LCOE、NPV等5项经济指标开展双维度验证。

结果分析显示：双轴系统展现出压倒性优势。技术层面，其年发电量达1784.5 kWh/kWp，较固定系统(1426.5 kWh/kWp)提升25.1%，性能比(PR)提高9.3%。经济性方面更具突破性——LCOE降低20%(0.020 vs 0.025 USD/kWh)，投资回收周期缩短至5.2年，NPV增长53.8%(229,601.33 vs 149,278.91 USD)。阴影分析揭示双轴系统通过实时方位调整，将遮挡损失控制在3.2%，而固定系统因静态结构损失达7.8%。

这项研究的核心价值在于：首次通过PVsyst-PAN文件自定义建模技术，实现了对RISEN Mono PERC组件的精准性能预测，解决了传统工具(HOMER/MATLAB)无法模拟三维动态阴影的缺陷。结论证实双轴跟踪系统在热带地区(如孟加拉国)具有显著技术经济优势，其每兆瓦时减排1.2吨CO₂的生态效益，为发展中国家能源转型提供了可复制的样板方案。正如通讯作者Umme Riazul Jannat Eiva强调，该成果"重新定义了屋顶光伏的收益边界，使智能跟踪技术从实验室走向规模化应用"。