光伏电站采用固定式光伏支架的优点是施工现场安装方便、光伏支架结构简单、占地面积小、租地费用少等；缺点是不能跟踪太阳高度角变化，对太阳能资源的利用率略低。
单轴跟踪式光伏支架形式主要分为平单轴跟踪式和斜单轴跟踪式。平单轴跟踪式光伏支架是指单轴的转轴与地面所成角度为0°，斜单轴跟踪式光伏支架是指单轴的转轴与地面成一定倾角。
与平单轴跟踪式光伏支架相比，斜单轴跟踪式光伏支架的成本较高，抗风性相对较差。因此，光伏电站采用单轴跟踪式光伏支架时通常选择平单轴跟踪式光伏支架。
其中，Ⅰ类太阳能资源区以青海省海西州的德令哈地区(37.37°N、97.24°E)为例，Ⅱ类太阳能资源区以河北省张家口市的张北县(41.29°N、114.62°E)为例，Ⅲ类太阳能资源区以上海地区(31.4°N、121.47°E)为例。
对平单轴跟踪式光伏支架在不同数量占比下德令哈地区光伏电站25年的平均发电量进行对比，具体如图1所示。
图1 不同平单轴跟踪式光伏支架数量占比下德令哈地区光伏电站25年的平均发电量对比
对比得到平单轴跟踪式光伏支架不同数量占比下该地区光伏电站25年平均发电量的增益值及增幅，具体如表1所示。
对平单轴跟踪式光伏支架在不同数量占比下张北县光伏电站25年的平均发电量进行对比，具体如图2所示。
图2 不同平单轴跟踪式光伏支架数量占比下张北县光伏电站25年的平均发电量对比
以张北县光伏电站中平单轴跟踪式光伏支架数量占比为0%、固定式光伏支架数量占比为100%时的25年平均发电量为基准，对比得到平单轴跟踪式光伏支架不同数量占比下该地区光伏电站25年平均发电量的增益值及增幅，具体如表2所示。
对平单轴跟踪式光伏支架在不同数量占比下上海地区光伏电站25年的平均发电量进行对比，具体如图3所示。
图3 不同平单轴跟踪式光伏支架数量占比下上海地区光伏电站25年的平均发电量对比
以上海地区光伏电站中平单轴跟踪式光伏支架数量占比为0%、固定式光伏支架数量占比为100%时的25年平均发电量为基准，对比得到平单轴跟踪式光伏支架不同数量占比下该地区光伏电站25年平均发电量的增益值及增幅，具体如表3所示。
采用固定式或平单轴跟踪式光伏支架时，光伏电站除了发电量不同之外，土建工程量也会存在差异，这种差异主要体现在光伏支架、支架基础及场平的费用不同。
假设本文讨论的光伏电站均建于平地之上，因此暂不考虑场平工程量的差异，但在实际工程实施过程中，平单轴跟踪式光伏支架可能需要大量场平，而固定式光伏支架基本不需要场平。
采用不同光伏支架形式时的电气工程量也会有差异，主要体现在电缆量不同。而其他工程量差异则主要体现在征地面积、维修费率、故障率等方面。总而言之，工程量差异会造成投资成本和财务分析方面的差异。
根据以往类似的光伏电站项目工程经验，可得出分别采用固定式与平单轴跟踪式光伏支架时在光伏支架、支架基础、场平、电缆量、征地面积等方面的单瓦工程量差异。
其中，光伏支架方面，采用平单轴跟踪式光伏支架时比采用固定式光伏支架时约高0.35元/Wp；支架基础方面，采用平单轴跟踪式光伏支架时比采用固定式光伏支架时约高0.005元/Wp；电缆量方面，采用平单轴跟踪式光伏支架时比采用固定式光伏支架时约高0.002元/Wp。
此外，还可以发现平单轴跟踪式光伏支架的故障率比固定式光伏支架的高，由此引起的发电量损失和维修费率也需要考虑。
以光伏电站中平单轴跟踪式光伏支架数量占比为0%、固定式光伏支架数量占比为100%时光伏电站的初始投资额为基准，对比得到平单轴跟踪式光伏支架不同数量占比下光伏电站的初始投资差额，具体如图4所示。
图4 不同平单轴跟踪式光伏支架数量占比下光伏电站的初始投资差额对比
从图4可以看出：随着平单轴跟踪式光伏支架数量占比的增加，光伏电站的初始投资差额也不断增加，基本呈线性变化。
固定式光伏支架的优点是光伏电站的初始投资额较低，且后期运维过程中的维修费用较低，甚至基本不用维修；平单轴跟踪式光伏支架的特点是光伏电站的初始投资额比固定式光伏支架高，且后期运维过程中的维修费用较高。
但光伏电站采用固定式光伏支架时的发电量低于其采用平单轴跟踪式光伏支架时的发电量，且发电量提高的比例高于直接投资额增加的比例。
若不考虑光伏电站的后期运维费用，其采用固定式光伏支架时的单位平准化度电成本会高于采用平单轴跟踪式光伏支架时的单位平准化度电成本。
对于实际的光伏电站项目，其每年的维修费率各不相同，为方便比较，本文将每年的维修费率近似简化为线性增长。
光伏电站中，平单轴跟踪式光伏支架的数量占比越高，引起的故障率可能也就越高，维修费增长的也就越多。平单轴跟踪式光伏支架不同数量占比下光伏电站的25年平均维修费率对比如图5所示。
图5 平单轴跟踪式光伏支架不同数量占比下光伏电站的25年平均维修费率对比
从图5可以看出：随着平单轴跟踪式光伏支架数量占比的增加，光伏电站的25年平均维修费率也不断增加。
本文参考上述3个地区的上网电价，在拟建光伏电站项目全资财务内部收益率为8%(税后)的情况下，反算出光伏电站采用固定式光伏支架时的建设期工程量投资额，进而根据投资差额及维修费率、发电量差异等推导出平单轴跟踪式光伏支架各数量占比下对应的光伏电站全资财务内部收益率(税后)。
不同平单轴跟踪式光伏支架数量占比下，德令哈地区光伏电站的全资财务内部收益率(税后)如图6所示。
图6 不同平单轴跟踪式光伏支架数量占比下，德令哈地区光伏电站的全资财务内部收益率(税后)
从图6可以看出：德令哈地区作为I类太阳能资源区，当光伏电站中平单轴跟踪式光支架数量占比在0%～60%区间内时，其可以获得较高的全资财务内部收益率(税后)且平单轴跟踪式光伏支架数量占比为40%时，全资财务内部收益率(税后)达到峰值当平单轴跟踪式光伏支架数量占比大于60%后，光伏电站的全资财务内部收益率(税后)低于8%，相较于采用固定式光伏支架时，不再具有经济性。
综上可知：在Ⅰ类太阳能资源区，光伏电站中平单轴跟踪式光伏支架的最佳数量占比推荐40%，具体取值可根据项目地实际情况来决定。
不同平单轴跟踪式光伏支架数量占比下，张北县光伏电站的全资财务内部收益率(税后)如图7所示。
图7 不同平单轴跟踪式光伏支架数量占比下，张北县光伏电站的全资财务内部收益率(税后)
从图7可以看出：张北县作为Ⅱ类太阳能资源区，当光伏电站中平单轴跟踪式光伏支架数量占比在0%～40%区间内时，其可以获得较高的全资财务内部收益率(税后)，且平单轴跟踪式光伏支架数量占比为20%时，全资财务内部收益率(税后)达到峰值；当平单轴跟踪式光伏支架数量占比大于40%后，光伏电站的全资财务内部收益率(税后)低于8%，相较于采用固定式光伏支架时，不再具有经济性。
综上可知：在Ⅱ类太阳能资源区，光伏电站中平单轴跟踪式光伏支架的最佳数量占比推荐20%，具体取值可根据项目地实际情况来决定。
不同平单轴跟踪式光伏支架数量占比下，上海地区光伏电站的全资财务内部收益率(税后)如图8所示。
图8 不同平单轴跟踪式光伏支架数量占比下，上海地区光伏电站的全资财务内部收益率(税后)
从图8可以看出：上海地区作为Ⅲ类太阳能资源区，当光伏电站中平单轴跟踪式光伏支架数量占比增加时，其全资财务内部收益率(税后)呈下降趋势，均达不到全资财务内部收益率(税后)8%的要求。
由于此类地区的太阳能资源较差，光伏电站的发电量增益不明显，与运维成本增加相比，综合经济效益较差。因此，不推荐在Ⅲ类太阳能资源区光伏电站采用平单轴跟踪式光伏支架。
本文以3个不同太阳能资源区的拟建光伏电站项目为背景，分别从上网电价、平单轴跟踪式光伏支架各数量占比下光伏电站的25年平均发电量和工程量投资额，分析了全寿命周期内光伏电站在不同平单轴跟踪式光伏支架数量占比下的全资财务内部收益率(税后)，得到以下结论：
1)与全部采用固定式光伏支架相比，随着平单轴跟踪式光伏支架数量占比的增加，光伏电站的初始投资差额也不断增加，基本呈线性变化；且光伏电站的25年平均维修费率也不断增加。
2)在拟建光伏电站项目全资财务内部收益率(税后)为8%的情况下，反算出光伏电站采用固定式光伏支架时的工程量投资额，进而根据投资差额及维修费率、发电量差异等推导出3类太阳能资源区中光伏电站的平单轴跟踪式光伏支架各数量占比下对应的全资财务内部收益率(税后)，并由此得到平单轴跟踪式光伏支架的最佳数量占比：
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针对I类太阳能资源区，光伏电站中平单轴跟踪式光伏支架数量占比在0%～60%之间时可满足全资财务内部收益率(税后)8%的要求，最佳数量占比推荐值为40%； -
针对Ⅱ类太阳能资源区，光伏电站中平单轴跟踪式光伏支架数量占比在0%～40%之间时可满足全资财务内部收益率(税后)8%的要求，最佳数量占比推荐值为20%； -
针对Ⅲ类太阳能资源区，由于其太阳能资源较差，不推荐该资源区光伏电站采用平单轴跟踪式光伏支架。
来源：光伏电站内不同光伏支架形式数量占比的研究
原文始发于微信公众号（光伏产业通）：光伏电站内不同光伏支架形式数量占比的研究
